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突破比热容概念建立难点的教学设计

发布时间:2021-06-14 人气:

  摘要:比热容概念的建立是初中物理教学中的一个难点,优化教学设计,让孩子认识到这一物理属性的物理量,并深入理解它是一个表示不同物质吸热升温快慢的物理量,并让孩子自己定义比热容.
  关键词:科学引入,重视实验数据处理,类比教学
  初中物理九年级上册苏科版教材中,12.3 物质的比热容这一小节的重点在于通过实验探究,建立比热容的概念;了解比热容是反映物质吸、放热本领的物理量;了解常见物质的比热容,尝试用比热容解释简单的自然现象.本小节的难点在于比热容概念的建立;学生之所以无法理解,主要存在以下几个困难:
  1.情境创设后的猜想:
  本节课创设的情境是:初夏的中午,海边的沙滩上,沙子觉得很烫,但海水比较凉,需要让学生猜想海水和沙子温度为什么不一样,学生的回答无法切入重点,比如有说海水的质量大于沙子,还有说因为有海浪,也有猜想与密度有关的等等,如果我们把不必要的猜想排除,需要花较多的时间,影响教学进度不说,同时也有一点喧宾夺主之嫌.
  2.设计实验方案:
  本节课探究的话题是:探究不同物质吸热升温的现象,如果直接让孩子去设计实验方案,这个台阶过高,他们不知道探索的方向,也不明白探究的目标,更无从知道具体怎么操作,而且如果将此问题放开来讨论,无法将学生琐碎的只言片语整合成我们需要的答案,也会大大降低课堂的效率.
  3.实验数据误差较大:
  书本上的加热装置是酒精灯,热源很难控制火焰大小相同;而且沙子的导热性较差,如果直接加热,马上就开始记录温度的话,往往会在实验开始的两三分钟出现水升温比沙子更快的现象,与实际实验结论不符合.
  4.根据数据作出图像:
  该实验对沙子和水一共加热4分钟,在图像中一共就四个点,想从这四个点钟来总结一个规律出来直观性不强,点与点的间距过大,学生很容易将它画成折线.
  5.由图像得到比热容的概念:
  图像的纵坐标是温度,但比热容的概念所涉及到的是温度的变化,如何将图像重新整合,让学生自然而然的想到是与温度的变化有关,而不是温度有关,思维的跳跃性如何弥补,也是本节课的一个难点.
  随着社会的发展和科技的进步,初中物理的课堂教学的要求也越来越高,如何培养孩子的核心素养,是当下教育的时代主题,因此在本节课中,采用了这样一些处理难点的方法:
  1.让情境的引入更有效
  情境创设的目的是使教学内容更直观化和形象化,让学生感知到物理学科是一门源于生活的学科,让学生身临其境将注意力迅速的集中到当前学习的主题上来,如果一个情境的创设让学生失去猜想的方向,反而会冲淡课堂的主题,因此本节课中,我们可以选择更多的物质放在“小太阳”加热器的下面,让学生感受更多的物质都存在吸热升温快慢不同的问题,这样学生在提出猜想的时候就不会谈到其他方面,而直接想到是不同物质造成的这一现象.
  2.设置恰当的台阶辅助实验设计
  本节探究的问题是不同物质吸热升温的现象,我们可以让学生将一个整体看不明白的问题,分解成若干的小问题,这里可以先分析不同物质,学生需要做什么,然后在思考怎样比较吸热升温,从而得到两种比较的方法,第一种是水和沙子吸收相同的热量比较升高的温度,第二种是水和沙子升高相同的温度比较加热时间,选择其中的一种方法,再讲问题分解成,如何看出吸收热量的多少,和如何看出升高的温度.
  3.做出精准的图像:
  画图像首先要将点描下来,取的点越多,越容易呈现规律,初中物理课本上很多时候在强调要做三次实验来寻找普遍规律,这其实次数也过少,不容易发现定量的规律,九年级的学习,有很多数据需要通过图像定量分析,此时不能吝啬时间,一定要得到五次以上的数据才能做出图像,所以本节课中实验数据改为半分钟采集一次,这样图像上描有八个点,这八个点基本都在一条直线上,为接下来的概念建立做了很好的铺垫.
  4.设计有效问题串:
  如图是通过实验所获得的图像,但离比热容的概念得出还有一段距离,此时我们需要设置有效的问题串来辅助学生思维,在这里本人设计了这样几个问题:
  问题1:我们见过类似的图像吗?
  帮助学生回顾之前的知识,进行知识的迁移,并感受到很多物理量的定义方法是一样的,此时学生能够回忆起初二学过的密度以及速度中出现的图像,并引导他们发现他们之间的差异,一个是过原点的,一个没有过.
  问题2我们有办法让图像过原点吗?
  此时有学生说到,可以让物体的初温为0摄氏度,教师要追问还有别的方法吗?让学生想到将横坐标上移到初温的位置,继续引導那此时的温度要减去初温的话,那纵坐标就变成了什么?学生马上就意识到变成了温度的变化,顺利的发现这个图像是与温度的变化有关,,而不是温度.
  问题3:当时是怎样定义密度和速度的,你能类似的对比热容下一个定义吗?
  教师需要介绍一下纵坐标的温度变化我们写成⊿ t,横坐标加热时间实质反映的是吸收的热量用Q来表示,学生可能会写成
  这个时候教师需要提醒还有物质的质量要保持不变,质量放在公式的那个位置,将公式完善成为
  问题4:这个公式的实质是采用哪一种比较吸热升温的方法?如果用另外一种方法来比较的话,公式又该如何书写?
  得出第二个定义比热容的方法
  物理学选择了第二种定义的方法,从而得出比热容的概念.
  初中物理的教学重在过程与方法,所有的概念和规律都需要学生探索和研究才能获得,了解物理概念的建立过程,了解物理思维的过程,探究方法的选取过程,只有认真对待每一次概念建立的机会,让学生参与到探究活动中去,从探究中自主建立的概念才是思维的升华,这需要我们不断去探索基于核心素养下的初衷物理课堂教学策略的研究,对优秀的方法进行总结和归纳,人类知识的传递不仅仅是书面知识的传递,更是方法的传递.
  参考文献:
  冯立峰 宿芳芳.在物理教学中构建原始物理问题的必要性浅析:中学物理.2020(04)
  江苏省南京南师附中江宁分校初三物理组   陆清

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