改进实验教具 自制多功能温室效应模拟器

◇李美娇（广东：深圳市龙岗区华中师范大学龙岗附属中学（集团）龙园学校）

一、教材原型实验及教学过程中遇到的问题

2017 教科版小学科学五年级下册第三单元“环境”第5 课《合理利用能源》第二部分的学习内容是模拟温室效应实验。通过将两支型号相同的温度计同时放置在太阳下，一支放入密封袋内，另一支暴露在空气中，经过相同时间间隔记录温度计的读数。通过温度的变化来模拟温室效应实验，了解气候变暖的原因，提高学生环保意识。

取1 个透明的塑料密封袋和两支型号相同的温度计，将一支温度计装入密封袋内，封好口袋。把装人密封袋的温度计和另一支温度计并排同时放置在阳光下，按照下表的时间间隔观察两支温度计的读数变化，同时将观察到的数据记录下来。

图1 教材中原实验

在教学过程中存在以下问题：教材实验需要太阳照射，受天气影响大，阴雨天气效果不佳；同时实验需多次读数，温度计放在袋子里，导致读数不方便，学生围着两支温度计探究观察，影子也容易遮住温度计，对实验结果有影响；没有直观数据的现象，学生不能在思维上进行转化认知，他们难以将塑料袋中温度计温度的上升和温室气体的保温作用联系起来，甚至有的学生认为，塑料袋中的温度计温度高是因为它不像空气中的温度计那样容易被风吹冷。

二、实验教具的改进

（一）材料和制作方法

制作材料有：亚克力板、热熔胶、密封条、电子数显温度计、黑色卡纸、铁丝、取暖器、计时器。

制作方法：

用胶枪将亚克力板粘成大小相同的两个容器；

在容器的后面粘贴两张相同大小和高度的黑色卡纸；

盖子上、下方分别用铁丝制作两个固定位，上方固定显示屏，下方固定温度计探头，整个盖子下方用密封条密封。

制作好的装置如下图：

图2 改进后的实验装置

（二）改进教具的使用

在两个容器内加入等量的水，盖上容器盖子。此时两个容器内温度相同，以此检测温度计。

改进实验装置采用VC 泡腾片与水反应生成二氧化碳气体，以此改变其中一个容器中二氧化碳的浓度。此反应前后温度变化不大，不会对容器的温度产生干扰和影响。

表1 VC泡腾片与水反应后的温度变化

图3 VC泡腾片与水反应后的温度变化

在改进装置的容器A中加入两片泡腾片，容器B 为空气。稍等一段时间，使泡腾片的有效成分在水中完全释放，从而使此容器充满二氧化碳溶度较高的空气。容器的温度稳定后，读取两个容器的初始温度，并记录。将小型取暖器放置于两个容器中间，待泡腾片完全释放后打开开关，开始加热并计时。

每间隔一定时间记录温度计显示屏的数据。通过实验，记录数据如下表。

表2 改进装置实验数据

通过实验发现，含较高浓度二氧化碳的容器的温度比含普通空气的容器升温更快，温度更高。

三、改进实验教具的优点和拓展

（一）创新实验教具优点

采用小型取暖器作为热源，安全、稳定，摆脱了对天气的依赖和风的影响。

使用VC 泡腾片来获取二氧化碳，不需要特殊的制取装置，操作简单，对容器内的温度也基本没有影响。

实验过程操作简便，现象明显，对比性强，实验结果可靠，信服度高。学生通过直观感受二氧化碳气体的保温作用，对温室效应的影响产生更深刻的认识，教学效果好。

实验装置制作材料简单环保，可重复使用。不仅可以继续探究其他温室气体的影响，如臭氧、甲烷、一氧化二氮等，还能做不同颜色材料的吸热能力等探究实验。

（二）进一步拓展设想

本装置可以进一步升级设备，让小学生开展更丰富的探究活动。如将数显温度计换成多功能二氧化碳浓度测量仪，就可以探究不同浓度的二氧化碳对温室效应的影响程度。