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比热容是初中物理中一个非常重要的物理量,这个知识的学习内容安排在人民教育出版社《九年级物理》第十三章第3节,比热容是本章的重点,同时也是初中物理的一个难点它是反映物质特性的一个重要物理量,自然界中的许多现象和生产技术上的许多问题都跟物质的比热容有关比热容的物理意义是:表示物质热性质的物理量,它的定义是:一定质量的某种物质,在温度升高时,所吸收的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示单从阅读课本的这段文字,一般成年人都很难理解,更不要说初中学生了为了让学生更容易理解这个概念,笔者尝试从比热容的“容”字入手,构建了容器的物理模型来帮助学生去理解它。
1知识学习的铺垫
[TP4CW27TIF,Y#]
出示如图1所示的两个形状相同但体积大小差别很大的容器,我笑着问学生这两个容器有什么不同?学生抢着回答:他们的大小不一样这个问题太简单了,学生很有兴趣想知道老师葫芦里想卖什么药然后我接着问,大的容器有什么优点?这时学生就会思考了,很多学生都在说大的容器可以一次性装多点东西我说对啊,还有其他吗?这时我主要是测试一下还有没有其他学生有别的想法?这时一阵的沉默,没有其他的观点,那我也不强求了其实想想我的学生中有那么多同学参与我的课堂并积极思考,我已经很高兴了,我表达了欣赏赞美之意
接着我请学生阅读课本P11第一自然段的问题:烈日炎炎的夏季,白天海滩(我们这里只有沙滩和河水,所以我改成了沙滩和河水)的沙子热得烫脚,但海水却是非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,但海水却仍然暖暖的同样的日照条件[LL][HJ]下,为什么沙子和海水的温度不一样?这个例子对我的学生来说不陌生,因为我们增城有学生、儿童都喜欢的人造沙滩公园大多数学生都经历过这一情景,对此学生就不会感觉陌生为了解析这个有趣的问题,我们来学习物理的一个新知识
以上是我的课堂导入作为知识学习的铺垫,我觉得通过一组模型,通过一个学生熟悉的情景来引发学生积极参与思考,感知身边生活中存在的物理知识,从而产生强烈的求知欲,这一环节的目的就达到了。
2实验引出概念
烧开水,大多数学生在生活中都经历过,还有我们八年级时做过观察水的沸腾实验,学生对吸收热量的多少与质量和升高温度有关的理解是没有问题的,所以我通过两个简单的填空题就很快解决了,留出更多的时间去做实验和利用模型学习比热容这个概念这两个简单问题是:(1)烧水时,使水温上升相同的度数水的质量越大,需要吸收的热量就越[CD#3];(2)烧相同质量的水,使水温越高,水需要吸收的热量就越[CD#3]
我对学生又提出了问题3:对于不同的物质,例如水和食用油,如果它们的质量相同、升高相同的温度,你认为它们吸收的热量会相同吗?我注意收集和回应学生的猜想,猜哪个吸收的热量多都没问题,因为没做实验,所以猜对猜错都无所谓,关键是学生愿意参与课堂,只要肯发言,就值得表扬了为解决这个问题,请同学们阅读书本P11的实验说说利用如图2的PPT展示实验器材(不同点:酒精灯代替电热棒),问学生怎么做这个实验学生能说出科学的做法就不去多插嘴,学生说得不规范时,就做出适当的引导得出如图3的PPT,记录表格如图4,让两个同学帮忙操作,分别读取数据实验的数据会明显地看到质量相同的水和食用油比较,在升高相同的温度时,水要加热更长的时间形成结论:质量相等的不同种物质升高相同的温度时,所吸收的热量是不同的物理学中为了反映物质的这种特性,就用比热容来表示[FL)]
[TP4CW28TIF,BP#]
[FL(K2]这个实验让学生知道并记住了“比热容”这个名称,于是我就很自然地引出比热容的定义:单位质量的某种物质,温度升高1 ℃时,所吸收的热量叫做这种物质的比热容,这就是课本P12的第二自然段的说明内容,更严谨的定义是:一定质量的某种物质,在温度升高时,所吸收的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示单位:焦每千克摄氏度,符号:J/(kg·℃)引导学生查物质的密度表,水的比热容42×103 J/(kg·℃),解析它的物理意义:表示1 kg的水温度升高1℃所吸收的热量为42×103 J让学生查密度表,查沙石的比热容,并说出它的物理意义,为解析课前的情景做准备。
3模型突破难点
