“比熱容”教學(xué)的四個優(yōu)化

朱翔

摘 ? 要：比熱容是物質(zhì)的物理屬性，如何更好地進(jìn)行比熱容的教學(xué)，筆者在教學(xué)過程中對本節(jié)內(nèi)容從四個環(huán)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化，起到了很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：比熱容;優(yōu)化;教學(xué)策略

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2015）9-0014-2

比熱容是物理學(xué)中的一個非常重要的物理量，它反映了物質(zhì)的一種物理屬性，非常抽象，學(xué)生難以理解。如何更好地進(jìn)行比熱容的教學(xué)，筆者對此進(jìn)行以下四個優(yōu)化，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，體現(xiàn)了從生活到物理的新課程理念，收獲了很好的教學(xué)效果。

1 ? ?情境引入的優(yōu)化

蘇科版物理九年級上《物質(zhì)的比熱容》這一節(jié)，教材以小明和小華去海邊玩，發(fā)現(xiàn)中午的時候海水和沙灘的溫度不同，提出問題：為什么海水和沙子的溫度不同？引入不同物質(zhì)吸熱升溫的快慢程度不同。編者的本意是通過這個現(xiàn)象達(dá)到貼近學(xué)生生活，符合學(xué)生認(rèn)知，激發(fā)并保持學(xué)生的興趣的目的，體現(xiàn)從生活到物理的新課程理念。但是，實際情景卻并不如編者所認(rèn)為的那樣。筆者在課前做了一個調(diào)查，真正到過海邊的學(xué)生人數(shù)不到總?cè)藬?shù)的10%，而且，去過的絕大部分也沒有注意這一現(xiàn)象，這樣就為教學(xué)情境的引入帶來了難題，這樣的情境學(xué)生沒有生活體驗。老師上課時為了讓學(xué)生知道這個情境，基本都是做一個PPT，用視頻或圖片進(jìn)行介紹，直接告訴學(xué)生，海邊白天是海水溫度低，沙灘溫度高。其實，這樣的教學(xué)缺乏可信度，學(xué)生在學(xué)習(xí)時很茫然、興趣不高。老師在講，學(xué)生在聽，完全是“灌入”式教學(xué)，根本沒有體現(xiàn)出從生活到物理的新課程理念。筆者為了激發(fā)學(xué)生的興趣，避免空洞的教學(xué)，在上課時直接在教室里模擬了一個陽光、海水、沙灘的情境?！瓣柟狻庇迷“詿簦ㄡt(yī)用針灸烘燈）來模擬，沙子和水放在一個托盤內(nèi)，將燈放在托盤上烘，一個陽光、海水、沙灘的情境就出來了。然后，讓學(xué)生一個個用手摸，親自體驗，發(fā)現(xiàn)海水和沙子溫度不同，直接產(chǎn)生問題：同樣的“陽光”照射，為什么海水和沙子溫度不同？這樣的問題完全是由學(xué)生在體驗中提出的，并不是老師強加給學(xué)生的，學(xué)生由被動變?yōu)橹鲃?，積極性高，教學(xué)效果好，一開始就將課堂引入了一個小高潮。

2 ? ?操作方案的優(yōu)化

學(xué)生提出問題后，進(jìn)行猜想：“可能是沙子和水吸收相同熱量時升高的溫度不相同，沙子吸熱升溫比水快。”針對這個猜想，學(xué)生很快提出了兩個實驗設(shè)計方案。方案一：用相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，讓它們升高相同的溫度，比較加熱時間;方案二：用相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，給它們加熱相同時間，比較溫度升高的多少。在教學(xué)時，老師為了體現(xiàn)教學(xué)的開放性，接下來一般就放手讓學(xué)生開始實驗。筆者聽了好多老師的課，學(xué)生上課的秩序亂得一塌糊涂，幾乎沒有學(xué)生能完成實驗。記錄的數(shù)據(jù)也是胡亂拼湊的，實驗就這樣草草收場，最后還是由老師報幾組數(shù)據(jù)填入表格中。學(xué)生的實驗成了擺設(shè)，學(xué)生做了也不知所以然。

為此，筆者對其進(jìn)行了優(yōu)化，在學(xué)生提出方案后，并不是立刻讓學(xué)生進(jìn)行實驗，而是先讓學(xué)生對這兩個方案進(jìn)行篩選，確定用哪個方案進(jìn)行實驗。接著，讓方案相同的學(xué)生進(jìn)行分組合作，每6人為一小組，對小組成員進(jìn)行分工，兩人計時，兩人讀數(shù)，兩人負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)，分工表如1、表2所示。

