物理教学创新 培养创新能力

胡进成

内能一课是热学章节中的重点和难点.教材通过类比的方法引入内能的概念,大部分学生还是能较容易接受的.但如果仅限于教材的安排,停留在一般的讲解与推论上,中差生就会感到不适应,只好机械地去记忆概念,学得枯燥而被动.实施教学创新以教材为教学基础的同时,补充一些实验,并辅助以多媒体,可使课堂教学的气氛显得轻松、活跃,从而使学生学得主动、愉快,并且能够培养学生的创新意识和创新能力.本课教学创新构思如下:

一、学生实验,引入课题

1.将半杯热水倒入半杯凉水后变成一杯温水.启发学生:热水和凉水在变成温水的过程中是否有能量的变化?这种能量与前面学过的机械能是否相同?

2.天冷时,双手互相摩擦可使手变暖和,对手呵气,也会使手变暖和.启发学生:手暖和时是否也有能量的变化?搓手与对手呵气这两种方式是否有区别?

以上过程由学生自己完成,并体会感受.通过学生的互相讨论和交流,得到物体内部存在某种形式的能量,并通过不同的方式来改变这种能量.进一步引导学生:究竟是一种什么形式的能量呢?由此引入新课.

二、视频展示,创设情境,引出概念

1.让学生观看与课本插图内容有关的一段视频.学生观看了形象、生动并且有趣的图像画面后,很容易通过类比而得到内能概念的定义.

此过程省略了教师的讲解,使学生能够主动推论而得出结论.

2.对照视频内容启发学生注意:

(1)物体的内能是指所研究物体内部的全部分子具有的,而不是该物体内部的一部分分子所具有的.

(2)“总和”是指该物体内部的全部分子具有的动能和全部分子具有的势能之和.

(3)分子是在永不停息地做无规则运动,每个分子的动能都不为零,分子动能之和不为零,因此,任何一个物体都具有内能.

三、探究实验,深入研究

1.内能与温度的关系

演示高锰酸钾或红墨水在热水和冷水中的扩散情况.学生观察现象后分析、总结得到:温度越高,扩散得越快.进一步引导学生归纳:物体温度升高,内能增加;温度降低,内能减少.

2.改变物体内能的方式

(1)火柴头着火现象的演示.

演示①:将火柴头接触酒精灯火焰,火柴迅速着火、燃着;

演示②:将火柴头靠近酒精灯火焰,但不接触明火,火柴头仍可着火;

演示③:火柴在火柴盒上擦划,可燃着;

演示④:将火柴头上的火药刮下放入“空气压缩引火仪”中,迅速将活塞下压,可看到其着火,燃烧.

上述现象教师边演示边启发,师生共同分析、归纳得到:①②两种情况利用了热传递的方式,使火柴头上的火药温度升高,其内能增加;③④两种情况分别是利用克服摩擦做功和压缩空气做功,使火柴及厚筒内空气内能增加,温度升高,最后总结得到结论:

a.用热传递的方式可以改变内能,实质是一个物体的内能转移给另一个物体,能的形式不变.

b.用做功的方式也可以改变物体的内能,其实质是内能和其他形式能的相互转化,能的形式发生了改变.

四、讨论、交流

教师出示钢锯条.问:如果只知道钢锯条温度升高,而没有看到内能改变的过程,能否判断是通过做功还是通过热传递的方式使它的内能增加的?

学生在一系列实验现象观察分析的基础上,经教师点拨,很容易得到做功和热传递对改变物体的内能是等效的.因此无法判断钢锯条是通过什么方式使它内能增加的.

五、练习巩固,结束新课

在教学内容基本完成的前提下,教师设计一组练习题让学生当堂分析,以巩固所学知识,使教师能及时掌握反馈的信息,有利于进行下一步的教学.

[附]投影练习题:

1.内能和机械能有何本质区别?0℃的冰内能为零吗?

2.打气时,气筒壁为什么会发热?

3.分析下列现象:

①太阳能热水器中水温升高;

②食物放入冰箱,温度降低;

③钻木取火;

④水烧开时,壶盖被顶起.

其中通过热传递改变内能的是_____;通过做功改变内能的是_____.

上述整个教学过程的构思,从补充实验到激发兴趣;从现象观察到分析解释,可使学生的认知水平有不同层次的提高.整个教学过程分层递进,相辅相成;教学内容既是教材内容的充实,又是教学重点的巩固;教学方法可体现前后连贯、循序渐进的教学原则;教学环节体现学生的主体地位,教师的教是为了学生的学;教学手段的运用多样化、灵活化,体现素质教育的要求与宗旨.总之,实施物理教学创新,有效地培养了学生的创新精神和创新能力.

(责任编辑:黄春香)