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摘 要:“比热容”是每年中考必考的内容之一,课标中要求通过探究物质的吸热本领的实验来理解“比热容”的物理意义及掌握有关计算,对于这些重难点知识,学生在学习中容易出错,现利用错题进行反思、改进和优化课堂教学,以期提高课堂教学效率。
关键词:错题;比热容;反思;教学优化
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2018)07-079-2
比热容在《热和能》一章书中占据很重要的位置,学生通过实验理解比热容的基本概念,并进而串联前面的内能、热量、温度之间的关系,同时通过比热容、质量、温度变化量之间的关系来判断生活中的一些现象,所以对知识掌握的灵活性、综合性提出了很高的要求,学生想要通过这部分知识的学习并不容易,如何在教学中针对学生理解上的误区将知识进行针对性的分解、更好地使学生理解呢?这就有必要对学生理解的误区先进行分析,找到问题所在,才能有的放矢。
一、学生错误归类剖析
1.概念理解错误
比热容的概念是通过实验“比较不同物质的吸热能力”来得到的,但学生对于何为“吸热能力大”的理解不到位,想当然理解为“吸热后温度上升大的是吸热能力强”,另外对于比热容的大小片面武断地认为比热容与质量、温度、吸收或放出的热量有关。会导致一些简单的判断错误。
例1:关于比热容,下列说法中正确的是:( )
A.铜块吸收的热量越多,它的比热容越大
B.铁块的质量越大,它的比热容越大
C.温度高的铜块比温度低的铜块比热容大
D.比热容是物質的一种属性,它跟物体的质量、温度、吸热多少无关
剖析:错解在于对比热容概念缺乏理解,单位质量的某种物质,温度升高1℃吸收的热量越多,那么这种物质的比热容就越大,也就是说比热容反映了物质吸收或放出热量的本领。
2.实验条件理解错误
实验中提供同一热源,目的是为了给不同液体在相同时间内提供相同的热量,而不是提供同样的温度,吸热后物体的温度如何变化和物体自身的比热容大小有关,这些需要对“比热容大小对温度变化大小影响”这个知识点有充分的理解。如果题目中需要结合图像,则对学生的要求就更加提升一个层次,学生要看懂图像中坐标代表的意思,并且能理解图像的变化代表的意思。
例2:水的比热容比煤油的大。如图1,用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水,隔着石棉网同时对两试管加热。图2中的哪一图线能反映该实验情况( )
剖析:错解主要是选择A,选择的理由是水的比热容大,然后根据Q=cmΔt就想当然认为在相同时间内所吸收的热量大于煤油,全然不顾题目中“同时对两试管加热”所代表的热量相等的条件,这就是对实验的目的不够清晰,题目提供的已知条件没有充分利用导致的。
3.对于公式Q=cmΔt的应用缺乏理解,不会利用公式进行正确推理
例3:铜的比热容是铅的比热容的3倍,现有初温、质量都相等的铜块和铅块,它们放出相同的热量之后,使它们接触,这时:( )
A.热量从铜块传递到铅块 B.热量从铅块传递到铜块
C.它们之间不发生热传递 D.条件不足,无法确定
剖析:错解者没有弄清题意,审题不严密,将比热容的大小关系和铜块与铅块接触时温度的高低关系颠倒而导致错误。铜的比热容比铅的比热容大,而质量相同的不同物质,放出相同热量时,比热容大的温度降低得少,所以初温、质量都相同的铜块和铅块,放出相同热量后,铜的温度降低得少,即铜的末温高。它们接触时发生热传递,热量从高温的铜块向低温的铅块传递。
二、课堂教学优化方向
按照课标要求,比热容这一节的知识点多,难度大,需要学生对装置、图像、计算、表述各方面的能力综合,但课标中重难点的认识主要从该知识点在整个知识结构中的地位来确定,但学生心中的重难点不一定和我们认识的一样,有些细节的东西我们觉得不是重要的部分,但在学生那里偏偏就是卡住学生进一步思考的难关,这些地方需要我们多花时间去优化。否则这些细节或者知识点的不过关,会大大增加了学生的理解难度,怎么才能解决这节课中的问题呢?只有当我们对课堂每个环节进行针对性的分析,才能进行相应的环节优化。
1.比热容概念的优化
课本中比热容的定义为“单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容”,定义中涉及到了“单位质量”“温度升高”“吸收的热量”三个方面,涉及物理量多,学生不容易理解,读完概念后还是一头雾水。学生的理解难点在于“枯燥的概念对他没有任何吸引力,就算暂时记住了,也没有消化提升”,这里就需要我们将概念进行简化,用生活化的语言来解释给学生听,帮助他们理解。
先从名字入手,将“比热容”分解为“比热容简单理解就是比较物质对热量的容纳能力”
然后将定义融入“如果质量相等,温度升高相等,那就说明吸热多的物质对热量容纳能力强”也即是“比热容大”。
最后强化比热容是一个和物质种类本身有关的,和质量大小、吸热多少、温度变化都无关的物理量。
经过前面的名字分解,再加上定义分析,学生就可以将例1中类似的比热容概念知识理解消化。
2.对于计算的应用优化
本节课中公式Q=cmΔt的应用要求,大多数停留在会直接应用计算即可,但如果我们能够将吸放热和前面的内能、热传递知识链接起来,则起到很好的知识融合作用。如例3中要按照以下顺序,步骤1:寻找题目条件(1)铜的比热容是铅的比热容的3倍,(2)初温、质量都相等,(3)放出相同的热量;步骤2:判断热传递就要先将条件确定“高温物体传向低温物体”;步骤3:然后根据题目条件,利用变形公式Δt=Q/cm来判断末温。通过这样的题目练习就可以让学生将知识综合起来,既能将前面知识再重温一次,又能综合练习提升知识的应用能力。
