以意言物

劉霞

摘要：讓學(xué)生正確理解每一物理量的本質(zhì)意義是物理教學(xué)的基本要求，教師在教學(xué)設(shè)計過程中，要緊扣物理量的物理意義.以意言物的教學(xué)設(shè)計，可以讓學(xué)生在認(rèn)知上是順應(yīng)自然的，在邏輯上是合理清晰的接受新知識，學(xué)生對于物理量的學(xué)習(xí)是知其然、知其所以然的過程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維.

關(guān)鍵字：以意言物?物質(zhì)意義?物理量?比熱容?設(shè)計方法

由于比熱容描述的物質(zhì)性質(zhì)抽象，能夠正確理解比熱容這一物理量的物理意義的學(xué)生并不多，因此這也一直是初中物理教學(xué)的教學(xué)難點.蘇科版教材在《比熱容》一節(jié)的教學(xué)編排上容易讓學(xué)生對比熱容的物理意義產(chǎn)生誤解，邏輯上稍有不相匹配處，若按照以意言物的編排流程，學(xué)生在理解比熱容的物理性質(zhì)時會更加流暢.本文以《比熱容》教學(xué)設(shè)計為例，淺談以意言物的教學(xué)設(shè)計過程.

一、教材設(shè)計解析

蘇科版教材《比熱容》在導(dǎo)出比熱容的概念時編排如下：活動12.5 探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象，通過夏天海水和沙子的溫度不同這一現(xiàn)象提出問題，同樣都是在太陽光照射下，為什么海水和沙子的溫度不一樣呢？并提出猜想和假設(shè)，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的緣故.然后通過實驗來探究是否是沙子升溫更快，在實驗分析與結(jié)論環(huán)節(jié)，畫出沙子和水溫度隨時間變化的圖像.通過分析圖像過渡得到不同物質(zhì)在質(zhì)量相同、升高相同的溫度時，吸收的熱量不相等這一結(jié)論.接著指出物理學(xué)中，將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叫作比熱容.比熱容在數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量，它是物質(zhì)的一種物理屬性.通過這種路徑建立的比熱容的概念，以下3個方面值得討論：

1.提出問題的情景和學(xué)生的經(jīng)歷配合度不高.絕大部分學(xué)生沒有在海邊游玩過，無法體驗海水和沙子的溫度不一樣.

2.實驗探究和比熱容物理意義不匹配，教材中不論是實驗標(biāo)題、猜想假設(shè)、試驗過程、記錄的實驗數(shù)據(jù)，研究的對象都是得出不同物質(zhì)在吸熱過程中溫度升高的快慢不同，而比熱容并不是描述物質(zhì)吸熱升溫的快和慢.根據(jù)教材的解釋，比熱容數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某種物質(zhì)升高1℃所吸收的熱量，是吸收熱量的多和少這一性質(zhì)，而非溫度升高的快和慢，雖然教材在實驗結(jié)束后通過分析圖像生硬地得出不同物質(zhì)在質(zhì)量相同、升高相同的溫度時，吸收的熱量不相等這一結(jié)論，但是在這之前探究的都是不同物質(zhì)升溫的快慢不同，這樣的編排會讓學(xué)生產(chǎn)生云里霧里的感受，不知道學(xué)習(xí)的重點在哪里.

3.加熱時間這一物理量的作用處理不當(dāng)，教材中加熱時間用來比較物質(zhì)升溫的快慢，而根據(jù)比熱容的意義出發(fā)，加熱時間應(yīng)當(dāng)是來體現(xiàn)物質(zhì)吸收熱量的多和少.

物質(zhì)在吸熱過程中，吸收熱量的多和少和哪些因素有關(guān)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知，很容易得出與質(zhì)量、升高的溫度有關(guān)，但是當(dāng)這兩物理量都相同時，物質(zhì)吸收的熱量就相同了嗎？根據(jù)教師提供的物理情境，學(xué)生很容易就知道生活中存在即使質(zhì)量和升高的溫度都相同，不同的物質(zhì)吸收的熱量一般也不同的物理現(xiàn)象，而比熱容所指的就是描述不同物質(zhì)熱學(xué)的這一性質(zhì)，根據(jù)教材中給出的比熱容數(shù)值的意義，比熱容數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某種物質(zhì)升高1℃所吸收的熱量，兩者相結(jié)合，從比熱容的物理意義出發(fā)，設(shè)計以意言物的教學(xué)流程，幫助學(xué)生正確理解物理概念.

二、 以意言物的教學(xué)設(shè)計

巧設(shè)導(dǎo)入活動，鋪墊物理意義

師：同學(xué)們桌上有一根銅棒和一根木棒，現(xiàn)在請同學(xué)們將它們同時放入裝有熱水的燒杯中.

生：操作過程.

