比熱容概念意義建構(gòu)的探究式教學設計[文檔資料]

比熱容概念意義建構(gòu)的探究式教學設計 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 物理概念是反映物理現(xiàn)象和物理過程本質(zhì)屬性的一種抽象，是在大量觀察實驗的基礎上，運用邏輯思維方法，把一些事物共同的本質(zhì)特征加以概括而形成的 .縱觀物理學發(fā)展的歷程，不難看出，概念本身都是在科學探究活動中逐步生成、廓清和發(fā)展的，與科學探究有著 “ 天生而必然 ” 的聯(lián)系 .探究過程就是實現(xiàn)概念意義建構(gòu)最適宜的 “ 學習情境 ” ，在探究活動中建構(gòu)概念是最符合認知規(guī)律的 .教學實踐表明，機械地灌輸概念是 低效的、徒勞的 .所以可以將概念教學與科學探究有機地結(jié)合起來進行概念教學 .基于以上思考，筆者在比熱容教學中嘗試探究式概念教學，取得了較好的效果 . 比熱容是初中物理最復雜的概念，一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比即比值 Q/mt 叫這種物質(zhì)的比熱容，這是人教版新教材給比熱容的定義 .它是反映物質(zhì)自身性質(zhì)的物理量，物質(zhì)的比熱容大，它的吸熱能力強；反之，它的吸熱能力弱 .比熱容的物理意義，學生容易理解、接受 .學生難以理解的是，比熱容是比值 Q/mt ，怎么又與 Q、 m、 t 無 關？要讓學生突破理解上的障礙，除了完成教材上的實驗探究 “ 比較不同物質(zhì)吸熱的情況 ” ，還必須增加探究 “ 加熱某種物質(zhì)時，吸收的熱量 Q 與質(zhì)量 m、升高的溫度 t 的定量關系 ”. 熱量看不見、摸不著，比較抽象，溫度的變化更易引起人的關注，筆者設計的探究課題 “ 加熱物質(zhì)時，升高的溫度 t 與什么因素有關？ ” ，更符合人的認知規(guī)律，因果邏輯關系更合理 (吸熱是因，溫升是果 )，實驗也更好操作 (使物質(zhì)升高一定的溫度，在操作上較困難 ).以下是筆者設計的以實驗為突破口，以比熱容概念意義建構(gòu)為核心的探究式教學過程 . 1 創(chuàng)設生活問題情境 ，引導合理猜想 問題 1：加熱一壺水，加熱時間越長，水吸收的熱量越多，水溫升得越高 .猜想一下，水溫升高的多少與什么因素有關？ 生：與吸收的熱量有關 . 問題 2:加熱半壺水和滿壺水，哪壺水先開？加熱相同的時間，哪壺水水溫升得高一些？猜想一下，水溫升高的多少又與什么因素有關？ 生：半壺水，與質(zhì)量有關 . 問題 3.加熱等質(zhì)量的一鍋水和油，加熱相同的時間，水和油升高的溫度會相同嗎？哪一個溫升較高？猜想一下，加熱物質(zhì)時，物質(zhì)溫度升高的多少還與什么因素有關？ 生：不 相同，油，與物質(zhì)種類有關 . 2 引導設計探究實驗方案 2.1 明確研究方法 師：探究加熱物質(zhì)時，物質(zhì)溫度升高的多少與吸收的熱量、質(zhì)量、物質(zhì)種類的關系，要采用什么研究方法？ 生：控制變量法 . 2.2 明確需要測量的物理量、選擇合適的實驗器材 師：完成探究需要測量哪些物理量？ 生：溫度、質(zhì)量、吸收的熱量 . 師：熱量看不見、摸不著，不能直接測量，有什么方法可以間接測量？ 生：加熱時間越長，吸收的熱量越多 .測加熱時間可以間接代替吸收 的熱量 . 師：實驗室有酒精燈、量熱器可以用來加熱，展示量熱器的電熱絲，在酒精燈和量熱器中你們準備選擇哪一個？依據(jù)是什么？ 生：酒精燈 (學生對量熱器不熟悉 ). 師：酒精燈加熱時火焰的大小會變化，不能保證相同時間放出的熱量相同，要保證兩個酒精燈的火焰大小相同比較困難 .量熱器的電熱絲在相同時間放出的熱量相同，選擇量熱器更好 . 師：你們準備選擇加熱什么物質(zhì)？依據(jù)是什么？ 生：水、沙子、油 .常見，容易得到 . 師：不錯 .煤油是實驗室常用的，加熱時，升溫明顯，老 師準備了水、煤油 . 師：怎么獲取一定質(zhì)量的水、煤油？ 生：用天平、燒杯稱量 . 師：有沒有更簡便的方法？ 生：先根據(jù) V=m/ 算出一定質(zhì)量的水、煤油的體積，再用量筒量取 . 師：溫度可以用溫度計測量，為了精確測量，老師選擇分度值是 0.1 的精密水銀溫度計 . 2.3 引導學生根據(jù)選擇的器材設計實驗步驟 說明： “ 探究加熱物質(zhì)時，物質(zhì)溫度升高的多少與吸收的熱量、質(zhì)量、物質(zhì)種類的關系 ” 是初中物理實驗難度比較大的實驗，該實驗涉及三個變量的控制問題 .