关键词:错题;比热容;反思;教学优化
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2018)07-079-2
比热容在《热和能》一章书中占据很重要的位置,学生通过实验理解比热容的基本概念,并进而串联前面的内能、热量、温度之间的关系,同时通过比热容、质量、温度变化量之间的关系来判断生活中的一些现象,所以对知识掌握的灵活性、综合性提出了很高的要求,学生想要通过这部分知识的学习并不容易,如何在教学中针对学生理解上的误区将知识进行针对性的分解、更好地使学生理解呢?这就有必要对学生理解的误区先进行分析,找到问题所在,才能有的放矢。
一、学生错误归类剖析
1.概念理解错误
比热容的概念是通过实验“比较不同物质的吸热能力”来得到的,但学生对于何为“吸热能力大”的理解不到位,想当然理解为“吸热后温度上升大的是吸热能力强”,另外对于比热容的大小片面武断地认为比热容与质量、温度、吸收或放出的热量有关。会导致一些简单的判断错误。
例1:关于比热容,下列说法中正确的是:( )
A.铜块吸收的热量越多,它的比热容越大
B.铁块的质量越大,它的比热容越大
C.温度高的铜块比温度低的铜块比热容大
D.比热容是物質的一种属性,它跟物体的质量、温度、吸热多少无关
剖析:错解在于对比热容概念缺乏理解,单位质量的某种物质,温度升高1℃吸收的热量越多,那么这种物质的比热容就越大,也就是说比热容反映了物质吸收或放出热量的本领。
2.实验条件理解错误
实验中提供同一热源,目的是为了给不同液体在相同时间内提供相同的热量,而不是提供同样的温度,吸热后物体的温度如何变化和物体自身的比热容大小有关,这些需要对“比热容大小对温度变化大小影响”这个知识点有充分的理解。如果题目中需要结合图像,则对学生的要求就更加提升一个层次,学生要看懂图像中坐标代表的意思,并且能理解图像的变化代表的意思。
例2:水的比热容比煤油的大。如图1,用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水,隔着石棉网同时对两试管加热。图2中的哪一图线能反映该实验情况( )
剖析:错解主要是选择A,选择的理由是水的比热容大,然后根据Q=cmΔt就想当然认为在相同时间内所吸收的热量大于煤油,全然不顾题目中“同时对两试管加热”所代表的热量相等的条件,这就是对实验的目的不够清晰,题目提供的已知条件没有充分利用导致的。
3.对于公式Q=cmΔt的应用缺乏理解,不会利用公式进行正确推理
例3:铜的比热容是铅的比热容的3倍,现有初温、质量都相等的铜块和铅块,它们放出相同的热量之后,使它们接触,这时:( )
A.热量从铜块传递到铅块 B.热量从铅块传递到铜块
C.它们之间不发生热传递 D.条件不足,无法确定
剖析:错解者没有弄清题意,审题不严密,将比热容的大小关系和铜块与铅块接触时温度的高低关系颠倒而导致错误。铜的比热容比铅的比热容大,而质量相同的不同物质,放出相同热量时,比热容大的温度降低得少,所以初温、质量都相同的铜块和铅块,放出相同热量后,铜的温度降低得少,即铜的末温高。它们接触时发生热传递,热量从高温的铜块向低温的铅块传递。
二、课堂教学优化方向
按照课标要求,比热容这一节的知识点多,难度大,需要学生对装置、图像、计算、表述各方面的能力综合,但课标中重难点的认识主要从该知识点在整个知识结构中的地位来确定,但学生心中的重难点不一定和我们认识的一样,有些细节的东西我们觉得不是重要的部分,但在学生那里偏偏就是卡住学生进一步思考的难关,这些地方需要我们多花时间去优化。否则这些细节或者知识点的不过关,会大大增加了学生的理解难度,怎么才能解决这节课中的问题呢?只有当我们对课堂每个环节进行针对性的分析,才能进行相应的环节优化。
1.比热容概念的优化
课本中比热容的定义为“单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容”,定义中涉及到了“单位质量”“温度升高”“吸收的热量”三个方面,涉及物理量多,学生不容易理解,读完概念后还是一头雾水。学生的理解难点在于“枯燥的概念对他没有任何吸引力,就算暂时记住了,也没有消化提升”,这里就需要我们将概念进行简化,用生活化的语言来解释给学生听,帮助他们理解。
先从名字入手,将“比热容”分解为“比热容简单理解就是比较物质对热量的容纳能力”
然后将定义融入“如果质量相等,温度升高相等,那就说明吸热多的物质对热量容纳能力强”也即是“比热容大”。
最后强化比热容是一个和物质种类本身有关的,和质量大小、吸热多少、温度变化都无关的物理量。
经过前面的名字分解,再加上定义分析,学生就可以将例1中类似的比热容概念知识理解消化。
2.对于计算的应用优化
本节课中公式Q=cmΔt的应用要求,大多数停留在会直接应用计算即可,但如果我们能够将吸放热和前面的内能、热传递知识链接起来,则起到很好的知识融合作用。如例3中要按照以下顺序,步骤1:寻找题目条件(1)铜的比热容是铅的比热容的3倍,(2)初温、质量都相等,(3)放出相同的热量;步骤2:判断热传递就要先将条件确定“高温物体传向低温物体”;步骤3:然后根据题目条件,利用变形公式Δt=Q/cm来判断末温。通过这样的题目练习就可以让学生将知识综合起来,既能将前面知识再重温一次,又能综合练习提升知识的应用能力。