課程整合下“物態(tài)變化”的復(fù)習(xí)

摘?要：在“物態(tài)變化”復(fù)習(xí)中，運(yùn)用課程整合能進(jìn)行系統(tǒng)、深入的復(fù)習(xí).課程整合打破了章節(jié)的界限，將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)按照內(nèi)在的聯(lián)系放在一起，使它們系統(tǒng)化、整體化.學(xué)生通過(guò)這樣的復(fù)習(xí)能掌握各知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在關(guān)系，把它們?nèi)跁?huì)貫通，融為一體.

關(guān)鍵詞：課程整合;物態(tài)變化;復(fù)習(xí)

文章編號(hào)：1008-4134（2020）02-0046?中圖分類號(hào)：G633.7?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

作者簡(jiǎn)介：侯艷紅（1976-），女，山東德州人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：課程整合下的初中物理教學(xué).

課程整合是以某個(gè)點(diǎn)為中心，把與它相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)按著它們之間的內(nèi)在聯(lián)系放到一起，建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，把這些知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)化、整體化.鑒于物理學(xué)科的特點(diǎn)，在進(jìn)行綜合性的復(fù)習(xí)時(shí)比較適合進(jìn)行課程整合，通過(guò)整合讓學(xué)生把零散的知識(shí)系統(tǒng)化整體化，掌握各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，把它們?nèi)跁?huì)貫通，融為一體.“物態(tài)變化”是初中物理熱學(xué)的重要部分.在中考復(fù)習(xí)過(guò)程中可以將該部分與熱學(xué)的其他相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合.

1?基礎(chǔ)再現(xiàn)，整體建構(gòu)

物質(zhì)常見(jiàn)的狀態(tài)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，不同狀態(tài)之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化.同種物質(zhì)不同狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程就是物態(tài)變化.自然界中常見(jiàn)的物態(tài)變化有六種，如圖1所示，請(qǐng)完成圖1中對(duì)應(yīng)的物態(tài)變化的名稱和吸放熱情況.

晶體熔化的特點(diǎn)是____________;液體沸騰的特點(diǎn)是___________;晶體凝固的特點(diǎn)是_________________.

2?溫故生疑，追本朔源

由圖1可知：固態(tài)變液態(tài)即熔化，液態(tài)變氣態(tài)即汽化，固態(tài)變氣態(tài)即升華，都是吸熱過(guò)程;相反液態(tài)變固態(tài)即凝固，氣態(tài)變液態(tài)即液化，氣態(tài)變固態(tài)即凝華，都是放熱過(guò)程.熔化、汽化和升華三者有什么共同點(diǎn)，為什么都是吸熱過(guò)程？凝固、液化和凝華三者又有什么共同點(diǎn)，為什么都是放熱過(guò)程？

宏觀的現(xiàn)象都是由微觀結(jié)構(gòu)決定的，因此，要想解決這些疑問(wèn)，就得從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)入手.關(guān)于物質(zhì)的三態(tài)微觀認(rèn)識(shí)見(jiàn)表1.

由表1不難發(fā)現(xiàn)：熔化、汽化和升華都是分子間距離變大的物態(tài)變化，凝固、液化和凝華都是分子間距離變小的物態(tài)變化.為什么分子間距離變大的物態(tài)變化需要吸熱，分子間距離變小的物態(tài)變化要放熱呢？

從能量守恒的角度分析：當(dāng)分子間距離變大時(shí)，分子勢(shì)能是變大的，物體的內(nèi)能是變大的，而根據(jù)能量守恒定律，能量是不可能憑空產(chǎn)生或憑空消失，只能從一種能量轉(zhuǎn)化為另一種能量，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體.因此，這些分子間距離變大的物態(tài)變化需要從外界吸收能量.相反分子間距離變小的物態(tài)變化，分子勢(shì)能變小，內(nèi)能變小，多余的能量需要釋放出來(lái)，它們都是放熱過(guò)程.

從做功的角度分析：當(dāng)分子間距離大于平衡距離r0（10-10m）時(shí)，對(duì)外表現(xiàn)為引力，當(dāng)物體分子間距離變大時(shí)，需要能量克服分子間引力做功，所以這些分子間距離變大的物態(tài)變化都是吸熱過(guò)程;相反當(dāng)分子間距離變小時(shí)，分子間的引力做功，分子勢(shì)能變小，所以它們都是放熱過(guò)程.

當(dāng)然能量角度分析和做功角度分析并不矛盾.做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，克服分子間引力做功的過(guò)程就是把吸收的熱變成分子勢(shì)能的過(guò)程，而引力做功的過(guò)程就是把減少的分子勢(shì)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)的過(guò)程.

3?前后對(duì)比 突破難點(diǎn)

對(duì)比晶體熔化和液體沸騰的特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)：二者都是雖繼續(xù)吸熱但溫度保持不變.這與第十三單元“內(nèi)能”中所學(xué)的物體從外界吸收熱量?jī)?nèi)能增加好像矛盾，其實(shí)不然，關(guān)鍵在于溫度與內(nèi)能的關(guān)系.物體的內(nèi)能包括所有分子的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能，影響分子動(dòng)能主要是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度和分子質(zhì)量，影響分子勢(shì)能主要是分子間距離和分子質(zhì)量.宏觀上分析同一物體內(nèi)能的變化，主要分析它的溫度、體積的變化.同一物體體積變大，分子間距離變大，分子勢(shì)能變大;溫度升高，分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)更劇烈，分子動(dòng)能變大.所以溫度只是影響物體內(nèi)能的一個(gè)因素，而不是唯一因素.二者之間的關(guān)系是：溫度升，內(nèi)能增;溫度降，內(nèi)能降;溫度不變，內(nèi)能不一定不變，內(nèi)能可增可減可不變.晶體熔化、液體沸騰的過(guò)程中，物體從外界吸收的熱用來(lái)克服分子間的引力做功，增大了分子間的距離，轉(zhuǎn)化成了分子勢(shì)能，而沒(méi)有轉(zhuǎn)化成分子動(dòng)能，所以物體溫度不變，當(dāng)然物體由于分子勢(shì)能增大了，所以內(nèi)能增加.在晶體凝固過(guò)程中，分子間引力做功，分子間距離減小，分子勢(shì)能減小，向外放出的熱來(lái)源于晶體減少的分子勢(shì)能，而晶體的分子動(dòng)能不變，所以溫度不變.這樣突破了學(xué)生熱學(xué)學(xué)習(xí)中關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量關(guān)系的難點(diǎn).

通過(guò)把物質(zhì)的三態(tài)微觀結(jié)構(gòu)、做功、能量的轉(zhuǎn)化和守恒、內(nèi)能、溫度與熱量的關(guān)系與物態(tài)變化的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，使學(xué)生對(duì)物態(tài)變化的知識(shí)有了更系統(tǒng)、更深刻的認(rèn)識(shí).

參考文獻(xiàn)：

[1]季衛(wèi)新.驗(yàn)證“浮力方向”的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].教學(xué)與管理，2017（25）：59-61.

[2]王曉林.物理實(shí)驗(yàn)課程與現(xiàn)代信息技術(shù)整合的策略研究[J].通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，36（04）：130-132.

[3]張峰.物理新課程教學(xué)中新型教學(xué)法的整合實(shí)踐探究[J].新課程研究（上旬刊），2016（11）：56-57.

[4]雷曉歡. 初中物理《物態(tài)變化》一章教學(xué)案例研究[D].長(zhǎng)沙：湖南師范大學(xué)，2015.

（收稿日期：2019-08-04）