組織學(xué)生探究比熱容.doc

組織學(xué)生探究“比熱容” 周 桂 蘭 一提出問(wèn)題科學(xué)探究的前提問(wèn)題導(dǎo)引：美麗的江南水鄉(xiāng)已步入冬季，夜晚睡覺(jué)時(shí)，辛勞了一天的媽媽常給我們準(zhǔn)備好熱水袋，關(guān)于熱水袋，你了解多少？1.燒水時(shí)，水吸收的熱量與水的質(zhì)量、水溫升高的多少有什么關(guān)系？2.若將熱水袋里的水換成初溫相同、質(zhì)量相等的砂石，取暖效果會(huì)怎樣？ 從生活走向物理是新課程的理念之一，學(xué)生能根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題做出合理的猜想。二猜想科學(xué)結(jié)論的先導(dǎo)問(wèn)題導(dǎo)引：由此你認(rèn)為物質(zhì)吸收（或放出）的熱量的多少除了與物質(zhì)的質(zhì)量和溫度的變化有關(guān)外，可能還與什么有關(guān)?學(xué)生能得出物質(zhì)吸熱多少可能與物質(zhì)種類(lèi)有關(guān)。 三制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究的具體化、程序化直接以學(xué)生的猜想為探究課題：物質(zhì)吸熱多少與物質(zhì)種類(lèi)有關(guān)嗎？問(wèn)題導(dǎo)引1：為完成該探究，你需要解決哪些問(wèn)題：師生共同討論得出：選擇水、干砂石既可滿(mǎn)足“不同物質(zhì)”，又可使探究對(duì)象更具普遍性，因?yàn)榈厍虮砻娴闹饕M成物質(zhì)是“水、土、砂”；在探究時(shí)應(yīng)使水、砂的質(zhì)量相等，因?yàn)橘|(zhì)量也是影響吸熱的因素。問(wèn)題導(dǎo)引2：如何確定物質(zhì)吸熱多少與物質(zhì)種類(lèi)有關(guān)（請(qǐng)?zhí)岢鰞煞N方案）？學(xué)生可以得出：一是讓質(zhì)量相等的水、干砂吸收相等熱量后，測(cè)量溫度變化；二是讓質(zhì)量相等的水、干砂升高相同的溫度，比較加熱時(shí)間。問(wèn)題導(dǎo)引3：根據(jù)方案選用器材。抽取方案中的共性后不難得出需要熱源、溫度計(jì)、質(zhì)量相等的兩種物質(zhì)、天平等器材。問(wèn)題導(dǎo)引4：書(shū)本裝置（見(jiàn)圖1）可否完成本次探究?本套裝置有何缺陷?該如何改進(jìn)？學(xué)生進(jìn)行操作后基本能找到如下缺陷：酒精燈熱源具有污染性和不穩(wěn)定性，且加熱時(shí)它們離金屬盒的距離和火焰的大小要調(diào)到一致較為困難；砂子升溫不均勻。改進(jìn)設(shè)想一是用電熱源或熱水做熱源，二是加熱時(shí)用鐵絲自制一根攪棒攪拌干砂。教師出示取代器材：直徑為20mm,長(zhǎng)為20cm的試管兩支，砂和水，帶孔橡皮塞兩個(gè)，溫度計(jì)，一次性塑料杯一只，開(kāi)水。讓學(xué)生討論是否可以完成探究。 四進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)科學(xué)事實(shí)是進(jìn)行科學(xué)分析的根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟：用天平稱(chēng)出15g 砂，用量筒量出15ml的水，分別裝入試管中；用帶孔的橡皮塞插上溫度計(jì)插入砂和水中；在塑料杯中倒入半杯溫度較高的熱水，將兩試管同時(shí)放入杯中同等深度（以砂面沒(méi)入水中為準(zhǔn)，見(jiàn)圖2）810秒拿出，讀出溫度不再上升時(shí)水和砂的溫度。