[HJ13mm]笔者再次出示“知识学习的铺垫”时的容器,要利用类比的方法来帮助学生理解“比热容”这个概念我对学生说,水的比热容大,就好像这个大的容器;沙石的比热容小,就好像这个小容器,情景如图5再出示一烧杯染红的水,这杯水就好像热量,把这杯水倒进大的容器,情景如图6,我解释说水吸收这杯水那么多“热量”,它的液面上升的高度就好像“温度”升高,我让学生观察并记住大容器的液面高度,然后把它倒回原来的烧杯接着再把这杯水倒进小的容器,我解释这就好像这些沙石吸收与刚才水一样多的热量,情景如图7我问学生它的液面高度与刚才水的液面高度有什么不同学生看到并回答小容器的液面不但上升得比“水”更高,还有一些装不下由此可见比热容反映的是物质容热本领强弱的性质,就像是反映物质容热的容器大小,比热容后面的“容”字就有这个意思再利用这个容器模型来拓展物质放热时的温度变化情况,质量相同的不同种物质,比热容大与比热容小的物质比较,在放出相同的热量时(类比倒出相同量的水时),比热容大的物质,它的温度下降比较少(类比液面下降得少),比热容小的物质,它的温度下降比较多(类比液面下降得多)
[TP4CW29TIF,BP#]
这样的类比实验加深了学生对比热容的理解,并开始尝试解析课前情景的问题例如水的比热容是沙石的4倍多,也就[LL][HJ135mm]好像水这个容热的容器的体积是沙石的4倍多,相同质量的水和沙石比较,水吸收热量升高1℃时,那么这些热量如果被沙石吸收会升高多少℃?学生抢着回答4倍多,然后我让学生试分析课前情景的问题:烈日炎炎的夏季,白天沙滩的沙子热得烫脚,但河水却是非常凉爽;为什么呢?让学生讨论后回答,这时学生基本都可以回答:因为在相同的阳光照射下,河水和沙子吸收相同的热量,质量相同的河水与沙子比较,由于河水的比热容比沙子大,使得河水的升高温度比沙子少,所以沙子热得烫脚,而河水却是凉凉的
我再问学生:相同质量的水和沙石比较,水放出热量降低1 ℃时,这些热量如果是沙石放出会降低多少℃?那么傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,但河水却仍然暖暖的又是为什么呢?学生很快就说出了答案我很高兴,因为学生通过这个简易模型很好地掌握了比热容这个知识最后我把学生总结出来的完整回答,板书给学生
本节课我觉得大部分学生都能理解比热容这个概念,主要是利用这个简易容器模型,让学生有物可看,既形象又具体我觉得初中学生的抽象逻辑能力思维虽然得到一定的发展,但具体形象思维仍占很大优势其思维活动特点多以具体直观的现象为基础进行分析、综合和判断初中很多物理概念和知识都是比较抽象的,如分子热运动、电流、密度、声波、电磁波等概念如果我们能构建出学生易懂的模型,那么在讲解这些抽象的物理概念时,就会变得形象化、具体化,降低了学生的理解梯度,教师比照模型讲解概念“言之有物”,学生看着理解概念“心中有像”,这样学生就会学得更好了。
1知识学习的铺垫
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出示如图1所示的两个形状相同但体积大小差别很大的容器,我笑着问学生这两个容器有什么不同?学生抢着回答:他们的大小不一样这个问题太简单了,学生很有兴趣想知道老师葫芦里想卖什么药然后我接着问,大的容器有什么优点?这时学生就会思考了,很多学生都在说大的容器可以一次性装多点东西我说对啊,还有其他吗?这时我主要是测试一下还有没有其他学生有别的想法?这时一阵的沉默,没有其他的观点,那我也不强求了其实想想我的学生中有那么多同学参与我的课堂并积极思考,我已经很高兴了,我表达了欣赏赞美之意
接着我请学生阅读课本P11第一自然段的问题:烈日炎炎的夏季,白天海滩(我们这里只有沙滩和河水,所以我改成了沙滩和河水)的沙子热得烫脚,但海水却是非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,但海水却仍然暖暖的同样的日照条件[LL][HJ]下,为什么沙子和海水的温度不一样?这个例子对我的学生来说不陌生,因为我们增城有学生、儿童都喜欢的人造沙滩公园大多数学生都经历过这一情景,对此学生就不会感觉陌生为了解析这个有趣的问题,我们来学习物理的一个新知识
以上是我的课堂导入作为知识学习的铺垫,我觉得通过一组模型,通过一个学生熟悉的情景来引发学生积极参与思考,感知身边生活中存在的物理知识,从而产生强烈的求知欲,这一环节的目的就达到了。
2实验引出概念
烧开水,大多数学生在生活中都经历过,还有我们八年级时做过观察水的沸腾实验,学生对吸收热量的多少与质量和升高温度有关的理解是没有问题的,所以我通过两个简单的填空题就很快解决了,留出更多的时间去做实验和利用模型学习比热容这个概念这两个简单问题是:(1)烧水时,使水温上升相同的度数水的质量越大,需要吸收的热量就越[CD#3];(2)烧相同质量的水,使水温越高,水需要吸收的热量就越[CD#3]
