苏科版初中物理第二章第二节的《汽化和液化》中有一个学生实验“观察水的沸腾”，这是现行教材热学部分很重要的一个实验。这个实验要求学生自己动手，自己观察，自己得出实验规律，能够充分体现学生学习的主动性。笔者在教学过程中发现，观察水沸腾的现象，看似容易，实际上有许多不确定因素，对实验教学的影响很大。现把一些探究过程和改进方法以及一些心得体会与大家分享。

一、“观察水的沸腾”实验的常见问题：

教材中仅对实验器材有粗略描述，如图1所示，并没有提供选择器材的详细要求，所以如果器材选择不当，会给教学带来意想不到的问题。

这套实验装置要想达到预期的实验效果有比较严格的要求，原因有以下几点：

①实验室常用的烧杯通常是250mL容量，需要的水量多，这种烧杯杯口大散热快，所以实验耗时较长，影响课堂教学的进程。

②为了缩短实验时间，我们通常使用小烧杯少加水的方法。但是这种设计存在着一些缺陷，由于水的深度浅，气泡上升的时间很短，学生无法清晰地观察到气泡上升过程中大小的变化情况，影响了实验的效果。

③多组实验时，常会发现有的小组实验现象很不明显，只有一串气泡，即使经过长时间加热也难见沸腾现象。原因是烧杯与石棉网没有充分接触所致。

2、知识结构及年龄特征方面的问题：

①“观察水的沸腾”实验在苏科版初中物理教学中是学生第一次真正进入实验室亲自动手做实验，所以学生对实验器材和环境很新鲜、好奇心很强，这使得许多人忘了自己该做什么，注意什么，影响教学目标的完成。

②实验观察的现象多，能力弱的同学完成实验有难度，不会正确使用秒表。

针对以上问题，我们分别从实验装置和教学组织形式两个方面做了一些探究和优化。

二、“观察水的沸腾”实验装置的优选：

为了使实验顺利进行，我对以下几个可能影响到实验的因素分别进行了研究和分析。

1、选用小铁圈和大铁圈对实验时间的影响

选用外径10cm、内径8.3cm的大铁圈和外径6.3cm、内径4.5cm的小铁圈（用同一盏酒精灯，100mL烧杯装同样容量的水）进行对比实验。结果表明大铁圈离酒精灯火焰较远，吸热少，可以有效节约实验早期的预热时间30秒左右。

2、使用新石棉网和旧石棉网对实验效果和实验时间的影响

我分别选用了全新石棉网、半旧石棉网（已经使用过一段时间）、锈蚀的石棉网进行了对比实验，实验结果如下表所示：

实验结果表明半旧的石棉网加热的效果最好，锈蚀的石棉网效果一般但存在安全问题，不应使用，加热效果最差的是全新的石棉网。我通过放大镜观察发现全新的石棉网表面凹凸不平很明显，导致了烧杯底部受热不均匀，热传递效果差。如果把全新石棉网表面磨平改进后，加热效果会有明显改善。

3、使用不同装水容器对实验时间的影响

本实验中容器的盛水量、容器底面积的大小直接决定着实验时间的长短。我分别选用了250mL烧杯、100mL烧杯和大试管进行多次对比实验（实验用同一支温度计、同一盏酒精灯，环境温度26℃）。实验结果如下表所示：

[注1]：由于实验室大试管容积最大40mL，所以选用了最大的40mL试管进行实验。表中“/”表示时间太短或太长。

对实验结果的分析与论证：

1、第①次实验，所用时间较长，水的深度浅实验中气泡的变化现象难以观察到，现象不明显。另外，由于烧杯杯口大散热快，所测温度与真实的沸点温度差别较大。

2、第②次实验，实验时间长短比较合适，沸腾时的温度更加可靠真实。

3、第③次实验，加热时间很短水就马上沸腾，来不及计时。在实验过程中，我发现还存在其他的一些问题：一是温度计容易与碰撞容器壁，装置安装困难；二是沸腾剧烈， 温度计在水中左右摇摆，难以读数。三是由于沸腾太剧烈，存在安全隐患，如果操作不当，可能烫伤。

