科学课《传热比赛》实验反思与创新改进
学习，已经初步逐步具有设计和探究实验的能力，因此同学们加入改进实验装置的项目。图3是与同学们共同改进实验装置的过程。在一位同学的设计方案中大家获得了灵感，经共同查阅文献，发现可逆变温材料贴纸非常适合该实验。经过多次尝试将方形可逆变温材料贴纸粘在金属铜棒、锌棒、铝棒上，传热比赛的效果非常明显。这是由于在热水中铜棒、锌棒、铝棒相对于铁、不锈钢等金属具有较高的导热系数。
（1）学生设计方案;
（2）不同型号的变温贴纸;
（3）多种金属棒;
（4）学生多次对比分析不同金属的传热效果。
（二）改进后的实验装置
改进后不同金属传热性能的实验装置使用方法：首先将热水加入烧杯中，将贴有可逆变温贴纸的金属棒插在木盖子中，将木盖放在烧杯上。然后观察记录可逆变温贴纸变红的时间，通过对比相同长度的贴纸变红的时间，分析金属棒的传热速度。
可以看出改进后的不同金属传热性能实验装置的优点：
1.实验现象直观，当温度超过55℃时候，黑色的可逆变温材料会变成红色，通过记录不同金属棒上红色的出现时间可以比較不同金属导热性能。当温度低于55℃时候，红色的可逆变温材料会变成黑色，可以反复使用节能环保。
2.装置简单安全，使用热水传热，温度不至于过高，且没有明火。
3.降低外界干扰，烧杯上部的木盖作为热的不良导体，可以减少水蒸发对实验造成的影响。
4.实验效率提高，1分钟内可以观察到明显的现象。
5.装置一器多用，实验装置可以用于热是怎样传递的，探究凉得慢些的实验。
五、教学过程
（一）激趣导入：学生用手触摸热水中的铁勺柄，说一说感受，吸引学生的兴趣，引导学生提出“不同材质的勺子的传热性能相同吗？”的疑问。
（二）木勺、铁勺、塑料勺的传热比赛：学生认识热的良导体和热的不良导体。
（三）探究不同金属传热性能的实验：
1.出示三根金属棒，学生大胆猜测同是热的良导体，他们的传热性能相同吗？
2.學生以小组为单位设计实验方案，利用希沃助手等应用软件展示设计思路，在此过程中表扬鼓励同学们运用多种工具设计实验方案。
3.介绍可逆变温贴纸的特性，利用微课介绍改进后不同金属传热性能实验仪器的使用方法。
4.分组进行实验，学生利用秒表记录可逆变温贴纸变红的时间间隔，运用数学知识条形统计图小组内分析数据，得出实验结论。
5.在汇报员利用希沃助手展示设计思路的同时，由组内信息技术能力较强的同学在教师端输入记录的6个时间点，可以看出每组每根金属棒变红的时间间隔值。如图6。
6.数据进行再处理分析：定义可逆变温贴变红的最初时刻为零时刻，从图7中可以看出，虽然每个小组得到的时间间隔值不尽相同，但是金属传热的顺序是一致的。铜棒上可逆变温贴纸变红的时间最短，铜的传热性能最强;锌棒上可逆变温贴纸变红的时间最长，锌的传热性能最弱。三种金属的传热性能的顺序：铜最强，铝次之，锌最弱。传热比赛的结果一目了然。
（四）拓展应用：出示电饭锅、金属蒸锅、炒锅等多种锅的图片，学生解释在设计过程中如何选择热的良导体和热的不良导体。
六、实验反思
改进不同金属传热性能的实验装置可以反复使用，节能环保。经过各位老师们和学生们在教学过程中实验的反馈，该实验装置操作简单、安全、效果明显。实验方法和实验过程的改进都是基于学生的实际出发，形象直观，更加符合小学生的认知水平。
新材料可逆变温材料贴有利于课后学生自主探究不同材料导热性能性质。同时为下一节课的学习《设计制作一个保温杯》打下了良好基础。新材料可逆变温材料贴还可以广泛地用于在类似实验中，继续帮助不断改革创新科学实验课程。五年级的学生动手能力强，通过后续拓展性试验，继续培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解。
七、结语
传统实验的改进促进教学方法的改进，将原来定性的观察不同金属传热性能变成了精准观察和定量分析。学生在探究不同金属传热性能的实验过程中经历了发现问题、提出假设、设计实验、数据分析、得出结论的科学探究过程。同时注重学科融合，体现了STEAM理念。学生们在获取并分析数据的过程，学习利用信息技术手段将大数据进行分析处理，快速正确的得到实验结论，形成新的科学概念。激发了学生的科学实验研发和探究兴趣，培养了学生的创新能力，提高了学生的科学素养。
【作者单位：武汉市东湖生态旅游风景区华侨城小学 湖北】