物質(zhì)的比熱容教學(xué)難點(diǎn)突破有感

王秋曉

摘 要：物理概念教學(xué)是構(gòu)成物理的基本元素，概念反映事物的本質(zhì)特征，但抽象的物理概念常常是教學(xué)中的難點(diǎn)，本文通過(guò)物質(zhì)的比熱容這一比較抽象概念的教學(xué)，利用生活中的經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)，采用類比法、推導(dǎo)法、設(shè)置臺(tái)階法等多種教學(xué)方法，幫助學(xué)生將抽象的概念和具體的事例聯(lián)系起來(lái)，從而達(dá)到理解抽象概念的目的。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法；類比法；遞進(jìn)法；推導(dǎo)法；比熱容

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2015）08-203-01

一、物質(zhì)的比熱容教學(xué)現(xiàn)狀

眾所周知，物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)主要由物質(zhì)的比熱容來(lái)表示，物體間傳熱前后熱平衡方程的建立，物體溫度變化過(guò)程中吸、放熱量多少的計(jì)算等等都依靠于物質(zhì)的比熱容。首次學(xué)習(xí)比熱容概念是在初三，一般方法是先導(dǎo)入，由生活中沙子和水同在陽(yáng)光的照射下沙子的溫度較高讓學(xué)生進(jìn)行猜想可能是什么原因。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生觀察到質(zhì)量相等的兩種不同物質(zhì)（如水和沙子），在升高相同溫度時(shí)，吸收熱量不相等。為表示物質(zhì)的這種性質(zhì)，引出了比熱容的概念：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容，簡(jiǎn)稱比熱。但教材并沒(méi)有明確指出物質(zhì)的比熱容（或比熱容）表示的是物質(zhì)容納熱量的能力，更沒(méi)有形象地說(shuō)明它。由于熱量沒(méi)有具體的可視形體，使得相當(dāng)一部分學(xué)生對(duì)物質(zhì)的此種性質(zhì)理解不透，甚至不理解。我曾就此問(wèn)題對(duì)我校的已學(xué)過(guò)比熱容的學(xué)生做過(guò)調(diào)查，結(jié)果有半數(shù)以上的學(xué)生回答不知道比熱容表示物質(zhì)的什么性質(zhì)，他們只會(huì)背定義。這個(gè)調(diào)查結(jié)果顯示出，在比熱容概念的教學(xué)中存在著相當(dāng)?shù)睦щy和不足。我認(rèn)為造成這種狀況的主要原因是熱量看不見(jiàn)、摸不著，沒(méi)有直觀的物理圖像，而在教學(xué)中教師又很難幫助學(xué)生建立。正因?yàn)闆](méi)有恰當(dāng)?shù)母兄獙?duì)象，使學(xué)生的理解受到了嚴(yán)重阻礙。

針對(duì)上述不足，我根據(jù)學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)，在比熱容的教學(xué)中采用了多種教學(xué)方法，結(jié)合生活中具體而又形象生動(dòng)的實(shí)際事例，使學(xué)生能較容易理解比熱容這一概念，突破物質(zhì)的比熱容這節(jié)知識(shí)的教學(xué)難點(diǎn)。

二、采用類比法建立比熱容概念

為了將抽象的概念形象化，具體化，克服比熱容教學(xué)的困難和不足，可用類比方法進(jìn)行比熱容教學(xué)。大家知道，給物體加熱，物體會(huì)吸收熱量。因此，物體就好象容納熱量的容器，物體吸收熱量就是物體在容納熱量，為了能比較不同物體容納熱量的能力，把在一定過(guò)程中物體溫度升高1℃時(shí)所吸收的熱量稱為這個(gè)物體在該過(guò)程中對(duì)熱的容納量，即熱容量（容熱量）。

由同種物質(zhì)組成的質(zhì)量不同的物體-------類比于外形相同而底面積大小不同的容器，如右圖所示 。

將吸放熱的多少-------類比為容器中裝水量的多少。

將溫度的變化------類比為容器中水位的高低，

A B

教師通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)結(jié)合講解的方式將比熱容這一概念的物理意義具體形象的呈現(xiàn)出來(lái)。

教學(xué)步驟設(shè)計(jì)如下：

師：有兩個(gè)規(guī)格如上圖的兩種容器A、B，請(qǐng)根據(jù)下列需要選擇合理的一個(gè)，并演示說(shuō)明理由。哪一個(gè)容器能裝更多的水？為什么？

生：選A。因?yàn)锳的容積大.演示在B中裝滿的水在A中裝不滿

師：要選一個(gè)能使水位變化最明顯的容器，應(yīng)選哪一個(gè)？為什么？

生：選B，因?yàn)槠浣孛娣e小.演示同樣多的水倒進(jìn)去后B中水位比A中水位要高.

