“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

李軍德

[摘 要]初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)用教材教，要求廣大教師能用日常生活中的物品或其他的輔助資料進(jìn)行有效教學(xué)，提高教學(xué)實(shí)效?；谶@樣的教學(xué)理念，文章結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，分析探討“比較不同物質(zhì)吸熱能力”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)。

[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)；吸熱能力；改進(jìn)

[中圖分類號] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）20-0056-02

實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的地位和作用是不容置疑的。初中生的認(rèn)知水平正處于由形象思維向抽象思維發(fā)展的階段，實(shí)驗(yàn)正好可以加強(qiáng)直觀教學(xué)，刺激學(xué)生的感觀，活躍學(xué)生的思維，幫助學(xué)生由感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識，加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和記憶。因此，實(shí)驗(yàn)的直觀性、可靠性、精確性、有效性就顯得尤為重要。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為，現(xiàn)行教材中部分實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)，下面就“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”實(shí)驗(yàn)談?wù)勛约旱挠^點(diǎn)，并提出一些改進(jìn)措施。

一、實(shí)驗(yàn)在教材中所處的地位和作用

1.地位

“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”實(shí)驗(yàn)是九年級物理第十六章第三節(jié)內(nèi)容，在已知物體吸收熱量的多少與它的質(zhì)量、溫度變化有關(guān)的情況下，探究不同物質(zhì)吸收熱量的多少還與自身的吸熱能力有關(guān)，實(shí)驗(yàn)簡單直觀，對學(xué)生學(xué)習(xí)、運(yùn)用比熱容的知識具有重要的意義。

2.作用

這個實(shí)驗(yàn)是探究不同物質(zhì)比熱容的核心實(shí)驗(yàn)，明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能為后面的知識探究奠定良好的基礎(chǔ)；學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，能較好地理解不同物質(zhì)的吸熱能力也有所不同。由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，客觀具體，學(xué)生容易接受，同時降低了教學(xué)的難度。

二、原實(shí)驗(yàn)中的不足之處

教材中的實(shí)驗(yàn)是使用控制變量法，用天平稱出相同質(zhì)量的水和食用油，讓它們吸收相同的熱量，然后通過溫度計(jì)示數(shù)的變化，得出結(jié)論：溫度計(jì)示數(shù)上升較快的物質(zhì)，升高1℃所需的熱量較少，吸收熱量的能力較?。幢葻崛葺^?。?，這樣好多同學(xué)都很難準(zhǔn)確地得出結(jié)論。

1.實(shí)驗(yàn)中要用到兩個相同規(guī)格的電熱器，分別接在兩個低壓電路中對水和食用油加熱。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，很難控制電熱器，使之放出的熱量相同，即無法保證水和食用油吸收的熱量相同，因而對準(zhǔn)確得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論有一定的影響。

2.實(shí)驗(yàn)中需要兩個學(xué)生電源，兩個開關(guān)，兩個電熱器，兩個燒杯，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)器材較多，需要連接兩套電路，增加了實(shí)驗(yàn)的危險性，延長了實(shí)驗(yàn)時間，進(jìn)而影響了課堂教學(xué)效果。

三、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.將原實(shí)驗(yàn)中觀察吸收相同的熱量改為測量升高相同溫度所需要的時間，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中通過可靠的數(shù)據(jù)比較，能更加直接地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：不同的物質(zhì)，在質(zhì)量相等、溫度變化相同時，吸收熱量越多的物質(zhì)，說明容納熱量的本領(lǐng)強(qiáng)，即這種物質(zhì)的比熱容大，這樣學(xué)生能更加深刻地理解：物質(zhì)的比熱容只與物質(zhì)的種類有關(guān)。

2.將原實(shí)驗(yàn)中兩個低壓電路改為一個并聯(lián)電路，利用并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等的特點(diǎn)，可避免電壓不穩(wěn)等因素對實(shí)驗(yàn)的影響，從而更精確地控制物體吸收的熱量，使二者的吸熱相同，并可以通過支路開關(guān)控制，使水和食用油升高相同的溫度。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置，操作簡單可靠，減少了實(shí)驗(yàn)誤差。

3.將原實(shí)驗(yàn)中的兩個學(xué)生電源改成一個學(xué)生電源，實(shí)驗(yàn)器材更加簡單，降低了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的難度和操作的危險性。

四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

（1）實(shí)驗(yàn)前要用天平稱出質(zhì)量相等的水和食用油。

（2）兩個電熱器的規(guī)格要相同，并且兩個電熱器應(yīng)當(dāng)是并聯(lián)連接的。

（3）溫度計(jì)玻璃泡不能碰到容器壁、容器底和電熱絲。

（4）注意輸出電壓不能超過電熱器的額定電壓。

五、實(shí)驗(yàn)過程

1.用天平稱出質(zhì)量相等的水和食用油，倒入兩個相同的燒杯中，放置在實(shí)驗(yàn)臺上。

2.兩個阻值相同的電熱器并聯(lián)接在6 V的直流電源上，每個電熱器串聯(lián)一個開關(guān)（方便操作），此時開關(guān)是斷開的。

3.將并聯(lián)好的電熱器分別放入水和食用油中，調(diào)節(jié)好溫度計(jì)在兩液體中的位置，記錄初溫。

4.檢查電路無誤后，打開電源，閉合開關(guān)，同時按下停表開始計(jì)時，觀察兩燒杯中溫度計(jì)的變化，做好數(shù)據(jù)記錄。

5.斷開升溫較快物體中電熱器的開關(guān)，繼續(xù)給升溫較慢的物體加熱，用秒表分別記錄溫度計(jì)升高相同溫度所用的時間，并記錄在表格中。

分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高相同溫度時，加熱時間較長的物質(zhì)，吸收熱量的能力較強(qiáng)，即比熱容較大。

六、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)效果與評價

1.改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，減小了實(shí)驗(yàn)誤差，縮短了實(shí)驗(yàn)時間，實(shí)驗(yàn)成功率高。從實(shí)際教學(xué)來看，學(xué)生更容易接受比熱容的概念，更容易弄懂不同物質(zhì)比熱容一般不同以及比熱容較大的物質(zhì)在質(zhì)量相等、溫度變化相同的情況下，吸收熱量較多。對綜合分析能力還不是很強(qiáng)的學(xué)生來說，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)更容易得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2.大大縮短了實(shí)驗(yàn)時間，降低了實(shí)驗(yàn)難度。對還沒有接觸電路的學(xué)生來說，每連接一個電路都要花費(fèi)好多時間，將兩個電路改為一個電路，就可以縮短實(shí)驗(yàn)時間，同時，也提高了課堂教學(xué)實(shí)效。

3.師生合作學(xué)習(xí)的難度降低了，提高了課堂學(xué)習(xí)效率。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，很容易比較出1 kg食用油和1 kg水升高1℃所吸收的熱量，直接引出比熱容的概念，學(xué)生輕而易舉地掌握了相關(guān)知識，做題目時也得心應(yīng)手。

以上就是筆者對改進(jìn)“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”實(shí)驗(yàn)的一些粗淺認(rèn)識。在實(shí)際教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)應(yīng)遵循“直觀簡單”“現(xiàn)象明顯”“結(jié)論可靠”的原則，應(yīng)讓實(shí)驗(yàn)更好地服務(wù)于初中物理教學(xué)。

（責(zé)任編輯 易志毅）