综合上述探究的分析与论证，对于“观察水的沸腾”实验，我们建议选用适当大些的铁圈，半旧的石棉网（石棉网与烧杯接触比较吻合），100mL烧杯，提高水的初温来做这个实验，可以在适当的时间内完成实验，且实验效果理想。

三、对“观察水的沸腾”实验教学策略的优化：

“观察水的沸腾”实验现象比较多，而且有些现象是同时出现的，所以对于初中生来说，这个实验的操作以及观察和记录的任务比较繁杂，对于操作能力要求很高。如需要观察气泡上升的运动现象、同时记录时间和温度的变化等。如果让一个同学来做实验的话，结果将难以想象，所以物理教室通常采用小组合作学习的方式进行。常见的小组合作的形式是两个学生一组，但是在实施教学过程时我发现两个学生合作探究仍然显得仓促、顾此失彼，学习效果并不理想。经过尝试，我们四个同学分为一组，进行合理的搭配和分工，取得了明显的效果。

1、小组合作形式的优化

科学的分组是实验能否高效进行的保障。分组时应注意遵循“组内异质，组间同质”的原则，发挥组员们的长出，弥补组员们的不足。一、组内好差搭配，即把基础好和基础差的学生平均分配到每个小组，使每个同学都能有事做，都能做好事情；二、组内男女比例协调，即把男生和女生平均分配到各个小组。男生动手能力强，女生更加细心，发挥各自的优事，取长补短，确保实验过程能够更加顺利。三、选好组长，即每个组推荐一名成绩好，具有较强团队意识和语言表达能力的同学作为组长，引领全组，带好头，营造一种组内合作，组间竞争的良好氛围。

2、小组分工任务的优化

分工是否明确是实验能否顺利进行的关键。教学中，我们常采用任务卡的形式给同学们自主分工：甲同学计时、乙同学读温度计的示数、丙同学观察气泡的变化、丁同学听声音的变化。其中最关键的是负责计时的甲同学，他的计时器开始计时后是不能中途按停的，必须让他明确这个做法的重要性。经常遇到的情况是：实验过程中会有个别隔了半分钟就按停秒表，实验只好重头再来。为了能够让每个同学都能够得到实验成功的体验，所以这个任务通常需要一个认真细致的组员来完成。在实验进行之前，由负责计时的同学和其他组员讨论，如何记录时间，中途计时器是否应该停下来计时。当同学们明白来其中的道理后，一般就不会发生这种失误了。

经过一系列的巧妙设计安排，课堂教学能够顺利开展，而且大大减少了因为实验过程中的操作失误而导致实验中止的现象。课堂上学生都能够获得成功的体验，取得了很理想的教学效果。

四、对“观察水的沸腾”实验教学改进的一些思考

1、实验改进的意义

俗话说，好的开始是成功的一半。“观察水的沸腾”是中学生第一次真正走进实验室，亲自动手，自主探究。对于学生而言，经过优选改进的器材和教学流程可以保障学生顺利完成实验，体会到成功的喜悦，并逐渐培养起喜爱物理、热爱科学的兴趣。对于教师而言，经过优化改进的实验可以使教学效果更好，教学效率更高。

2、细节决定成败

每一次实验的改进，每一个的教学环节的优化无不渗透着教师辛勤的汗水，凝聚着备课组集体的智慧。例如在教学过程中有的同事课上出现了一个小状况：虽然老师教会了同学们使用秒表的方法，但是总有个别粗心的同学中途按停秒表。这个小小的细节就会导致实验必须从头再来，而课堂时间是有限的。这个小细节发现以后，大家在备课组会议上展开讨论，尝试来了许多方法，例如，制作flash时钟计时法、手表计时法、优化组员计时等等多种有效的方法避免了类似的问题再次发生，问题的解决变成了集体的财富。因此，我们在教学过程中应特别注意总结一些细节，细节决定成败。

“观察水的沸腾”实验教学看似平常，却仍然有许多方面值得我们探索和尝试。总之，在新课程标准的指导下，教师只有立足课堂，钻研课堂，不断探索，才能使我们的物理课堂教学天地更加深远、更加宽广。