關(guān)于比熱容教學(xué)的幾個(gè)細(xì)節(jié)思考

吳文勝

摘 要：比熱是初中物理的重要概念，也是在生活中很少提及的概念。因此，在實(shí)際教學(xué)中必須采用精加工的策略，并在此策略作用之下完善一些教學(xué)細(xì)節(jié)。實(shí)踐證明，關(guān)注學(xué)生對(duì)比熱概念的理解、用心思考比熱實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，并對(duì)比熱概念進(jìn)行生活化的應(yīng)用，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)包括比熱概念在內(nèi)的物理概念的直覺(jué)性應(yīng)用，可以讓學(xué)生對(duì)物理概念的理解從概念性應(yīng)用走向意義與分析性應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：初中物理；比熱容；教學(xué)細(xì)節(jié)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）3-0017-2

比熱容是初中物理的重要概念，在人教版教材中出現(xiàn)在第十三章《內(nèi)能》的第三節(jié)。實(shí)際教學(xué)中遇到的最大困惑往往是學(xué)生對(duì)比熱容（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“比熱”）這一概念感悟不深、理解不清、運(yùn)用不靈活，而且即使通過(guò)常規(guī)的重復(fù)訓(xùn)練（主要是習(xí)題訓(xùn)練）也難以真正奏效。本著“細(xì)節(jié)決定成敗”的認(rèn)識(shí)，筆者以為要化解這些困惑，還得從教學(xué)細(xì)節(jié)中尋找突破口。

1 關(guān)注學(xué)生對(duì)比熱概念的理解

概念理解是一個(gè)常談常新的話題，什么時(shí)候都不過(guò)時(shí)，但也幾乎什么時(shí)候都無(wú)法引起教師的高度重視。就比熱這一概念而言，幾乎可以肯定地講，有超過(guò)一半的學(xué)生到初中畢業(yè)的時(shí)候也沒(méi)有真正懂得比熱是一個(gè)什么樣的概念。當(dāng)然，這里需要建立一種理解：并不是說(shuō)學(xué)生能夠背出比熱的定義或者利用比熱知識(shí)進(jìn)行解題就是懂得了比熱概念。而是在實(shí)際生活中，學(xué)生能夠真正從比熱的角度去回答與之相關(guān)的問(wèn)題。比如說(shuō)筆者對(duì)中考之后的學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面口頭調(diào)查或者QQ聊天等，讓學(xué)生在非學(xué)習(xí)狀態(tài)下回答諸如“怎么感覺(jué)到夏天太陽(yáng)下面教室前的欄桿非常燙”的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生常常不會(huì)從比熱的角度去回答，而是顧左右而言他，甚至還有部分學(xué)生無(wú)法從物理角度去思考。這就說(shuō)明包括比熱概念在內(nèi)的物理視角，還沒(méi)有成為學(xué)生即物說(shuō)理的視角。

因此，就比熱這一概念而言，筆者以為在教學(xué)中要關(guān)注的是學(xué)生對(duì)概念的內(nèi)化與理解。比熱并不是學(xué)生在生活中容易接觸到的物理概念，其生疏性決定了使用時(shí)難以成為常態(tài)，而要改變這一現(xiàn)狀，就在于“比熱”建立過(guò)程中不斷地重復(fù)、強(qiáng)化這一概念。筆者在教學(xué)中重點(diǎn)跟學(xué)生“琢磨”了生活中由于比熱不同而導(dǎo)致實(shí)際感受不同的3個(gè)例子：夏天太陽(yáng)下同樣接受太陽(yáng)照射的自行車(chē)但材質(zhì)不同的部位（如車(chē)把手與龍頭）溫度不同；廚房里燒水與炒菜時(shí)加熱食用油溫度上升快慢不同（需要結(jié)合一定的想象，即相同的加熱條件與同質(zhì)量的水與油，這一點(diǎn)學(xué)生是可以完成的；這一例子的分析可以更加詳細(xì)，因?yàn)橄旅娴膶?shí)驗(yàn)將以此為基礎(chǔ)）；夏天同樣的太陽(yáng)照射之下，水與泥土溫度不同。