師：你們覺得過一段時間后，誰會更燙？

生：銅棒/木棒……

師：到底怎樣呢？請同學(xué)們自己鑒定.

生：銅棒更燙手.

師：說明在相同條件下，銅棒的溫度上升的更高，那么有什么方法讓木棒上升到與銅棒相同的溫度嗎？

生：讓木棒晚些拿出來，吸收更多的熱量.

師：升高相同的溫度，誰需要吸收更多的熱量呢？

生：木棒吸收的熱量更多一些 .

師：生活中這種類似的經(jīng)驗?zāi)氵€碰到過嗎？有的話請和大家分享一下

生：沙子和海水，在白天同一時間段，海水要涼快一些，沙子更燙腳一些.

設(shè)計目的：其一，絕大部分學(xué)生并不具備在海邊切身感受過在陽光下海水與沙子溫度不同的經(jīng)驗，通過活動讓學(xué)生增加這類物理現(xiàn)象的體驗，讓學(xué)生對于“比熱容”物理意義有一個鋪墊，初步讓學(xué)生感受到這節(jié)新課學(xué)習(xí)的知識對應(yīng)哪一類的物理現(xiàn)象.其二，由學(xué)生課堂的小體驗過渡到書本的設(shè)置例子，讓學(xué)生對物理現(xiàn)象有一個過渡的接受環(huán)節(jié)，為下面的探究環(huán)節(jié)做好準(zhǔn)備.

師：這節(jié)課我們就通過實驗來探究物質(zhì)吸收熱量的多少與物質(zhì)種類的關(guān)系，既然和多個因素有關(guān)，那么本實驗需要控制哪些因素要相同？

生：需上升的溫度相同、不同物質(zhì)的物體質(zhì)量要相等.

師：吸收熱量的多少我們測量不出來，根據(jù)剛剛的體驗，你有沒有什么方法來判斷誰吸收的熱量更多一些呢？

生：加熱的時間更長，意味著吸收的熱量更多.

師：板書：相同的加熱裝置，吸收熱量?Q的多少通過加熱時間t?來體現(xiàn)（轉(zhuǎn)換法）.

設(shè)計目的：教材設(shè)計的實驗探究目的是：不同物質(zhì)吸熱升溫的快慢，這和比熱容的物理意義不統(tǒng)一，不利于學(xué)生對物理知識的理解;本試驗設(shè)計的實驗?zāi)康?，就是探究在物體質(zhì)量相同、溫度上升相同時，哪種物質(zhì)吸收熱量的多，哪種物質(zhì)吸收熱量少，這和比熱容的物理意義相匹配，學(xué)生理解起來更加順暢.

師：下面我們就通過小組試驗一起來探究吧.

試驗裝置：和課本的實驗裝置一樣（沙子、水），實驗步驟第二步修改成：溫度每上升15℃記錄對應(yīng)的加熱時間.表格修改如下：

師：實驗數(shù)據(jù)表明：在質(zhì)量相等、上升相同的溫度時，沙子和水加熱的時間不相同.加熱時間不同說明了什么？

生：吸收的熱量不相同.

師：如果我們換用其他的不同物質(zhì)進(jìn)行試驗，得到的結(jié)果是類似的，那么導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是因為什么不同產(chǎn)生的？

生：物質(zhì)的種類.

師：非常好，的確，物質(zhì)的種類不同，它們的熱學(xué)性質(zhì)不同.比如，剛剛的水質(zhì)量為1kg，每升高1℃需要吸收的熱量為4.2×103J的熱量;沙子質(zhì)量為1kg，每升高1℃需要吸收的熱量為0.92×103J的熱量，那么誰需要吸收的熱量更多？

生：水.

師：吸收的熱量多，則意味著它的吸熱本領(lǐng)是強(qiáng)還是弱？

生：吸熱本領(lǐng)強(qiáng).

師：物理學(xué)中就把描述物質(zhì)的這一熱學(xué)性質(zhì)（物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)）的物理量叫做比熱容.

師：物理學(xué)中，將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的比值定義為比熱容的大小.比熱容數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量.

設(shè)計目的：從比熱容的物理意義來設(shè)計教學(xué)流程，學(xué)生對比熱容物理量的理解就會水到渠成.

總之，物理學(xué)是一門揭示物理現(xiàn)象形成的本質(zhì)原理的學(xué)科，知其然、知其所以然是物理學(xué)的真實寫照.學(xué)生正確理解每個物理量的物理意義，是學(xué)習(xí)好物理的基本保障.那么在教學(xué)設(shè)計上，以意言物，從物理量的物理意義出發(fā)，設(shè)計與物理量描述的物理意義相匹配的的教學(xué)過程，可以減少學(xué)生在掌握知識的過程中形成的理解偏差，更好地幫助學(xué)生掌握物理量的實質(zhì)內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng).