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宿迁市小学科学教师实验操作技能培训——物质世界领域曹殿忠各位老师：大家好！非常高兴再一次和大家交流，今天我们交流的主题是“物质世界”的实验操作技能部分。其主要内容包括三个部分：1.基础知识；2.主要实验；3.试题举例。一、“物质世界”领域涉及的基础知识《水》水是一种没有颜色、没有气味、没有味道、没有固定形状、会流动的物质。像水这样没有固定形状、会流动的物体叫液体。《纸》纸是由纤维构成的，纤维是构成纸的主要材料。造纸术是中国古代的伟大发明。造纸要经过制浆、灌浆、滤水、压干等过程。不同的纸在吸水性能、承受拉伸的性能、承受弯曲的性能等方面不同。《米饭和淀粉》大米一般可以分为籼米、粳米、糯米和杂交米等四大类。其中每大类又含有许多小类。种子包括种皮、胚芽、胚根、子叶等几个部分，其中胚芽发育成植物的茎和叶，胚根发育成植物的根。米饭里含有丰富的淀粉，是我们的重要食物。遇到碘酒会变成蓝色是淀粉的特殊性质。唾液能让食物中的淀粉发生变化，使滴入的淀粉不再变蓝。《混合》混合物是由不同种单质或化合物简单机械地混合而成的物质。有的物质混合后不会产生新的物质，如沙和豆子的混合，有的物质混合后会产生新的物质，如小苏打和醋的混合。分离混合物的常见方法有沉淀法、过滤法、结晶法、升华法、蒸馏法、分馏法等。土壤里含有泥土、沙子、空气、水分、腐殖质等，因此，土壤是一种混合物。我们周围大部分物体是混合物。《空气》空气是一种摸不着，看不见，没有颜色，没有气味，没有味道，没有一定的形状和体积，透明的气体。空气具有一定的质量。空气是不断流动的,流动的空气形成了风。空气可以被压缩，压缩空气具有弹性。《沉和浮》物体在水中的沉浮与物体的大小有关，当物体的轻重相同时，体积小的物体容易下沉，体积大的物体容易上浮。物体在水中的沉浮与物体的轻重有关，当物体的大小相同时，重的物体容易下沉，轻的物体容易上浮。物体在水中的沉浮还和液体有关。人们可以通过改变物体的大小和轻重来改变物体的沉浮情况。《冷和热》按手的感觉分类，我们可以把水分为冷水、凉水、温水、热水和烫水等几类。水受热时体积膨胀，水受冷时体积缩小，我们把水的体积的这种变化叫做热胀冷缩。液体有热胀冷缩的性质，气体有热胀冷缩的性质，固体也有热胀冷缩的性质。温度表示物体冷热的程度，我国常用的温度单位是“摄氏度”（℃）。温度计是按液体的热胀冷缩性质造成的。《溶解》物质在水中化成了肉眼看不见的微粒，均匀分散在水中，且不能用过滤或沉降的方法分离出来，叫溶解。固体物质在水中的溶解速度与物体颗粒的大小、水的温度以及混合溶液是否被搅动等因素有关。溶解现象不仅发生在液体与固体之间，还发生在液体与液体以及液体与气体等多种状态的物质之间。《磁铁》磁铁能吸引铁一类材料做的物体，这种性质叫磁性。磁性最强的地方是磁铁的磁极，磁铁有两个磁极。磁铁能指南北方向，指南的一端叫南极，用“S”表示，指北的一端叫北极，用“N”表示。两块磁铁相互作用时会出现同极相斥，异极相吸的现象。《声音》声音是由物体振动产生的。声音能在气体、液体、固体中传播，声音的传播离不开物质。物体因振动而发出声音。当物体快速振动时，我们听到的声音就高；当物体慢速振动时，声音就低。声音的高低称为音调。《电》电还可以分为没有触电危险的电和有触电危险的电两大类。家里和学校里的电线、插座里的电都是220V的电。由电池、电线、灯泡组成的电流动的环路叫电路。像铜丝那样可以通过电流的物质，叫导体。像电线外包着的塑料那样不能通过电流的物质，叫绝缘体。电路连接方法有两种，串联和并联。电池和灯泡都可以串联和并联。《在阳光下》太阳光在没有碰到物体之前是沿着直线传播的。太阳光以每秒约30万千米的速度传播。将一束阳光投射到透明的三棱镜上，光会被分解成七种颜色，分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，形成太阳光谱。