“比热容”教学的四个优化

朱翔

摘   要：比热容是物质的物理属性，如何更好地进行比热容的教学，笔者在教学过程中对本节内容从四个环节进行了优化，起到了很好的教学效果。

关键词：比热容;优化;教学策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2015）9-0014-2

比热容是物理学中的一个非常重要的物理量，它反映了物质的一种物理属性，非常抽象，学生难以理解。如何更好地进行比热容的教学，笔者对此进行以下四个优化，激发了学生学习的兴趣，体现了从生活到物理的新课程理念，收获了很好的教学效果。

1    情境引入的优化

苏科版物理九年级上《物质的比热容》这一节，教材以小明和小华去海边玩，发现中午的时候海水和沙滩的温度不同，提出问题：为什么海水和沙子的温度不同？引入不同物质吸热升温的快慢程度不同。编者的本意是通过这个现象达到贴近学生生活，符合学生认知，激发并保持学生的兴趣的目的，体现从生活到物理的新课程理念。但是，实际情景却并不如编者所认为的那样。笔者在课前做了一个调查，真正到过海边的学生人数不到总人数的10%，而且，去过的绝大部分也没有注意这一现象，这样就为教学情境的引入带来了难题，这样的情境学生没有生活体验。老师上课时为了让学生知道这个情境，基本都是做一个PPT，用视频或图片进行介绍，直接告诉学生，海边白天是海水温度低，沙滩温度高。其实，这样的教学缺乏可信度，学生在学习时很茫然、兴趣不高。老师在讲，学生在听，完全是“灌入”式教学，根本没有体现出从生活到物理的新课程理念。笔者为了激发学生的兴趣，避免空洞的教学，在上课时直接在教室里模拟了一个阳光、海水、沙滩的情境。“阳光”用浴霸灯（医用针灸烘灯）来模拟，沙子和水放在一个托盘内，将灯放在托盘上烘，一个阳光、海水、沙滩的情境就出来了。然后，让学生一个个用手摸，亲自体验，发现海水和沙子温度不同，直接产生问题：同样的“阳光”照射，为什么海水和沙子温度不同？这样的问题完全是由学生在体验中提出的，并不是老师强加给学生的，学生由被动变为主动，积极性高，教学效果好，一开始就将课堂引入了一个小高潮。

2    操作方案的优化

学生提出问题后，进行猜想：“可能是沙子和水吸收相同热量时升高的温度不相同，沙子吸热升温比水快。”针对这个猜想，学生很快提出了两个实验设计方案。方案一：用相同质量的两种物质，让它们升高相同的温度，比较加热时间;方案二：用相同质量的两种物质，给它们加热相同时间，比较温度升高的多少。在教学时，老师为了体现教学的开放性，接下来一般就放手让学生开始实验。笔者听了好多老师的课，学生上课的秩序乱得一塌糊涂，几乎没有学生能完成实验。记录的数据也是胡乱拼凑的，实验就这样草草收场，最后还是由老师报几组数据填入表格中。学生的实验成了摆设，学生做了也不知所以然。

为此，笔者对其进行了优化，在学生提出方案后，并不是立刻让学生进行实验，而是先让学生对这两个方案进行筛选，确定用哪个方案进行实验。接着，让方案相同的学生进行分组合作，每6人为一小组，对小组成员进行分工，两人计时，两人读数，两人负责记录数据，分工表如1、表2所示。

对于计时和读数的两人，提醒他们要注意配合，一般采用提前报数的方法。如，每隔一分钟开始计时，不是计时员报1 min时让读数员读数，这样会导致读数滞后，数据不准确。而到了50 s时，计时员就开始提前报数，50、51……60。这样的好处是既能提醒读数员进行准确读数，又能提醒记录员准确记录数据，保证实验数据真实可靠，让每一位学生各司其职，忙而不乱，让实验真正落到实处。笔者细化实验操作后，每次采集的数据都非常好，学生的积极高，教学效果好。

3    实验器材的优化

在教学中，组装实验装置对学生来说是一个难点，学生都知道由下往上进行组装。但是，实际操作时由于用铁架台做实验，放了砂子或水后，重心比较高，再加上加热时为了使水和沙子受热均匀，要用搅拌器进行搅拌，实验时容易倾倒，很不安全。实验在安装时要注意两个位置的确定，一个是铁圈的位置，它是由酒精灯的外焰来确定;第二个是挂温度计铁棒的位置，根据温度计在测量温度时，温度计的玻璃泡要与被测物体充分接触，从而确定铁棒位置，浪费了学生大量的时间。其实，本节课学习的重点并不是实验器材的组装，而是设计实验、进行实验、实验数据的分析和处理。笔者发现，若采用课本上的实验装置，每次装配学生都要花费7～8 min，然后匆忙实验，最后根本无法完成本节的教学任务。为此，笔者对装置进行了适当的改进，用一个三角架，并在三角架上焊接一根铁丝，在铁丝的另一端做一个挂钩（如图1所示）。运用如图1所示的装置进行实验，简单易行，操作方便，而且安全，1～2 min就能完成实验装置的组装。

4    数据处理的优化

教材中，在处理数据时，要求学生在坐标系中画出时间和温度的关系图像。我们知道，比热容的定义是：物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，也就是说，质量相同的同种物质，热量与升高的温度成正比。根据图像，学生根本无法直接得出这样的关系，学生感到唐突，教师感到无所适从，只能生硬地引出比热容的定义，刚才所做的实验完全被抛掉，让学生感到这个实验可有可无，根本不知道做这个实验有什么用。笔者对此进行了处理。首先，对表格设计进行了改进。本实验研究的是热量与升高温度的关系，强调的是温度变化，若按教材的设计它体现的是时间与温度的关系，并不是与温度变化的关系，学生感到与实验的目的不符。因此，将表格设计成加热时间与温度变化的表格，如表3所示。

在实验中，由于加热方法完全相同，可以认为，物体在相同的时间内吸收的热量相等。也就是说，加热时间的长短反映了吸收热量的多少。所以，若加热1 min物质吸收的热量为Q，2 min即为2Q，这样将教材上的时间与温度的坐标系改为温度变化与热量的关系的坐标系（如图2所示），学生将所测数据通过描点发现Q与ΔT关系，这样引入比热容的概念也就水到渠成了。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]刘炳昇，李容.义务教育教科书《物理》（九年级上）[M].南京：江苏科学技术出版社，2013.

（栏目编辑  赵保钢）