組織學(xué)生探究比熱容.doc

組織學(xué)生探究“比熱容” 周 桂 蘭 一提出問題科學(xué)探究的前提問題導(dǎo)引：美麗的江南水鄉(xiāng)已步入冬季，夜晚睡覺時，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，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)驗對問題做出合理的猜想。二猜想科學(xué)結(jié)論的先導(dǎo)問題導(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)種類有關(guān)。 三制定計劃與設(shè)計實驗科學(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)種類有關(guān)嗎？問題導(dǎo)引1：為完成該探究，你需要解決哪些問題：師生共同討論得出：選擇水、干砂石既可滿足“不同物質(zhì)”，又可使探究對象更具普遍性，因為地球表面的主要組成物質(zhì)是“水、土、砂”；在探究時應(yīng)使水、砂的質(zhì)量相等，因為質(zhì)量也是影響吸熱的因素。問題導(dǎo)引2：如何確定物質(zhì)吸熱多少與物質(zhì)種類有關(guān)（請?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，比較加熱時間。問題導(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、質(zhì)量相等的兩種物質(zhì)、天平等器材。問題導(dǎo)引4：書本裝置（見圖1）可否完成本次探究?本套裝置有何缺陷?該如何改進？學(xué)生進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。改進設(shè)想一是用電熱源或熱水做熱源，二是加熱時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,長為20cm的試管兩支，砂和水，帶孔橡皮塞兩個，溫度計，一次性塑料杯一只，開水。讓學(xué)生討論是否可以完成探究。 四進行實驗與收集數(shù)據(jù)科學(xué)事實是進行科學(xué)分析的根據(jù)實驗步驟：用天平稱出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，將兩試管同時放入杯中同等深度（以砂面沒入水中為準(zhǔn)，見圖2）810秒拿出，讀出溫度不再上升時水和砂的溫度。數(shù)據(jù)記錄：(摘選)物質(zhì)質(zhì)量/g初溫/末溫/吸熱時間/S水15112110砂石15112810 當(dāng)然這組實驗也存在著誤差，主要原因是水、砂的熱傳遞方式不同，但水在形成對流前熱傳遞的主要方式也是傳導(dǎo)，控制放入熱水的時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。實踐證明實驗所得數(shù)據(jù)能較好的反映問題，且操作簡捷，學(xué)生基本能獨立完成、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)種類有關(guān)。五、分析與論證 “實驗后的思考有時比實驗本身更重要! 牛頓”問題導(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)對水加熱更長的時間。問題導(dǎo)引2：水和砂石誰的吸熱能力強？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。問題導(dǎo)引3：如何科學(xué)地比較不同物質(zhì)的這種特性呢?學(xué)生較難用語言來組織，此時可類比密度概念的建立過程進行啟發(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”。通過類比不僅可以建立比熱容概念，同時可讓學(xué)生意識到比熱容同密度一樣屬于物質(zhì)的基本屬性。接下來的比熱容的定義及常見物質(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Α氨葻崛荨钡奶骄?。不僅可以讓每個學(xué)生均經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，同時可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀，效果確實不錯。課后反思之余，又對“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動規(guī)律；自然界中的物理現(xiàn)象蘊藏著無窮奧秘，因為“最偉大的發(fā)現(xiàn)往往來自于最平凡的認(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)計能設(shè)法讓學(xué)生體會到“生活的物理，社會的物理”，總之一個有血有肉的活生生的物理，而并非“書本上的方塊字”和實驗室中“冷冰冰的儀器”。這種設(shè)計的理念與教材的科學(xué)內(nèi)容體系并無多大關(guān)系。關(guān)鍵是敢于聯(lián)系學(xué)生實際，大膽地重組教材結(jié)構(gòu)，再敷以新的理念?？茖W(xué)探究的每個要素都有很重要的能力培養(yǎng)目標(biāo)，只