朱静雅 毛国永
[摘 要]《温度计的“前世今生”》是一节融合科学史和当代科技成果的自编教材内容，教学中，教师要让学生回到温度计研究的“起点”，加深对温度计的真实体验，在经历了温度计演变历史的基础上，了解现代科技创造出的新型温度计，让学生的知识得到运用，并激发学生对科技成果的运用兴趣。
[关键词]温度计;前世今生;科学史;教学设计
[中图分类号] G633.98 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2019）05-0094-02
一、设计思路
《温度计的“前世今生”》是一节融合科学史和当代科技成果的自编教材内容。与传统的课堂教学不同，本节课是在智慧技术支持下，初步呈现全员参与下的探究课堂形式。本节课是从以下三个方面实现了智慧技术与教学内容的有机结合：（1）自省他评，全员参与。本节课的许多环节都实现了学生平板与教师端白板的资源互动，在呈现学生的课堂生成后，让学生自省本组设计的不足，评价他组设计的优势，真正参与课堂生成的评价。（2）直观感受，丰富探究。本节课实时录制了学生的实验操作过程，获取学生的直观感受成果，丰富了学生的探究形式。学生在亲自探究后，更乐于学习，参与探究，获得了学习的成就感和满足感。（3）感受科技，激发思维。本节课安排学生展示新型温度计和教师演示新型温度计的环节，使学生受到极大的视觉冲击，激发了学生对科学的向往，及对知识的探究欲望，为之后学生课外探究新型温度计埋下伏笔。
二、教学目标
（1）知识与技能：会利用浮力知识解释伽利略液体温度计的工作原理;会运用气体的热胀冷缩原理制作空气温度计;能了解现代的新型温度计。
（2）过程与方法：在实验和观察中了解不同类型温度计的工作原理;能够通过合作学习方式解决实验探究过程中遇到的问题。
（3）情感态度与价值观：通过温度计的演变历史，使学生感受到科学的开放性、辩证性和发展性;通过空气温度计的制作，激发学生学习科学的兴趣，培养他们的探究精神和科学态度;将课内的知识延伸到课外，让学生能在增长见识的同时，树立运用科学技术强国的正确人生观和价值观。
三、教学重难点
教学重点：温度计的演变历史;伽利略液体温度计、空气温度计的工作原理。
教学难点：伽利略空气温度计的制作。
四、教学过程
1.课前探究
学生通过课前探究了解了伽利略液体温度计的量程、工作原理读数方法。
师：昨天老师给每个小组下发了一支特别的温度计——伽利略液体温度计，并请大家对它展开探究。大家都完成得很好。这是老师早上收上来的探究报告，现请大家从探究结果的准确性、探究报告呈现方式的丰富性等方面来投票选出“最佳探究报告”。首先，我们来确定一下各个探究问题的结果。哪一组同学愿意分享一下你们的探究方法和探究结果？既然已经确定了探究的结果，接下去，请大家根据评选标准，仔细观察老师推送给大家的探究报告，选出你们心中的NO.1！（只能投票给本组以外的小组）
2.引出课题
师：伽利略液体温度计是伽利略在1593年发明的，温度计的历史非常悠久，可以追溯到16世纪，它在演变成我们今天常用的温度计的过程中到底发生了怎么样的故事呢？迄今为止，我们人类有关温度计的研究又有了怎么样的发展呢？今天就让我们一起来重温温度计的“前世今生”。
3.合作探究一：伽利略空气温度计
师：伽利略液体温度计造型美观独特，但量程太小，精确度也不高，所以它主要被用作室内温度计。那么有没有办法让这类温度计的测温范围增大一些且变得更精确呢？伽利略想到了热胀冷缩。他决定使用空气作为热胀冷缩的对象，制造出世界上的第一支膨胀型温度计。今天就让我们循着伽利略的实验思路，一起制造我们的空气温度计。提到热胀冷缩，大家立马想到了我们生活中常用的温度计——液体温度计，现代的液体温度计是把一定质量的液体密封起来，当温度变化时，这些液体的体积就会发生变化，如果说现代的液体温度计是使用这样的方法制成的，那么空气温度计又是如何制作的呢？
生：将一定质量的空气密封起来。
师：想好了怎么做，接下来我们就可以来设计实验装置了。老师把可能会用到的实验器材推送给大家（其中包括圆底烧瓶、带橡皮塞的玻璃导管、装有红墨水的水槽、带铁圈的铁架台），大家可以使用全部或部分实验装置，依据“将一定质量的空气密封起来”的想法来设计实验装置。