是地球上光和热的主要来源，光强热量大，光弱热量低。太阳是地球上光的主要来源，阳光下的不透明物体都有影子，影子的长短、方向和太阳的位置有关：太阳在天空中的位置低，物体的影子长；太阳在天空中的位置高，物体的影子短。当阳光照射到一个不透明的物体上时，光会被反射和吸收。我们看到的物体的颜色就是被反射的光，而其他颜色的光被物体吸收了。阳光照射到的地方是向阳面，阳光照射不到的地方背阴面。太阳是一种自然光源，它在发出光的同时也产生热。物体反射光的本领越强，吸收热的本领就越弱；物体反射光的本领越弱，吸收热的本领就越强。《材料》容易传热的物体叫热的良导体；不容易传热的物体叫热的不良导体。不同的材料有不同的特性，不同的特性有不同的用途。像棉花、树木那样可以直接用来制成物品的材料叫天然材料；像钢铁、塑料那样经过加工合成而制成的材料叫人造材料。《运动和力》物体都有个一个向下的拉力或压力，这就是重力。足够的拉力能够使静止的物体运动起来，拉力越大，物体运动得越快。物体被拉长、压缩、弯曲时能产生弹力。像气球这样推动小车的力叫做反冲力，反冲力的方向和物体运动的方向相反。由于摩擦，物体运动会受到一种阻碍运动的力，这种力叫摩擦力。摩擦力的大小与两个物体接触面的光滑程度有关：表面越光滑，摩擦力越小；表面越粗糙，摩擦力越大。摩擦力的大小与物体的重量有关：物体越重，摩擦力越大；物体越轻，摩擦力越小。摩擦力的大小还与物体的运动方式（滚动还是滑动）有关：相同重量的物体，一般在滚动状态下比在滑动状态下产生的摩擦力要小。《时间》“时间”有时是指某一时刻，有时则表示一个时间间隔（即时长）。钟表是现代人们用于计量时间的常用工具，秒针转动一圈为一分钟，分针转动一圈为一小时……古时候的人们根据生活的需要，把昼夜交替的一个周期算作一天，并把一天划分为十二个时辰。随着时间的变化，阳光下物体的影子的方向、长短也会慢慢地发生变化，根据太阳和影子的关系，古人制成了“日晷”用于计量时间。不同的单摆每摆动一次所需的时间是不同的，这主要与单摆的长度有关：摆长越长，每摆动一次所需的时间越多。《机械与工具》像打开油漆桶的铁片那样，能绕着一个固定的支点将物体撬起的简单机械叫做杠杆。杠杆都有三个点。杠杆上用力的点叫力点；承受重力的点叫重点；起支撑作用的点叫支点。像螺丝刀这样，由一个较大的“轮”和一个较小的“轴”组合起来的简单机械叫做轮轴。像旗杆顶部的轮子一样，固定在支架上不随重物移动的轮子叫做定滑轮，定滑轮不省力但可以改变用力的方向。可以随着重物一起移动的滑轮叫动滑轮，动滑轮可以省力但不能改变用力的方向。用来提重物的动滑轮和定滑轮组合在一起，就构成滑轮组。滑轮组不但可以省力还可以改变用力的方向。像人行天桥的斜坡一样，可以省力的简单机械叫做斜面。《形状和结构》材料的厚度与抗弯曲能力有关，材料越厚，抗弯曲能力越强。改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。拱形由于可以通过材料向下和向外传递承受的压力，所以能够承受较大的压力。圆顶形和球形是拱形的组合，所以可以承受更大的压力。三角形和四边形是最基本的框架，三角形框架的稳定性最好。上小下大、上轻下重的物体不容易倒。《热和燃烧》热可以在液体、气体和固体中进行传递，传递的方式有传导、对流和辐射。热可以沿着物体传递，从一个物体传到另一个物体，或者从物体的一部分传到另一部分，这种传递热的方式叫做传导。通过液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。物体不依靠其他物体直接向周围“发射”热的方式叫做辐射。热是从温度高的地方向温度低的地方进行传递的。物体的材料不同，导热性能也不同。导热性能较好的材料，吸热快，散热也快。燃烧需要可燃物、可帮助燃烧的空气、温度达到燃点三个条件。《能量》能量有很多种形式，声、光、电、热等都是能量的形式，能量还储存在食物、燃料中。能量能够转化。