淺談“熱得快”燒水教學(xué)中的理念

楊英松

摘 要：學(xué)習(xí)電熱知識(shí)的應(yīng)用，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)歷了在情景教學(xué)中創(chuàng)建想象、面對(duì)物理實(shí)驗(yàn)中的情景、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、分析物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論等過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析能力和意識(shí)，探究物理的科學(xué)方法和刻苦鉆研、實(shí)事求是的物理探索精神，再現(xiàn)物理學(xué)科“從生活中學(xué)物理，從物理走向社會(huì)”這一學(xué)習(xí)的核心理念。

關(guān)鍵詞：情景創(chuàng)設(shè)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；核心理念

教師：（展示一只“熱得快”）誰(shuí)能說(shuō)一下“熱得快”工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化？

學(xué)生：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

教師：將“熱得快”插入插座構(gòu)成電路，屬于哪種電路？可用哪些公式計(jì)算電熱呢？

學(xué)生：屬于純電阻電路，可用Q=I2RT計(jì)算，且電流所做的功全部用來(lái)發(fā)熱，故Q=W=UIT=PT=U2T/R。

其他學(xué)生鼓掌。

教師：（將“熱得快”交給一名學(xué)生）你觀(guān)察一下，能得到哪些信息？

學(xué)生：它的額定電壓為220V，額定功率為800W。

教師：（展示熱水瓶）“熱得快”主要用來(lái)燒水，將一壺水燒開(kāi)需要多少熱量呢？需要測(cè)量哪些物理量？

學(xué)生：水的質(zhì)量、水的初溫度和末溫度。

教師：（展示大量程彈簧秤和溫度計(jì)）誰(shuí)來(lái)測(cè)一下水的質(zhì)量和初溫度？

學(xué)生踴躍舉手，教師指定兩名學(xué)生上臺(tái)測(cè)量。

學(xué)生：空水瓶的質(zhì)量為0.9Kg，向瓶中加滿(mǎn)水，測(cè)出總質(zhì)量為2.7Kg，用溫度計(jì)測(cè)水的初溫為18℃。

教師：（把“熱得快”插入熱水瓶中，接通電源并計(jì)時(shí)1：50）下面大家計(jì)算一下這瓶水燒開(kāi)需要多少熱量？（找一名學(xué)生板書(shū)）

學(xué)生：Q=Cm（t-t0）=4.2×103J/（Kg℃）×1.8Kg×（100℃-18℃）=6.2×106J。

教師：假設(shè)“熱得快”在額定電壓下工作，理論上需加熱多長(zhǎng)時(shí)間？

學(xué)生：由Q=W=PT得出：

T=Q/P=6.2×106J/800W=775s≈12.9min

（當(dāng)表針指向2：01時(shí)，水就開(kāi)始沸騰，學(xué)生驚訝萬(wàn)分）

教學(xué)反思：教師圍繞教學(xué)內(nèi)容設(shè)置能吸引學(xué)生興趣和注意力的教學(xué)情景，并根據(jù)不同的情景特點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生精心操作、觀(guān)察、

思考。

1.情景問(wèn)題的提出

教師根據(jù)情景引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，或直接由教師提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。問(wèn)題的提出應(yīng)具有一定的啟發(fā)性和可操作性。

2.假設(shè)和推斷

物理情景建立之后，教師應(yīng)給予充分的鼓勵(lì)，并引導(dǎo)學(xué)生就其提出的問(wèn)題進(jìn)行假設(shè)和推斷。例如，筆者就上面例子引導(dǎo)學(xué)生提出多種假設(shè)。

（1）可能實(shí)際電壓高于額定電壓；

（2）可能“熱得快”標(biāo)的額定功率不準(zhǔn)確，偏小；

（3）可能是氣壓低，水沒(méi)達(dá)到100℃；

（4）可能是熱水瓶中的水上方開(kāi)了，下面的水沒(méi)有開(kāi)。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

對(duì)學(xué)生提出的各種假設(shè)進(jìn)行分析，師生一起討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，如猜想（1），可用用表的交流電壓測(cè)一下當(dāng)時(shí)的電壓；猜想（2）在電壓已測(cè)的情況下，再用萬(wàn)用表測(cè)一下熱得快的電阻。（熱得快應(yīng)放入熱水壺中）通過(guò)P=U2/R得出實(shí)際功率，再進(jìn)行比較；對(duì)于猜想（3）（4）直接用溫度計(jì)測(cè)量即可。

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究

我先后找了8名學(xué)生上臺(tái)實(shí)驗(yàn)演示，每?jī)扇艘唤M完成一個(gè)猜想，其他學(xué)生認(rèn)真觀(guān)察。第一組學(xué)生將萬(wàn)用表調(diào)至交流250檔，將兩探針插入電源插座，測(cè)得電壓為215V，猜想（1）不成立。第二組學(xué)生將萬(wàn)用表調(diào)至電阻擋，用兩探針接觸熱得快的插頭的兩金屬片，測(cè)查電阻為60歐，下面學(xué)生迅速計(jì)算出實(shí)際功率P=U2/R=（225V）2/（60Ω）=777.6W<800W，實(shí)際功率小于額定功率，所用時(shí)間應(yīng)偏長(zhǎng)，所以猜想（2）也錯(cuò)誤。第三組學(xué)生用溫度計(jì)測(cè)得壺水上部溫度為96℃后，學(xué)生議論紛紛，一致說(shuō)：時(shí)間都過(guò)去十多分鐘了，溫度會(huì)降低，初溫度應(yīng)在100℃左右，影響不大。第四組中一個(gè)學(xué)生測(cè)量不同深度的水溫，另一學(xué)生記錄：96、96、96、95、85、60、45、40，我又讓學(xué)生記下溫度發(fā)生巨變時(shí)的位置，取出溫度計(jì)，與熱得快進(jìn)行比較，其位置恰好為熱得快的末端。

5.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

猜想（4）正確，當(dāng)熱得快燒開(kāi)水時(shí)，熱得快末端以上位置的水開(kāi)了，而其下方的水沒(méi)開(kāi)。至于原因，我先讓學(xué)生觀(guān)看視頻：開(kāi)水養(yǎng)魚(yú)，又介紹了水的導(dǎo)熱方式，讓學(xué)生理解了下方水沒(méi)開(kāi)的原因。

6.討論交流

完成實(shí)驗(yàn)后，有的學(xué)生說(shuō)我們家天天用熱得快燒水，原來(lái)喝的都是沒(méi)完全燒開(kāi)的水??！這是不衛(wèi)生的，對(duì)人體有害。我引導(dǎo)學(xué)生思考如何幫廠(chǎng)家改善熱得快的結(jié)構(gòu)。

通過(guò)此次物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)到了很多，了解了生活中的物理知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力。

編輯 武慧慧