“模型估測(cè)法”在高中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用
——利用“黃豆模型”來(lái)演示“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)

廣東省珠海市實(shí)驗(yàn)中學(xué)(519000) 呂 磊

“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)，教材中利用單分子油膜法估測(cè)分子的直徑，通過(guò)酒精溶解、稀釋油酸，并通過(guò)特殊實(shí)驗(yàn)方法取微量油酸酒精溶液，實(shí)驗(yàn)步驟比較麻煩。同時(shí)，由于學(xué)生是初次接觸測(cè)量微觀分子的直徑，感覺(jué)比較抽象，很難理解其實(shí)驗(yàn)原理和繁瑣的數(shù)學(xué)計(jì)算過(guò)程。所以筆者嘗試引入學(xué)生比較熟悉的黃豆，將其看成微觀的 “分子”，進(jìn)行講解和演示 “用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)，收到了較好的效果。其詳細(xì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

(1)利用“黃豆模型”來(lái)演示“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)。

(2)掌握等體積估測(cè)方法。

(3)熟悉宏觀物體與微觀模型的分析類比。

2 實(shí)驗(yàn)原理

將每一個(gè)黃豆理解成“分子模型”利用等體積的原理，可以測(cè)量計(jì)算出單層黃豆的厚度，從而得到黃豆的直徑。再用螺旋測(cè)微器測(cè)量出黃豆的直徑，將兩個(gè)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比。在誤差允許范圍內(nèi)如果兩個(gè)數(shù)值相等，就可以從側(cè)面證明了單分子油膜法估測(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)。

3 實(shí)驗(yàn)器材

黃豆、燒杯、螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、實(shí)驗(yàn)儀器提籃等。

4 實(shí)驗(yàn)步驟

(1)首先用毫米刻度尺測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀器提籃的長(zhǎng)度L和寬度d。

(2)再將黃豆整齊平鋪在實(shí)驗(yàn)儀器提籃里。

(3)用燒杯量取黃豆的體積V。

(5)用螺旋測(cè)微器多測(cè)幾次求出黃豆的平均直徑D，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

(6)最后將h與D兩個(gè)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比。

5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算

6 誤差分析

考慮到平鋪在實(shí)驗(yàn)儀器提籃里面的黃豆可能存在重疊以及每個(gè)黃豆之間的縫隙，在誤差允許范圍內(nèi)h與D兩個(gè)數(shù)值相等，很好地從側(cè)面證明了單分子油膜法估測(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)。

7 注意事項(xiàng)

(1)保證整齊平鋪在實(shí)驗(yàn)儀器提籃里面的黃豆盡量緊湊且不要重疊。

(2)盡量保證燒杯中黃豆體積的讀數(shù)準(zhǔn)確。

8 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

(1)本實(shí)驗(yàn)利用利用“黃豆模型”來(lái)演示“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)，便于教師在課堂上演示，同時(shí)學(xué)生也方便觀察和操作。

(2)將抽象的、微觀的測(cè)量實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為具體的、宏觀的實(shí)驗(yàn)。

(3)實(shí)驗(yàn)器材成本低，取材方便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

9 實(shí)效性分析

(1)本實(shí)驗(yàn)既可用于課堂教學(xué)，又可用于學(xué)生課后自主研究。

(2)本實(shí)驗(yàn)中所有器材都來(lái)源于日常生活中，能很好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理和探索科學(xué)奧秘的激情。

(3)本實(shí)驗(yàn)通俗易懂，能更好的幫助學(xué)生理解分子的模型。

10 結(jié)束語(yǔ)

物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。教學(xué)的有效性和高效性，是指教學(xué)方式能有效地突破教材重難點(diǎn)，同時(shí)能促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維、創(chuàng)新思維、轉(zhuǎn)換角度，利用模型法、類比法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。要提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)，就要求我們教師在教學(xué)中注重傳授物理基本概念的表述、物理基本觀念的滲透、物理科學(xué)方法的傳授、物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，以及指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和自學(xué)能力的養(yǎng)成等。