我对学生又提出了问题3:对于不同的物质,例如水和食用油,如果它们的质量相同、升高相同的温度,你认为它们吸收的热量会相同吗?我注意收集和回应学生的猜想,猜哪个吸收的热量多都没问题,因为没做实验,所以猜对猜错都无所谓,关键是学生愿意参与课堂,只要肯发言,就值得表扬了为解决这个问题,请同学们阅读书本P11的实验说说利用如图2的PPT展示实验器材(不同点:酒精灯代替电热棒),问学生怎么做这个实验学生能说出科学的做法就不去多插嘴,学生说得不规范时,就做出适当的引导得出如图3的PPT,记录表格如图4,让两个同学帮忙操作,分别读取数据实验的数据会明显地看到质量相同的水和食用油比较,在升高相同的温度时,水要加热更长的时间形成结论:质量相等的不同种物质升高相同的温度时,所吸收的热量是不同的物理学中为了反映物质的这种特性,就用比热容来表示[FL)]
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[FL(K2]这个实验让学生知道并记住了“比热容”这个名称,于是我就很自然地引出比热容的定义:单位质量的某种物质,温度升高1 ℃时,所吸收的热量叫做这种物质的比热容,这就是课本P12的第二自然段的说明内容,更严谨的定义是:一定质量的某种物质,在温度升高时,所吸收的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示单位:焦每千克摄氏度,符号:J/(kg·℃)引导学生查物质的密度表,水的比热容42×103 J/(kg·℃),解析它的物理意义:表示1 kg的水温度升高1℃所吸收的热量为42×103 J让学生查密度表,查沙石的比热容,并说出它的物理意义,为解析课前的情景做准备。
3模型突破难点
[HJ13mm]笔者再次出示“知识学习的铺垫”时的容器,要利用类比的方法来帮助学生理解“比热容”这个概念我对学生说,水的比热容大,就好像这个大的容器;沙石的比热容小,就好像这个小容器,情景如图5再出示一烧杯染红的水,这杯水就好像热量,把这杯水倒进大的容器,情景如图6,我解释说水吸收这杯水那么多“热量”,它的液面上升的高度就好像“温度”升高,我让学生观察并记住大容器的液面高度,然后把它倒回原来的烧杯接着再把这杯水倒进小的容器,我解释这就好像这些沙石吸收与刚才水一样多的热量,情景如图7我问学生它的液面高度与刚才水的液面高度有什么不同学生看到并回答小容器的液面不但上升得比“水”更高,还有一些装不下由此可见比热容反映的是物质容热本领强弱的性质,就像是反映物质容热的容器大小,比热容后面的“容”字就有这个意思再利用这个容器模型来拓展物质放热时的温度变化情况,质量相同的不同种物质,比热容大与比热容小的物质比较,在放出相同的热量时(类比倒出相同量的水时),比热容大的物质,它的温度下降比较少(类比液面下降得少),比热容小的物质,它的温度下降比较多(类比液面下降得多)
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这样的类比实验加深了学生对比热容的理解,并开始尝试解析课前情景的问题例如水的比热容是沙石的4倍多,也就[LL][HJ135mm]好像水这个容热的容器的体积是沙石的4倍多,相同质量的水和沙石比较,水吸收热量升高1℃时,那么这些热量如果被沙石吸收会升高多少℃?学生抢着回答4倍多,然后我让学生试分析课前情景的问题:烈日炎炎的夏季,白天沙滩的沙子热得烫脚,但河水却是非常凉爽;为什么呢?让学生讨论后回答,这时学生基本都可以回答:因为在相同的阳光照射下,河水和沙子吸收相同的热量,质量相同的河水与沙子比较,由于河水的比热容比沙子大,使得河水的升高温度比沙子少,所以沙子热得烫脚,而河水却是凉凉的
我再问学生:相同质量的水和沙石比较,水放出热量降低1 ℃时,这些热量如果是沙石放出会降低多少℃?那么傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,但河水却仍然暖暖的又是为什么呢?学生很快就说出了答案我很高兴,因为学生通过这个简易模型很好地掌握了比热容这个知识最后我把学生总结出来的完整回答,板书给学生
本节课我觉得大部分学生都能理解比热容这个概念,主要是利用这个简易容器模型,让学生有物可看,既形象又具体我觉得初中学生的抽象逻辑能力思维虽然得到一定的发展,但具体形象思维仍占很大优势其思维活动特点多以具体直观的现象为基础进行分析、综合和判断初中很多物理概念和知识都是比较抽象的,如分子热运动、电流、密度、声波、电磁波等概念如果我们能构建出学生易懂的模型,那么在讲解这些抽象的物理概念时,就会变得形象化、具体化,降低了学生的理解梯度,教师比照模型讲解概念“言之有物”,学生看着理解概念“心中有像”,这样学生就会学得更好了。