在教 師的引導下確定了研究方法，需要測量的物理量，選擇了合適的器材 .根據(jù)選擇的器材設計實驗方案對學生來說有一定的難度 .根據(jù)學情、進度，可以采取小組合作根據(jù)選擇的器材設計實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄表格，然后選擇一個小組展示，其他小組評價、補充、完善，教師適時點撥；也可以先讓學生嘗試根據(jù)選擇的器材設計實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄表格，教師適時點撥 (如何應用控制變量法 )，學生再嘗試，最后教師給出實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄表格 .這一環(huán)節(jié)要給學生充分的時間思考、交流，這樣學生設計實驗方案的能力才能提高 .根據(jù)學情、進度、教學資源，實驗探究 可以分組也可以演示 . 3 演示實驗 實驗器材：教學電源、量熱器 2 個、溫度計 2 支、量筒、導線若干、停表、水、煤油 . 實驗步驟： 1.在量熱器中加入 80 g 水，然后接上教學電源，電源撥到 6 V 檔，閉合開關，分別加熱 1、 2、 3 分鐘，測量水的初溫、末溫，算出水溫升高的度數(shù) . 2.先后在量熱器中加入 120、 160 g 水，加熱 1 分鐘，測量水的初溫、末溫，算出水溫升高的度數(shù) . 3.在另一同規(guī)格量熱器中加入 80 g 煤油，加熱 1 分鐘，測量煤油的初溫、末溫，算出煤油溫度升高的度數(shù) . 次數(shù)物質(zhì)質(zhì)量 m/g 初溫 / 加熱時間 /min 末溫 / 溫升/ 1 水 8019.2120.91.7 2 水 8019.2222.63.4 3 水 8019.2324.25 4 水 12022.81241.2 5 水 16023.11240.9 6 煤油 8021124.43.4 4 引導分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論 師：觀察、分析、比較表中的數(shù)據(jù)，可以得出什么結(jié)論？ 生 1：分析比較 1、 2、 3 次實驗數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，一定質(zhì)量 的水，吸熱升溫，升高的溫度與吸收的熱量 Q 成正比 . 生 2：分析比較 1、 4、 5 次實驗數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，不同質(zhì)量的水吸收相同的熱量，升高的溫度 t 與質(zhì)量 m 成反比 . 生 3：分析比較 1、 6 次實驗數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：水和煤油，在質(zhì)量相等，吸收的熱量相同時，升高的溫度 t不同 . 師：大量實驗表明，上述結(jié)論也可以推廣到其它物質(zhì) . 5 引導意義建構(gòu)比熱容概念 師：加熱某種物質(zhì)時，物質(zhì)的質(zhì)量 m 越大，升高的溫度越高，需要吸收的熱量 Q 越多 .假設加熱 1 分鐘吸收的熱 量是 Q，則加熱 2、 3 分鐘吸收的熱量分別是 2Q、 3Q，分析比較1、 2、 3、 4、 5 次實驗數(shù)據(jù)有 Q801.72Q803.43Q805Q1201.2Q1600.9 ， 由此可以得出結(jié)論，在誤差允許的范圍內(nèi)，同種物質(zhì)，比值 Q/mt 是一定的，并且跟 Q、 m、 t 無關 .分析比較 1、 2、 3、 4、 5 次和第 6 次實驗數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論，不同的物質(zhì)，比值 Q/mt 不同 .大量實驗表明，比值 Q/mt 由物質(zhì)自身性質(zhì)決定，物質(zhì)不同，這個比值一般不同，并且這個比值 (數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高 1 吸收的熱量 )反映了物質(zhì)的吸熱能力，比值大，吸熱能力強；比值小，吸熱能力弱 .因此，比值 Q/mt 反映了物質(zhì)自身的一種熱學性質(zhì)，物理學中就引入比熱容 c=Q/mt 反映物質(zhì)的這種性質(zhì) .Q/mt 是比熱容的定義式，不是決定式 . 說明：學生很難發(fā)現(xiàn)，同種物質(zhì)，