小议改进“比热容”的教学设计

蒋大成

（宝应县画川初级中学 江苏 扬州 225800）

2010年10月，笔者受县教研室委托到农村初级中学给初三学生上了一堂关于“比热容”的展示课．所教的对象是农村学生，笔者显得格外慎重．一切按照教材上的思路和教学设计，从研究“中午和傍晚沙滩、海水哪个温度高”的问题引入，引导学生提出问题和设计实验，而后讲授主要内容．但从实际效果看，学生的反映却很平淡．学生对于怎样设计“比热容”实验感觉无从入手，而且所有问题都需要教师不断地提醒才能完成实验设计，一堂课下来给人的感觉是说得多，提示得多，可学生却听得一头雾水，甚至一节课下来，也没理解“比热容”的真正含义．这种由教师主导的课堂很明显是一节“失败”的课．正是这节“失败”的课引起了笔者的思考，认真反思课堂的设计，寻找失败的症结．经过不断地请教和思考，终于发现犯了两个重要的错误：一是忽略了学生的学情，学生已有的知识和社会经验还很难形成完整的设计实验能力，特别是对很难理解的“比热容”实验的设计，学生没有生活经验，所以在课堂上觉得很陌生，即使知道一点也形成不了一个科学的实验设计；二是把教材教“死”了，一切按照课本的实验设计思路去讲解，没有让学生体会与“比热容”实验相关的生活经验，无法从生活中寻找灵感启发学生．找到了失败的症结所在，于是笔者询问班内部分学生，向他们了解农村中的生活经验，并向农村物理教师请教．农村中比较常见的“养猪”一事与比热容有相似之处，于是在物理教材的基础上精心增加了一些农村“科学养猪”设计，使得学生学习“比热容”就像养猪一样熟悉，学生的参与性也提高了，真正使笔者意识到教学生活化的重要性．

1 教材中有关比热容教学的设计优点与不足

以苏科版教材为例，选择从问题情境入手提出问题：“在同一时刻当我们赤脚走在海边的沙滩上觉得沙子的温度和海水的温度不一样，这是为什么？”

要求学生猜想一下物体吸（放）热的多少与哪些因素有关？并设计相应的方案，从实验入手说明相同质量的不同物质，升高相同温度时吸收的热量不等，以此引入比热容的概念．教材教学设计的优点和不足如下．

（1）优点：以生活作为情境，激发学生思考，并以此让学生提出问题和猜想，通过学生设计实验体现学习的主动性，然后由师生共同总结、归纳出比热容的概念．总之，苏科版教材“比热容”设计能发挥学生学习主体性特点，学生自己设计实验、动手操作实验，充分调动学生学习兴趣，让所有学生参与到课堂中来．

（2）不足：“比热容”实验设计中，由于需要控制的变量太多，实验比较复杂，学生尤其是农村学生的实际能力无法真正完成对实验的设计，特别是怎样控制变量，学生根本无从下手．原因并不是学生能力不足，而是学生难以在生活中找到相似的生活经验，故学生对于实验的目的、理解和控制变量就很困难，也很难积极参与到课堂中．需要教师不断地提醒和告知实验怎么做，这样教材最初让学生自主探究实验的目的就形同虚设了．所以，教材中“比热容”实验设计缺少生活经验引导，且学生对比热容是表示物质容热本领大小的含义难以理解，教材也缺少这方面的类比．

2 用“科学养猪设计”引导学生进行“比热容实验设计”实例

2． 1 教学流程

引入：为什么海水和海边的沙子在同一时刻的温度不一样？

猜想：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快的缘故．

问题：实验该怎样设计呢？

2． 2 科学养猪设计引导

生活在农村，或者到过农村的人都见过养猪，有的人家里养白猪，有的人家里养黑猪．现在要建一个养猪场，在建设之前，我们对选择白猪还是黑猪作为饲养对象拿不准．如果你是一位技术员，给你一些白猪和黑猪的幼猪苗，你能设计一套标准的科学实验和数据说明选择哪一种猪最合算吗？

（1）学生讨论后交流方法

1）我家里养过猪，我选择一个白猪苗和一个黑猪苗，它们的质量要相等（如10 kg），每天喂相同的饲料（如1袋），看哪一种猪长的肉多．

2）我也选择一个白猪苗和一个黑猪苗，它们的质量要相等（如10 kg），让它们都增长相同的体重（如1 kg），看哪一种猪需要的饲料少．

（2）教师引导设计实验比较沙子和水吸热升温快慢

师：其实沙子和水也要吃“饲料”，这种“饲料”是什么呢？

生：沙子和水吃的“饲料”是“热量”．

师：沙子和水吃完饲料后也“长肉”，这种“长肉”是什么呢？

生：沙子和水“长肉”是指“升高温度”．

师：请同学们结合“科学养猪”方案，设计实验比较沙子和水吸热升温的快慢．

生：方法1是用相同质量的水和沙子，吸收相同的热量，比较升高的温度；方法2是用相同质量的水和沙子，升高相同的温度，比较吸收的热量．

师：怎样让他们吸收相同的热量呢？又怎样比较吸收的热量？

生：用相同的加热器加热（如酒精灯），加热时间越长，放出热量越多，沙子和水吸收热量越多，所以用加热时间长短来表示吸收热量多少．

师：下面请同学们设计实验及表格，并小组合作完成实验．

2． 3 比热容定义的引导设计

请结合对白猪和黑猪耗料本领的定义（表1）来得出沙子和水的容热的定义．

表1 白、黑猪耗料本领

学生交流合作得出比热容定义为．比热容＝

2． 4 对比热容的理解生活化引导

观察与思考．

图1 三个截面积不同的容器

（1）在图1所示的三个容器中倒入相同体积的水，水面上升的高度是否相同？并请示意画出．

（2）若三个容器中的水面相同高度，它们容纳的水一样多吗？

（3）哪个容器容纳水的本领强？

（4）思考并体会比热容是指各种物质容热本领的大小．

3 对实例的思考

初中物理教师普遍认为，“比热容”是比较难于讲授的一堂课．比热容是初中物理中的一个重要概念，是热学部分的一个教学难点，比较抽象，要真正理解它，涉及的物理量比较多；对初中学生来讲把所有的问题都考虑到，不是一件易事，因而成为学生学习的难点，同时也是学生感觉难以理解和掌握的物理量．教师也很难在课堂上组织学生参与设计，所以大部分教师在选择公开课时都有意无意的避开“比热容”．然而这次送教下乡的经历让笔者重新认识了这堂课，正是接触农村的学生，使笔者对教材的教学设计产生了灵感；从“科学养猪”引导学生理解比热容，使比热容的实验和理解变得简单明了，也使复杂且难以理解的比热容变得生活化，特别适合农村中学的教学．希望引起教材编写部门的重视，身处一线的农村物理教师建议在教材的编写过程中能关注到广大农村学生的实际生活经验和认知能力，期盼编制一套适合农村学生使用的课本．