對于計時和讀數(shù)的兩人，提醒他們要注意配合，一般采用提前報數(shù)的方法。如，每隔一分鐘開始計時，不是計時員報1 min時讓讀數(shù)員讀數(shù)，這樣會導(dǎo)致讀數(shù)滯后，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。而到了50 s時，計時員就開始提前報數(shù)，50、51……60。這樣的好處是既能提醒讀數(shù)員進(jìn)行準(zhǔn)確讀數(shù)，又能提醒記錄員準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)，保證實驗數(shù)據(jù)真實可靠，讓每一位學(xué)生各司其職，忙而不亂，讓實驗真正落到實處。筆者細(xì)化實驗操作后，每次采集的數(shù)據(jù)都非常好，學(xué)生的積極高，教學(xué)效果好。

3 ? ?實驗器材的優(yōu)化

在教學(xué)中，組裝實驗裝置對學(xué)生來說是一個難點，學(xué)生都知道由下往上進(jìn)行組裝。但是，實際操作時由于用鐵架臺做實驗，放了砂子或水后，重心比較高，再加上加熱時為了使水和沙子受熱均勻，要用攪拌器進(jìn)行攪拌，實驗時容易傾倒，很不安全。實驗在安裝時要注意兩個位置的確定，一個是鐵圈的位置，它是由酒精燈的外焰來確定;第二個是掛溫度計鐵棒的位置，根據(jù)溫度計在測量溫度時，溫度計的玻璃泡要與被測物體充分接觸，從而確定鐵棒位置，浪費了學(xué)生大量的時間。其實，本節(jié)課學(xué)習(xí)的重點并不是實驗器材的組裝，而是設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、實驗數(shù)據(jù)的分析和處理。筆者發(fā)現(xiàn)，若采用課本上的實驗裝置，每次裝配學(xué)生都要花費7～8 min，然后匆忙實驗，最后根本無法完成本節(jié)的教學(xué)任務(wù)。為此，筆者對裝置進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，用一個三角架，并在三角架上焊接一根鐵絲，在鐵絲的另一端做一個掛鉤（如圖1所示）。運用如圖1所示的裝置進(jìn)行實驗，簡單易行，操作方便，而且安全，1～2 min就能完成實驗裝置的組裝。

4 ? ?數(shù)據(jù)處理的優(yōu)化

教材中，在處理數(shù)據(jù)時，要求學(xué)生在坐標(biāo)系中畫出時間和溫度的關(guān)系圖像。我們知道，比熱容的定義是：物體溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高溫度的乘積之比，也就是說，質(zhì)量相同的同種物質(zhì)，熱量與升高的溫度成正比。根據(jù)圖像，學(xué)生根本無法直接得出這樣的關(guān)系，學(xué)生感到唐突，教師感到無所適從，只能生硬地引出比熱容的定義，剛才所做的實驗完全被拋掉，讓學(xué)生感到這個實驗可有可無，根本不知道做這個實驗有什么用。筆者對此進(jìn)行了處理。首先，對表格設(shè)計進(jìn)行了改進(jìn)。本實驗研究的是熱量與升高溫度的關(guān)系，強調(diào)的是溫度變化，若按教材的設(shè)計它體現(xiàn)的是時間與溫度的關(guān)系，并不是與溫度變化的關(guān)系，學(xué)生感到與實驗的目的不符。因此，將表格設(shè)計成加熱時間與溫度變化的表格，如表3所示。

在實驗中，由于加熱方法完全相同，可以認(rèn)為，物體在相同的時間內(nèi)吸收的熱量相等。也就是說，加熱時間的長短反映了吸收熱量的多少。所以，若加熱1 min物質(zhì)吸收的熱量為Q，2 min即為2Q，這樣將教材上的時間與溫度的坐標(biāo)系改為溫度變化與熱量的關(guān)系的坐標(biāo)系（如圖2所示），學(xué)生將所測數(shù)據(jù)通過描點發(fā)現(xiàn)Q與ΔT關(guān)系，這樣引入比熱容的概念也就水到渠成了。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉炳昇，李容.義務(wù)教育教科書《物理》（九年級上）[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

（欄目編輯 ?趙保鋼）