數(shù)據(jù)記錄：(摘選)物質(zhì)質(zhì)量/g初溫/末溫/吸熱時(shí)間/S水15112110砂石15112810 當(dāng)然這組實(shí)驗(yàn)也存在著誤差，主要原因是水、砂的熱傳遞方式不同，但水在形成對(duì)流前熱傳遞的主要方式也是傳導(dǎo)，控制放入熱水的時(shí)間是讓二者的吸熱方式相同，從而可以盡量減小誤差。操作時(shí)還應(yīng)注意使用溫度較高的熱水，使熱水與待研究的物質(zhì)有較大溫差。實(shí)踐證明實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)能較好的反映問(wèn)題，且操作簡(jiǎn)捷，學(xué)生基本能獨(dú)立完成、需要的物質(zhì)量較少，干砂較易收集。至此學(xué)生能夠得出：物質(zhì)吸熱多少與物質(zhì)種類(lèi)有關(guān)。五、分析與論證 “實(shí)驗(yàn)后的思考有時(shí)比實(shí)驗(yàn)本身更重要! 牛頓”問(wèn)題導(dǎo)引1：若要使質(zhì)量相同的水、砂石均升高相同的溫度，該怎么辦?學(xué)生不難得出應(yīng)對(duì)水加熱更長(zhǎng)的時(shí)間。問(wèn)題導(dǎo)引2：水和砂石誰(shuí)的吸熱能力強(qiáng)？學(xué)生也不難得出同等條件下的水吸熱多，故而吸熱能力強(qiáng)。問(wèn)題導(dǎo)引3：如何科學(xué)地比較不同物質(zhì)的這種特性呢?學(xué)生較難用語(yǔ)言來(lái)組織，此時(shí)可類(lèi)比密度概念的建立過(guò)程進(jìn)行啟發(fā)：出示兩張表格，回顧比較水、鐵的不同性質(zhì)采用了“比較相同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量”；物質(zhì)體積質(zhì)量水相等不等鐵物質(zhì)質(zhì)量溫度變化吸熱水相等相等不等砂石 因而比較水、砂石的吸熱能力可采用“比較單位質(zhì)量、升高1的水、砂吸熱多少”。通過(guò)類(lèi)比不僅可以建立比熱容概念，同時(shí)可讓學(xué)生意識(shí)到比熱容同密度一樣屬于物質(zhì)的基本屬性。接下來(lái)的比熱容的定義及常見(jiàn)物質(zhì)的比熱容可讓學(xué)生自讀課本相關(guān)內(nèi)容去解決。按以上程序?qū)嵤?duì)“比熱容”的探究。不僅可以讓每個(gè)學(xué)生均經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀，效果確實(shí)不錯(cuò)。課后反思之余，又對(duì)“科學(xué)探究”略有所悟。物理學(xué)研究的是自然界最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；自然界中的物理現(xiàn)象蘊(yùn)藏著無(wú)窮奧秘，因?yàn)椤白顐ゴ蟮陌l(fā)現(xiàn)往往來(lái)自于最平凡的認(rèn)知”。這兩方面的客觀存在與結(jié)果是建構(gòu)初中物理新課程的關(guān)鍵。這就要求“科學(xué)探究”的教學(xué)設(shè)計(jì)能設(shè)法讓學(xué)生體會(huì)到“生活的物理，社會(huì)的物理”，總之一個(gè)有血有肉的活生生的物理，而并非“書(shū)本上的方塊字”和實(shí)驗(yàn)室中“冷冰冰的儀器”。這種設(shè)計(jì)的理念與教材的科學(xué)內(nèi)容體系并無(wú)多大關(guān)系。關(guān)鍵是敢于聯(lián)系學(xué)生實(shí)際，大膽地重組教材結(jié)構(gòu)，再敷以新的理念。科學(xué)探究的每個(gè)要素都有很重要的能力培養(yǎng)目標(biāo)，只