巧用现代工具突破实验瓶颈利用微电子秤开展小

随着科学技术的不断进步，各种测量工具的日益更新，一些科学探究活动中原本无法直观测量的数据、较难发现的微小量变、看不见摸不着的现象，可以用非常直观的方法去显现，或间接测量出来。本文着重探讨如何巧用家用微电子秤，改进实验方法，进行小学科学拓展实验，增强实验显像，突破实验瓶颈，从而进一步激发小学生对科学探究的兴趣。

探究力的存在

科学探究中相互作用力的大小及方向、磁场中力的作用、电荷间力的作用、水的浮力等，小学生们很有兴趣去探究。但这些内容都极其抽象，孩子们很难去体验和感知，常规的教学实验也不利于他们对科学概念的掌握。我们引导学生用量程500g，最小称量0.001g的家用微电子秤去探究力的存在，能突破难点，效果较为理想。

在探究“力的作用是相互的”的实验中，实验开始前，我们准备了两台微电子秤、两块条形木块、固定支架及两辆小车作为实验器材。

将两块条形木块分别固定在两台微电子秤上，再分别将它们固定在一辆小车支架上，将两台微电子秤的示数去皮归零。

第一，让两块条形木块相互接触不挤压，微电子秤显示数均为零。用于探究相互接触且无挤压的物体间没有力的作用。

第二，让两块条形木块相互接触挤压，微电子秤均有显示数且相等。探究力的作用是相互的且力的大小相等，方向相反，作用在不同的物体上。

第三，把两块条形木块换成条形磁铁和条形铁块，让两小车离开一定距离，电子秤均有显示数（负数代表力的方向相反）且相等。探究相互不接触的物体彼此间也有力的作用。

第四，若把两块条形木块换成带电金属球，可以探究带电物体间相互作用力之间的关系。

这样设计的实验，深入浅出，既有利于学生对科学概念的理解，又能增强他们的科学探究兴趣。

在探究“水的浮力”的实验中，我们准备了三台微电子秤、固定支架、可升降支架、溢水杯、烧杯、金属球作为实验器材。

实验过程中，将A微电子秤放在可升降的支架上，A微电子秤上放上固定支架，把金属球挂在固定支架上，金属球位置在溢水杯上方；B微电子秤放在A微电子秤右边一点的桌面上，上面放上溢水杯，再在溢水杯里放适量齐口的水；C微电子秤放在B微电子秤右边一点的桌面上，再在上面放一只小烧杯。A微电子秤在左边，B微电子秤在中间，C微电子秤在右边。先将三台微电子秤去皮归零，再让左边的A电子秤缓慢向下移，当金属球浸入溢水杯的水中时，发现左边A微电子秤的显示数为负（受到向上的浮力作用），右边C微电子秤的显示数为正（受到水的重力作用），且绝对值相等；中间B微电子秤的显示数不变。

通过实验，我们发现A、C两台微电子秤一个示数为正、另一个示数为负的原因是水杯中的水对金属球有向上的浮力，使左边的整体部分 （包括支架和金属球）对A微电子秤的压力减小，而右边C微电子秤由于溢水杯排出的水流入烧杯，导致烧杯对C微电子秤的压力变大。同时可以发现两个示数的大小是相等的，而B微电子秤显示数不变。该实验说明金属球与水之间的力是相互的，且相互作用力的大小是相等的；金属球受到的浮力大小F，等于排开的水的重力G。

探究微小量变

较难观测的微小变量如金属的热胀冷缩、微量化学反应后的质量变化、力的作用使物体发生的微小形变等，以前我们在拓展教学过程中只能说教，无法用实验去解除学生心中的疑惑。有了微电子秤，使得用非常直观的现象去展现或间接测量成为可能。

科教版五下第二单元第五课《金属热胀冷缩吗》中有两个实验，实验一“观察铜球的热胀冷缩”，非常直观，实验后学生一下子明了。实验二“钢条的热胀冷缩”，钢条的微小变化孩子们很难发现。为此我们利用微电子秤设计了这样的实验。

在探究“金属的热胀冷缩”实验中，先做一个木质底座，把电子秤竖直固定在底座左边。在底座右边开一条让钢条刚好可以穿过的小沟槽，调节钢条使得其左端微微触碰到电子秤的秤盘中心位置，此时电子秤读数为100左右，用固定螺杆把钢条牢牢固定。起先用酒精灯在钢条中间位置加热，不一会儿就可以看到微电子秤示数很快增加，撤去酒精灯，又会看到读数逐渐变小；接下来用冰袋在钢条中间降温，不一会儿可以看到微电子秤示数渐渐减小甚至为零。本实验可以把金属热胀冷缩这种不太明显的现象，通过转换法变成可测量的电子秤示数变化，直观形象，让学生有顿悟感。

文章来源：《微电子学与计算机》 网址: http://www.wdzxyjsjzz.cn/qikandaodu/2021/0310/505.html