教师：对于这两种装置，我们先总体评价一下，是否达到了“密封一定质量空气”的要求？（生答：达到了）那请大家结合两种装置的特点来评判一下，作为需要长时间使用的温度计，哪种装置更合理呢？（学生投票，请选择②号装置的学生来说明①号装置的不足：液体会跑出去、会蒸发等）是啊，看来两种装置中更适合制作空气温度计的是②号装置。我们给设计出这种装置的年轻的“伽利略们”点赞！你们设计的空气温度计与当时伽利略设计的很相似呢！现请大家根据我们选定的实验装置制作我们的空气温度计。
师：大家真是太厉害了！但老师发现伽利略的空气温度计的液面在玻璃管内有一定高度，而我们的呢？我们怎么才能在原有装置的基础上让液体进入玻璃管呢？
（拍视频上传，请小组代表来说说是怎么做到的）
师：当时制作出空气温度计的伽利略和现在的我们一样高兴，不过科学是一个不断纠错的过程，在经过了几个不同天气的日子后，他就发现了这个装置作为温度计的弊端，你发现了吗？
师：请大家仔细观看老师的演示，老师将装置放在密闭容器中，然后用抽气的方式减小裝置周围的气压，液面明显下降，这说明这个装置即使在温度不变的情况下，也会由于气压的变化，导致液面的变化。因此它最终被淘汰了。不过虽然被淘汰了，但是它却开启了科学家有关膨胀型温度计的探索之旅。在这之后，科学家们在这个装置的基础上进行无数次改进，在改进了热胀冷缩的对象后，于1654年，有了斐迪南发明的第一支酒精温度计;于1659年，有了布里奥发明的第一支水银温度计。之后又在温度计的单位上有了新的发展，于是在1742年就有了摄尔修斯发明的摄氏温度计，最后慢慢演变，就有了我们如今的现代液体温度计。
4.合作探究二：现代温度计
师：老师今天带来了6种现代温度计，请大家先从老师提供的资料中了解一下这些温度计。由于课堂时间有限，我们在课上只重点了解有代表性的两种温度计：1、2、3组了解双金属温度计;4、5、6组了解红外测温仪，请大家在3分钟后展示你们组所了解的温度计，可以展示它的工作原理，也可以展示它的使用方法等。
（学生分组合作探究）
师：好的。让我们先以抢权的方式决定哪两组来代表展示。
（学生抢权，展示交流）
师：大家都介绍得很棒，让我们先来选出“最具表现力小组”吧。经过这个小组合作活动，我们发现了在不同量程和精度要求的情况下，我们有了许多现代的温度计。老师今天带来了一个配有高温探头并能在电脑上实时显示数据的温度传感器，老师想请它来帮解决一个疑惑。老师爱吃日料，经常在日料店里见到一种工具，它就是丁烷喷枪，用它在短时间之内就能加热食材，日料店的工作人员告诉老师，它的火焰温度很高，能达到1000摄氏度以上，当时老师就对这个问题的真实性产生了怀疑，你们对这个问题有什么样的想法呢？今天有了称手的工具，就让我们一起来验证吧。
师：今天这节课，老师带领大家重温了温度计“前世今生”中的很小一部分，无论是温度计的前世还是今生都还有很多很多的故事，就让我们在课外，利用网络、书籍等方式去了解温度计的更多故事吧！也希望有兴趣的同学，能够利用课外时间制作自己的新型温度计，积极参加青少年科技创新大赛，希望以后有一款溫度计是你们其中的一位发明的，老师很期待！最后，老师想用伽利略的一句话与大家共勉：“追求科学，需要有特殊的勇敢，思考是人类最大的快乐。”
五、教学反思
本节课是笔者参加2018年“两岸智慧好课堂比赛”的展示课，笔者对本节课的课堂教学部分进行了几次调整。在课堂教学的第一个环节：“课前探究”环节，笔者在将探究问题设计具体化以及增加了酒精温度计作为伽利略液体温度计的读数参照后，学生能较准确地完成课前探究的问题并丰富地展现在学生平板端。第三个环节是本节课的重点环节，即学生设计“空气温度计”，在这个环节中，学生展示自己设计的空气温度计装置，之后在笔者归类后学生自我评价装置设计效果，教学效果比较理想。学生通过对比，自己设计出了“空气温度计”的实验装置，既经历了科学探究过程，又在智慧技术的帮助下实现了自我评价，较好地达成了学习目标。第四环节：了解“现代温度计”，这是一个学生展示环节，在赛课时，学生展示得很丰富，所以用了比较长的时间，导致最后一个“老师展示温度传感器测温”的环节没有时间进行展示。因此，这个环节学生在展示时，笔者应该有计时的操作，给学生以时间限定，这样教学效果会更佳。
（责任编辑 黄春香）
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