自制温度计
作者：骆玉香 马亮 谭振兴 罗乐 梁婷 李慧芳 吉广智
来源：《中国信息技术教育》2021年第03期
● 問题的提出
物理是以实验为基础的学科，物理实验可以帮助学生掌握物理概念，启发学生积极思维，训练学生的思维方法。但是，于受校内时间和空间的限制，学生不能充分、尽兴地进行实验。而随着网络和信息技术的不断发展，微信的视频传送功能使得学生完成微视频实验作业成为现实。学生微视频实验的要求：实验过程必须是学生独立完成，视频的录制可以由同学或家长协助完成，视频时长不超过5分钟。教学中，将学生微视频实验运用其中，对培养学生学科核心素养起到了积极的促进作用。
● 学生微视频实验用于教学的流程（如图1）
● 教学范例
笔者以人教版八年级（上册）第三章第一节《温度》新课教学片段为例进行说明。
1.第一阶段：课前预习，录制视频
课本中“想想做做”关于自制温度计的文字是：“在小瓶里装满带颜色的水。给小瓶配一
个橡皮塞，橡皮塞上插进一根细玻璃管，使橡皮塞塞住瓶口，如图2所示。将小瓶放入热水中，观察细管中水柱的位置，然后把小瓶放入冷水中，观察水柱的位置。”鉴于学生在小学科学课上已经学习过温度计的知识，该内容作为预习作业布置给学生。
2.第二阶段：创设情境，交流讨论
在学生观看微视频实验之前，教师提出了以下问题，由学生进行思考。
①观看视频中的实验，指出这几个自制温度计的优点与不足之处。
②温度计为什么能测量液体的温度？
③为什么小瓶里的水要求装满？
④为什么要用细玻璃管？细玻璃管为什么粗细是均匀的？
学生们自制了温度计，大多数学生用的是口服液的瓶子来做;少数学生用的是其他类瓶子。
3.第三阶段：改进装置，实验探究
在讨论上述问题的基础上，提出改进意见，教师出示改进后的实验器材，学生体验改进后的实验效果。
体验活动1：利用教师准备好的粗管、细管两个自制温度计，标记好液柱初始位置后，同时放入热水中，观察液柱高度的变化。
体验活动2：利用教师准备好的同是细管、但小瓶中分别装着水和油的两个自制温度计，标记好液柱初始位置后，同时放入热水中，观察液柱高度的变化。
通过上述两组对比实验，学生了解了温度计构造的演变过程（如图3）。温度计的玻璃泡做大而玻璃管的内径做小，两项措施的共同目的是提高温度计的精确度。对于测温物质，要综合考虑所使用物质的热膨胀系数、凝固点、沸点、与气压的关系、体积与温度的变化是否呈线性关系等。在实际设计和制造温度计时，要结合需要和可能从诸多因素去考虑，选择一个最佳方案。
教师引导学生讨论如何为自制温度计标注刻度，介绍常用的几种温度刻度方法。一般液体温度计的上方是真空的，为了增大液体温度计的测量范围，也有的在毛细管的上方充入一定压强的氮气。
● 心得
这个小小的温度计包含着这么多的知识和方法，如涉及转化法（把液体体积转化为长度）、放大法（将微小的液体体积变化进行放大）、等效法（温度计中液体的温度等效于被测物体的温度）、平衡思想（温度计中的液体要与待测物体的温度相等，即达到热平衡），而这些思想方法决定着温度计的构造、使用及读数。对这些思想的认识，会加深学生对温度计使用方法的理解，提高测量的准确程度。在研究过程中，学生实验1与学生实验2分别采用了控制变量法。课上介绍了温度计发展史的知识，丰富了学生对温度计的认识。课后学生在对温度计有了较为全面的认识和了解的基础上，又重新制作了有一定刻度范围的温度计。
数字科学家计划的课题研究已经十年了，在这个课题的引领下，学生微视频实验的课题研究也在不断地深入进行，目前笔者收集整理的学生视频已有千余个。学生微视频实验，在提升学生信息素养的同时，为物理学科的实验教学从校内延伸到校外提供了一条有效的途径。
本论文是中国教育技术协会“十三五”重大课题“互联网+教育”背景下数字科学家计划理
论与实践（课题编号P116）子课题：学生微视频在初中物理教学中的实践研究（课题编号P116SZKXJC052）的研究成果。