通过能量转换器，一种能量能转化成另一种能量。电磁铁是一种利用电产生磁性的装置。电磁铁也有南北极。电磁铁的磁力大小可以改变，通过增加线圈的圈数和电池的数量能够增强电磁铁的磁力。水在自然界中有三种不同的状态：水、冰、水蒸气。冰变成水，水变成水蒸气都要吸收热。水变成冰，水蒸汽变成水都要放出热。使水在自然界中不断地循环运动，它的能量最终来自太阳能。煤是由亿万年前的植物经过复杂变化而形成的；石油、天然气是几亿年前的低等生物经过复杂变化而形成的。煤、石油和天然气中贮存着能量，这些能量是存储了亿万年的太阳能。。《放大镜》放大镜是凸透镜，凸透镜具有放大物体图像的功能；放大镜的放大倍数是不同的，放大的倍数和镜面的凸度有关，凸度越大，放大的倍数就越大。球形的透明体放大的倍数是最大的。通过透镜看到的面积或区域叫做透镜的视野。自然界中许多物体都是晶体结构，晶体具有一致的几何形状。物体的微细结构必须制成玻片标本才能在显微镜下观察清楚。生物体都是由细胞组成的。《环境和我们》垃圾处理主要有三种方式：填埋、堆肥和焚烧，各种垃圾处理方法都不能完全避免环境污染问题。生活垃圾一般可分为可回收垃圾、不可回收垃圾、可回收垃圾包括纸类、塑料类、金属类和玻璃类等。世界面临的环境问题有垃圾问题、缺水、气候变暖、物种灭绝、臭氧层破坏、土地荒漠化等。二、“物质世界”领域涉及的主要实验（一）主要实验介绍实验一：用什么方法辨认铁制物品实验器材：磁铁、大头针、木块、橡皮、塑料尺、卡纸、铁钉。实验步骤：1.预测以上物品是否能被磁铁吸引。2.用磁铁验证，观察现象并说出结论。3.整理器材。实验二：辨别没有标记磁铁的南北极实验器材：有、无标记磁铁各一块。实验步骤：1.指出有标记磁铁的南极、北极。2.用有标记磁铁的任一端接触无标记磁铁的一端，观察现象，再检验另一端，多次验证。3.辨别出无标记磁铁的南极、北极。4.整理器材。实验三：连接一个简单电路实验材料：小灯座、电池盒、导线、小灯泡、电池、开关。实验步骤：1.组装电路：①在电池盒的两端各连接好一根导线，把电池正确安装在电池盒里。②用连接电池的两根导线的另一端接触小灯泡，确定能使小灯泡发光。③将小灯泡安装在小灯座中。④打开开关。⑤用导线将灯座和开关连接起来组成一个简单电路。2.接通电路：闭合开关，观察小灯泡的变化。3.拆分器材：断开开关，使小灯泡熄灭。4.整理器材。实验四：检测导体与绝缘体实验材料：木片、塑料片、陶瓷、纸板、橡皮、布、丝绸、皮毛、钢管、玻璃、铅笔、铜丝、铁钉、铝片……，1个电路检测器。实验步骤：1、从以上物品中选择6种检测。（1分）2、检查电路检测器。（1分）3、检测每种物品，观察现象：使小灯泡发光，说明被鉴别的材料容易导电；小灯泡不发光，说明被鉴别的材料不容易导电（注意要重复检测）。（6分）4、能说出导体、绝缘体的概念，并将被检测物品正确的分为导体和绝缘体两组。（1分）5、整理器材。（1分）实验五：选择两种连接方式点亮小灯泡实验材料：小灯泡、电池、导线。实验步骤：1.选择连接方式使小灯泡发光：①导线连接小灯泡的螺纹与电池底部的锌壳，电池铜帽与小灯泡的锡粒接触，观察现象。②导线连接小灯泡的锡粒与电池底部的锌壳，电池铜帽与小灯泡螺纹接触，观察现象。③导线连接电池铜帽与小灯泡螺纹，小灯泡的锡粒与电池底部的锌壳接触，观察现象。④……2.实验结论：小灯泡亮了。3.整理器材。实验六：橡皮泥由沉变浮的秘密实验材料：油性橡皮泥、刻度杯、200ML水、记录表。实验步骤：1.把橡皮泥实心团放入200ML水中观察沉浮，并记录排开的水量，再捏成实心的其它形状，完成同样操作（再捏一种实心形状即可）。2.把橡皮泥捏成能浮在水面上的多种形状：①把橡皮泥捏成碗形，并记录排开的水量。②把橡皮泥捏成盘形，并记录排开的水量。③把橡皮泥捏成船形，并记录排开的水量。④把橡皮泥捏成盒形，并记录排开的水量。⑤……。3.比较数据，得出结论：橡皮泥由沉变浮的原因在于它的重量不变，而是排开的水量增大了。4.整理器材。