巧用“瓶瓶罐罐”做教具 让深度学习真实发生--以“实验:用油膜法估测油酸分子的大小”教学设计为例

“实验:用油膜法估测油酸分子的大小”是新课标中学生必做的实验.整个实验中涉及很多的科学方法.例如,“类比法”联系测分子直径和测黄豆直径之间的相同之处;“借助方格纸描算”不规则油膜面积;“酒精稀释”“累积法”获取微小油酸体积;“估测思想”在处理物理问题中的应用.如何把这些科学方法潜移默化地融入课堂来培养学生的科学思维,促进学生的深度学习.

怎样做好“用油膜法估测分子的大小”的实验

“用油膜法估测分子的大小”这一学生实验是根据油酸分子C17H33COOH中的-COOH对水有很强的亲合力的性质进行的，将一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面后，油酸在水面散开，其中的酒精溶于水中，并很快挥发。而油酸分子中的C17H13-冒出水面。-COOH仍留在水中，使得油酸分子直立在水面上，形成一层单分子油膜。实验中根据一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油酸在水面形成的单分子油膜的面积S，

“用油膜法估测分子的大小”模拟演示器

为了易于理解“用油膜法估测分子的大小”的实验过程，使微观变宏观、抽象变直观、化繁为简，笔者设计制作了“用油膜法估测分子的大小”模拟演示器，简介如下。

“用油膜法估测分子的大小”实验中的几个关键问题

“用油膜法估测分子的大小”实验是高中物理新增加的一个唯一运用宏观的测量求微观量的分组实验。实验因涉及的材料多，环节多，受多方面因素的影响，往往会出现实验结果与参考值相差悬殊的情况，使学生茫然不知所措。笔者通过多年的研究，注意到做好该实验必须要处理好几个关键问题。

“用油膜法估测分子的大小”实验中应注意的几个问题

用油膜法估测分子直径的大小是中学物理实验中的一个具有特别意义的实验，因为利用宏观量的测量求出微观量的大小，这在中学物理实验中是唯一的一个，体现了一个很重要的思想。对于提高学生对微观世界的认识非常重要，一定要认真引导学生做好。但这个实验对学生的实验操作技能要求较高，根据笔者多次实验，就实验中应注意的几个问题提出几点看法，仅供大家参考。

引导学生做“用油膜法估测分子的大小”实验有感

对于物质分子大小的测量,利用现代技术,像离子显微镜或扫描隧道显微镜已经能观察到物质表面的分子.但是,这毕竟离中学物理太远,高中物理课本中新设置的"用油膜法估测分子大小"的学生分组实验,设计思想十分巧妙,它用宏观量的测量来估测微观量的数值,有利于对学生科学思维方法的培养;有利于学生深化对微观世界的认识,提高学生的实验技能.因此,教师应该充分利用这一教学资源,引导学生大胆猜想,提出各种假设、理清实验的设计思路,收集实验数据,得出实验结论. 下面是笔者在"用油膜法估测分子的大小" 学生分组实验教学中的几点做法和体会.

“用油膜法估测分子的大小”实验中应该注意的问题

高中物理教材中，“用油膜法估测分子的大小”必做分组实验有一定难度。制约该实验成功因素诸多。不少文章对其中实验教学内容都有阐明。也都提及“单位体积油酸溶液滴数”和“一滴油酸溶液的纯油酸体积”问题。但绝少提到决定这二者的注射器操作问题。笔者目睹一些教师和学生在做该实验过程中不时变化注射器的角度。

用油膜法估测分子大小实验中的科学方法——例谈在实验教学中显性进行科学方法教育

对于物质分子大小的测量，利用现代技术手段，如离子显微镜或扫描隧道显微镜已经能观察到物质表面的分子．但是，这毕竟离中学物理太远，高中物理教科书中设置的“用油膜法估测分子的大小”学生分组实验，设计思想十分巧妙，它用宏观量的测量来估测微观量的方法，不仅弥补了这一遗憾，而且有利于学生深化对微观世界的认识，提高学生的实验技能、技巧，有利于培养学生的良好科学素养；有利于培养学生的科学思维方法．那么，在这个实验中用到了哪些科学方法呢？

对“用油膜法估测分子的大小”实验的探讨

“用油膜法估测分子的大小”是现行人教版“全日制普通高级中学教科书《物理》”中热学部分的一个分组实验．虽然实验原理、器材和操作方法都比较简单，但因为此实验为我们提供了一个用宏观的手段来解决微观问题的方法，所以做好本实验对学生掌握油膜法的实质以及物理学上常用到的用建立“理想化模型”来解决物理问题的方法的进一步了解和掌握，都是大有裨益的．但要真正做好此实验并达到比较满意的效果，却是相当不容易．笔者把自己多次实验和在指导多届学生实验过程中所获得和总结的经验与同行交流，希望得到同行的帮助和指正．

“用油膜法估测分子的大小”的演示实验——用钢碳粉代替痱子粉

现行高中物理教材“用油膜法估测分子的大小”是学生分组实验，它的设计思想十分巧妙，用测量宏观量来估测微观量，不仅可以估测出物质分子大小，而且有利于培养学生的科学思维能力，有利于学生对微观世界的深化认识。但是，要想让学生独立地在一节课内完成这个实验难度很大。

“用油膜法估测分子的大小”实验的几点改进

在最近开始使用的“二省一市”全日制普通高级中学教科书(试验修订本·必修加选修)和(试验修订本·必修)中，《用油膜法估测分子的大小》实验已作为学生实验来开设，但学生做此实验时，成功率较低。本人在此提出五点改进方法，可提高学生做此实验的成功率。