師：假如在容器的底同時(shí)開(kāi)兩個(gè)同樣大的排水孔，當(dāng)下降同樣的水位時(shí)，哪一個(gè)放出的水多？

生：A容器。

師：由上可知，大小不同容器裝水、放水的能力是不同的。同理，由于物質(zhì)的吸熱、放熱能力就像容器的裝水、放水的能力一樣，人們可以根據(jù)需要來(lái)選擇不同容熱的容器。假如用A，，B容器代表兩種不同的物質(zhì)，你覺(jué)得哪一種吸熱能力強(qiáng)？

生：A

師：吸放熱能力強(qiáng)弱是怎樣表現(xiàn)出來(lái)的？要使兩物體上升相同的溫度，誰(shuí)吸收的熱量多？

生：A

師：要使兩物體都放出相同的熱量誰(shuí)的溫度變化幅度?。?/p>

生：A

師：你認(rèn)為哪一種物質(zhì)對(duì)溫度的變化最靈敏？

生：B

師：因此我就說(shuō)A的吸放熱本領(lǐng)大，即比熱容大；B的吸放熱本領(lǐng)小，它的比熱容就小。

然后結(jié)合比熱容在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的問(wèn)題，檢查學(xué)生對(duì)概念的應(yīng)用靈活程度，習(xí)題的設(shè)計(jì)要注重層次性，通過(guò)層次遞進(jìn)式練習(xí)，讓學(xué)生在概念的運(yùn)用中由淺入深，由易到難，由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。

三、采用遞進(jìn)法推導(dǎo)比熱容概念

我們教師還可從生活經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)中抽象出“比熱容”的概念

教學(xué)步驟設(shè)計(jì)如下：

教師先出示兩道思考題：①把一壺水從20℃加熱到100℃和把半壺水從20℃加熱到100℃，哪種情況需要吸收的熱量多？為什么？

生：一壺水吸收的熱量多，因?yàn)橐粔厮疅_(kāi)需要的時(shí)間更長(zhǎng)。

師：②把一壺水從20℃加熱到100℃和把一壺水從20℃加熱到80℃，哪種情況吸收的熱量多？為什么？

生：將水燒開(kāi)需要吸收的熱量更多。因?yàn)闊_(kāi)一壺水溫度升得更高，加熱時(shí)間長(zhǎng)。

教師引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)分析并說(shuō)明理由：第①題：加熱的都是水；溫度都升高了80℃；當(dāng)然質(zhì)量越大的吸收的熱量越多。第②題：加熱的都是水；且質(zhì)量相等，都是一壺，當(dāng)然是溫度升高的越多吸收的熱量越多。

教師根據(jù)學(xué)生的回答，在黑板上寫(xiě)下影響吸收熱量多少的因素有：溫度變化量和質(zhì)量，

教師順?biāo)浦塾痔岢龅谌浪伎碱}：③把一杯水和一杯沙子都從20℃加熱到80℃吸收熱量一樣多嗎？哪種情況需吸收的熱量多呢？由此引導(dǎo)學(xué)生猜想：水和沙子的吸收熱量的能力是不同的，從而引出探究實(shí)驗(yàn)：比較水和沙子的吸熱本領(lǐng)。

用相同的酒精燈給1kg的水和1kg的沙子加熱，初溫均為20℃。從實(shí)驗(yàn)可知：如果都加熱到80℃，沙子所需時(shí)間少，即沙子吸收熱量也少。由此可知，影響吸收熱量的因素除溫度變化和質(zhì)量外，還與物質(zhì)的種類有關(guān)，水和沙子，盡管溫度變化和質(zhì)量都相同，但吸收的熱量還是不同。

教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出，質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，在升高相同的溫度時(shí)，吸收的熱量是不同的，即不同物質(zhì)的吸收熱量的能力是不一樣的，我們把不同物質(zhì)的這種容熱的能力的強(qiáng)弱，叫做物質(zhì)的比熱容。