自制三只带“孔”器材,优化实验步骤

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1、自制三只带“孔”器材，优化实验步骤——提高《用油膜法估测分子的大小》实验的综合效果江苏省滨海中学徐永明赵翠花“用油膜法估测分子大小”实验成功的关键：一是如何将痱子粉撒得薄而匀，二是准确滴取一滴油酸酒精溶液，三是油膜形成与描绘油膜轮廓过程中不要扰动油膜。为此笔者自制了三只带“孔”实验器材，有效地提高了分组实验的成功率。一、三只带“孔”器材介绍1．“孔”器材之一：顶孔匀撒器如果痱子粉膜过厚，油膜推不动痱子粉膜，容易形成“爆炸”式的星形或其它不规则形状油膜，不能形成单分子油膜层；如果痱子粉膜过薄，容易造成油膜飘忽不定，分界不清，影响描绘油膜形状；如果痱子粉膜不均匀，可能导致油膜断

2、裂或向水槽一侧靠拢，甚至挤压到水槽边，影响形成单分子油膜层。为确保实验成功，痱子粉膜要像极薄的纱一样薄而匀地覆盖在水面上。教材中没提示怎样撒粉，购买的器材一般提供的都是纱布包，实践证明，用纱布包撒粉，不但难保证粉膜均匀，而且粉尘污染环境，纱包也容易沾水受潮，影响下一组同学实验。图1顶孔匀撒器制作：取一个废弃的塑料矿泉水瓶，用缝衣针在瓶盖上从里向外扎二十个左右的小孔，瓶内晒干后装入两药匙的痱子粉，拧紧瓶盖，如图1，图右侧是带孔的瓶盖，制作完毕。使用方法：瓶底向上，瓶盖离水面3厘米左右，一边轻拍瓶底，一边观察粉膜，直至粉膜薄而匀为止，使用结束后，用一个干燥的塑料袋装好顶孔匀撒器

3、，以防沾水受潮。评估：操作简单，便于控制，对环境污染小，实验效果好。2.“孔”器材之二：中孔坐标板本实验操作程序复杂，步骤多，容易扰动水面。痱子粉膜薄而匀，滴入一滴油酸酒精溶液后，如果水面受扰动，油膜边界就会漂移、变形，不能准确描绘油膜轮廓。受扰动的原因很多，常见的如学生用坐标板覆盖水槽时晃动等。图2中孔坐标板制作：取一块实验室提供的有机玻璃透明坐标板，用美工刀在坐标板正中央钻一个直径约为4毫米的小孔，如图2，图右侧是坐标板的中部，制作完毕。使用方法：当用顶孔匀撒器完成撒粉后，轻轻地盖上坐标板，然后同学们不倚靠实验桌，将注射器针尖探到小孔下方，滴下一滴酒精油酸溶液，等到油膜

4、稳定后，轻轻地描绘出油膜轮廓即可。评估：教材中，要求油膜稳定后，再放上坐标板，这加大了破坏油膜的机率，因为油膜的边缘很“娇气”，稍有扰动，油膜就变形，改进后，先放上中孔坐标板，再滴下油酸酒精溶液，有效地减少了扰动油膜的机率，同时保证液滴滴在水槽正中央，有利于油膜充分展开。3.“孔”器材之三：侧孔注射器用实验室提供的注射器滴液滴时，最容易出现两种现象，一是很难将溶液从注射器里推出来，二是很容易从顶孔中射出一串溶液。要想滴出一滴溶液，可不是易事，保持身体平衡，双手抓住注射器，右手拇指轻压活塞，-5-只有这样，才有可能控制好力度，滴出艰难的一滴。图3小孔侧孔注射器制作：取一支5毫

5、升的注射器（另配针头型号为0.625毫米），约在4毫升侧壁处钻一个直径约1毫米的小孔，示意图如图3（照片看不清小孔）。使用方法：注射器吸取3毫升的溶液后，针头向下，竖直放置注射器，右手拿针管，右拇指堵住小测孔，左手轻轻将活塞移到小孔的上方，右拇指移开小孔，溶液在自身重力作用下，在针尖处自然滴下一滴，拇指再立即堵住小孔。评估：与普通注射器相比，操作简单，易于控制，而且每一滴大小几乎相等，用累积法测出一滴油酸酒精溶液的体积更接近实际情况。二、教学设计1．学情与教材分析本实验难度极高，要求学生有扎实的实验技能，能灵活运用多种实验方法与技巧，还体现了构建物理模型的思想，可以说是对已

6、学过的物理知识做一次综合考核演练。做好这个实验可以加深学生对人类进入微观世界的认识、锻炼学生的动手能力，有利于培养学生严谨思维、敢于用已有的知识探索“复杂”的未知领域和实事求是的科学精神。2．教学目标（三维目标）知识与技能：理解单分子油膜法估测分子直径的原理；学会用单分子油膜法估测油酸分子的直径；掌握使用自制器材的技巧和提升综合实验能力。过程与方法：在实验探究基础上，认识建立模型和用宏观量求微观量的物理思想方法；掌握多种实验方法。情感、态度与价值观：养成严谨认真的科学态度，养成乐于交流与合作的学习态度，倡导勇于创新、大胆实践的精神，敢于用已有知识向未知领域进军的情怀。3．教

7、学重点、难点及突破方法重点：知道一般分子直径的数量级，理解实验原理，设计实验方案，并能在实验探究中发现问题，解决问题。难点：掌握多种实验方法和操作步骤，成功估测分子直径。突破方法：充分利用好自制器材，指导学生关键步骤操作方法。4．教学过程设计(1)创设问题情境，出示实验目的实验1：展示半瓶酒精，让学生看清酒精的体积，然后打开瓶盖，在教室内缓慢地走一圈，让学生在瓶口闻一闻。问题1：为什么能闻到酒精味？问题2：大量分子跑出来，瓶内酒精为什么看不出减少？教师引导分析：大量酒精分子由液体表面跑出来，进入我们的鼻腔，也就闻到