這3個(gè)例子之所以需要“琢磨”，是因?yàn)楣P者想通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的分析，讓學(xué)生心目中逐漸形成“不同物質(zhì)吸（放）熱升（降）溫本領(lǐng)不同”的認(rèn)識(shí)。這種認(rèn)識(shí)形成于比熱概念得出之前，因此，可以讓學(xué)生的思維中積淀出豐富的感知。當(dāng)這種感知在不斷地重復(fù)分析中形成一種自然認(rèn)識(shí)時(shí)，就有可能成為學(xué)生的一種直覺(jué)性的概念。這樣就會(huì)讓后面生成的比熱概念成為學(xué)生可以直接運(yùn)用的詞語(yǔ)，也就完成了生疏的物理概念生活化的過(guò)程。一旦這個(gè)過(guò)程或者說(shuō)細(xì)節(jié)成功了，那學(xué)生對(duì)比熱概念的理解就不是簡(jiǎn)單的概念記憶了。

2 思考比熱實(shí)驗(yàn)的展開(kāi)順序

教材上是通過(guò)“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”這一實(shí)驗(yàn)來(lái)幫學(xué)生建立比熱概念。這個(gè)實(shí)驗(yàn)，教材是這樣描述的：加熱質(zhì)量相同的水和食用油，使它們升高相同的溫度。比較它們吸收熱量的多少，看看這兩種物質(zhì)的吸熱情況是否存在差異。

在筆者的教學(xué)設(shè)計(jì)中，前面所舉的3個(gè)例子中已經(jīng)有了一個(gè)與此相關(guān)的例子，但彼時(shí)是生活經(jīng)驗(yàn)支撐下的經(jīng)驗(yàn)復(fù)述，或者說(shuō)是思維推理，尚未經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通常教學(xué)中，教師常常在強(qiáng)調(diào)了若干個(gè)“相同”之后再去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，事實(shí)證明這樣的實(shí)驗(yàn)思路過(guò)于程式化，或者說(shuō)過(guò)于完美，以至于失去了原本可能更加具有的韻味。筆者嘗試了這樣的實(shí)驗(yàn)思路：先給學(xué)生呈現(xiàn)一個(gè)“粗糙”的實(shí)驗(yàn)，此過(guò)程中不刻意強(qiáng)調(diào)質(zhì)量、初溫、加熱器等必須相同，而是在前面例析的基礎(chǔ)上，用兩個(gè)加熱器分別給水和油加熱。此時(shí)，學(xué)生可以通過(guò)置于兩種物質(zhì)中的溫度計(jì)示數(shù)判斷自己原先的認(rèn)識(shí)是否正確。當(dāng)然，教師可以提前設(shè)計(jì)好，以確保此時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合剛才例析過(guò)程中的結(jié)果。

在學(xué)生形成了初步認(rèn)識(shí)之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，筆者引導(dǎo)的辦法就是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題：這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有說(shuō)服力嗎？這一問(wèn)題可以給學(xué)生造成一定的“打擊”——?jiǎng)倓傂纬傻恼J(rèn)識(shí)難道是不可靠的嗎？這是一種認(rèn)知失衡！而上面這樣的一個(gè)問(wèn)題也最能驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去滿(mǎn)足思維深處認(rèn)知平衡的需要。如果這一策略效果不明顯，教師還可以做一個(gè)“反證”實(shí)驗(yàn)：通過(guò)控制水和油質(zhì)量的不同或者加熱器的不同，又或者加熱時(shí)間的不同，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與剛才相反。在這樣的事件驅(qū)動(dòng)之下，學(xué)生的探究心理一樣會(huì)被打開(kāi)。此時(shí)，學(xué)生就會(huì)自然思考這個(gè)實(shí)驗(yàn)中需要精心控制的地方：要想表征不同物質(zhì)吸熱升溫的本領(lǐng)，就必須控制哪些量相同。

寧波著名特級(jí)教師姜水根曾經(jīng)在一篇文章[1]中強(qiáng)調(diào)：實(shí)驗(yàn)的精髓就是控制！控制不只是教師引導(dǎo)下的物理量的控制，更應(yīng)當(dāng)是問(wèn)題驅(qū)動(dòng)之下學(xué)生產(chǎn)生的控制物理量的認(rèn)識(shí)?？刂谱兞糠ㄊ浅踔形锢韺?shí)驗(yàn)中最重要的實(shí)驗(yàn)方法之一。為什么要控制變量？一個(gè)實(shí)驗(yàn)中要控制哪些變量？這些問(wèn)題應(yīng)當(dāng)由學(xué)生去回答。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)去嘗試，甚至是試錯(cuò)，只有當(dāng)這一過(guò)程得到滿(mǎn)足時(shí)，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與結(jié)果才可能深入人心。比熱作為初中物理中較難的概念之一，顯然不能忽視這一細(xì)節(jié)！

3 對(duì)比熱知識(shí)進(jìn)行生活化應(yīng)用

在心理學(xué)中有一個(gè)促進(jìn)記憶的策略叫精加工。對(duì)于像比熱這樣一個(gè)生疏的物理概念而言，前面的例析屬于精加工的方式之一；所說(shuō)的拉長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，讓粗糙與精致的實(shí)驗(yàn)依次出現(xiàn)也是精加工的方式之一。除此之外，將物理知識(shí)進(jìn)行生活化應(yīng)用，也是精加工的重要方式。

生活化應(yīng)用不是簡(jiǎn)單地在課堂上創(chuàng)設(shè)所謂的情境，讓學(xué)生在一種虛擬的甚至是虛偽的情境中運(yùn)用物理知識(shí)去回答極度抽象的問(wèn)題，而是讓學(xué)生回到與具體生活細(xì)節(jié)相關(guān)的情境中，甚至是回到真正的生活中，以尋找物理知識(shí)應(yīng)用的情境。那么，比熱概念如何能夠得到生活化的應(yīng)用呢？筆者在有限的教學(xué)空間中嘗試的辦法是：再舉例！舉與比熱概念引入時(shí)不同的例子，譬如要做一個(gè)暖手寶，你是在里面加水，還是加油？（此問(wèn)題的回答可以暫不考慮物質(zhì)成本與安全因素，純粹從比熱角度去思考。）

通常情況下，學(xué)生都會(huì)回答“加水”，理由就是“水的比熱大”。但筆者常常提醒自己不要滿(mǎn)足于學(xué)生這樣的回答，因?yàn)樵谶@種類(lèi)生活情境或者真實(shí)的生活情境中，這樣的回答等于沒(méi)有回答，尤其是對(duì)于初學(xué)比熱概念的學(xué)生而言。筆者以為，必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一定程度上的定量分析。即只有在考慮了質(zhì)量、初溫等因素的前提之下，再由比熱的大小去判斷水和煤油能夠吸收并放出熱量的多少，才是比熱知識(shí)的具體應(yīng)用。只提及概念的應(yīng)用，并不是真正的應(yīng)用。這就如同回答汽車(chē)突然啟動(dòng)時(shí)為什么人會(huì)向后仰一樣，不能簡(jiǎn)單地用“慣性”兩個(gè)字來(lái)回答，必須結(jié)合慣性與受力兩個(gè)知識(shí)去進(jìn)行分析。只有這樣的分析思路變得熟練，甚至成為學(xué)生的一種直覺(jué)之后，回答出來(lái)的“比熱”才具有實(shí)質(zhì)性意義。

從這個(gè)角度講，生活性應(yīng)用更多的是為了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)回答問(wèn)題的一種有意義的直覺(jué)，而不只是概念性回答。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜水根.物理教學(xué)的詩(shī)情[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2010，39（4）：2—6.

[2]邢紅軍.原始問(wèn)題教學(xué)：物理教育改革的新視域[J].課程.教材.教法，2007，27（5）：51—57.

（欄目編輯 趙保鋼）