《溫度與內能》教學設計

一、教學目標

1.知道溫度的概念，會正確使用溫度計。

2.根據分子動理論知識，用類比的方法建立內能的概念。

3.通過探究活動，認識改變物體內能的途徑，并能區分生活實例中的做功與熱傳遞。

4.了解熱量的概念，能在生活和相關物理活動中正確使用熱量術語。

5.在探究活動的過程中學習科學探究的方法，體驗科學探究的樂趣。

二、教學重點

會正確使用溫度計;通過探究活動，認識改變物體內能的途徑。

三、教學難點

根據分子動理論知識，用類比的方法建立內能的概念。

四、實驗器材

壓縮空氣引火儀、溫度計、三只燒杯分別倒入冷水、溫水和熱水。

五、教學方法

小組合作、講授法、討論法、實驗法。

六、教學課時 1課時。

(一)引入新課

師:十多天前，電視臺播出了這樣一則新聞，細心的張女士發現兒子有點發燒，于是到藥店買來一支溫度計，經過測量發現體溫達到37.3℃。母親很擔心孩子，于是將孩子帶到醫院打針。怪事發生了，在醫院健康的孩子，回到家就會發低燒，如此反復，孩子打了半個月的吊瓶。靜下心來的張女士開始懷疑難道哪個環節出現了問題?相信經過今天的學習同學們就能找到答案。

[在老師的潤色下，故事生動神秘，學生最初是被故事吸引，后來慢慢轉化為求知的渴望。]

說明:通過對新聞巧妙的包裝，設置懸念，學生在潛意識中會知道本節課在生活中是很重要的，激發學生的學習興趣。

(二)新課教學

1.學生實驗

師:講桌上有三個盛水的燒杯，請同學上來比較一下B燒杯是熱還是涼?

[學生開始并不知道此次實驗的意圖，當同學們的描述出現差異后，學生自然而然的想知道究竟。]

說明:準備三個燒杯，貼上標簽A、B、C，依次裝上涼水，溫水、熱水，找四位同學分別摸A、B杯，或者摸B、C杯。在進行判斷時有說B燒杯熱的，也有說B燒杯涼的。其他同學都感覺很有意思，想參與實驗。通過這樣的設計，會讓學生在頭腦中形成強烈的沖擊，同一杯水，卻得出不同的判斷結論，激發學生的探索愿望。

師:同樣一杯水，為什么同學的結論不同呢?

[這也是多數學生想問的問題，觀察仔細的同學，隱約能察覺到原因。]

說明:這一問的目的是引起學生的共鳴，學生也在思考其中原因，當有學生指出幾位同學比較時的參考依據不同時，可讓這位同學到講臺分別摸這三個杯子，向班級說明其中的原因。

師:看來僅用冷和熱已無法描述物體的這種狀態，所以我們需要引入一個新的物理量——溫度。

板書:1.溫度是表示物體的冷熱程度的物理量。

生活中常用的溫度單位:攝氏度，符號℃。

[通過剛才的鋪墊，學生樂于參與到學習之中。]

師:請同學們通過大屏幕，了解自然界中的一些特定的溫度。提問:人的正常體溫是多少?冰水混合物的溫度?標準大氣壓下沸水的溫度是多少?

[多數學生回答正確，也有部分學生溫度的單位會讀錯，通過糾正可以讓學生更好的掌握。]

說明:提問的溫度值都是學生在生活中應該知道的，這樣的提問，更容易讓學生接受。

師:同學們面前有一杯水，你能憑自己的感覺準確判斷出水的溫度嗎?

[部分學生會用手摸，但馬上就會意識到憑感覺做出判斷不可能準確。]

說明:根據經驗，學生可以得出僅憑我們的感覺，無法對溫度做出準確的判斷，很自然的引出溫度計。

師:講到溫度計，我想起了20年前的一件往事，當時我和同學們一樣，剛學完《溫度》這節。因為老師講的太精彩了，意猶未盡的我，中午回到家，也想親自測量熱水的溫度，于是我將杯子里裝上熱水，找來體溫計，浸入水中，同學們猜想，會出現什么現象，為什么?

[根據經驗，學生會意識到熱水溫度超過了體溫表的量程，會損壞溫度計。]

說明:通過老師的親身經歷，可以讓學生對使用測量工具前應先觀察量程和分度值，有更加深刻的印象，比直接講授會有更好的教學效果。學生進行測量活動的過程中，教師應注意巡視，并提醒學生記錄測量結果。

師:都是測溫水的溫度，我們的測量結果卻不同，請同學們猜想可能的原因是什么?

[學生經過測量后，匯報的測量數據不同，通過對原因的分析，可得出測量有誤差、水的溫度本身就不同，比較仔細的學生甚至發現，同在室溫下溫度計的示數也不同，所以溫度計本身可能就存在問題。]

說明:通過這樣的討論，可以開闊學生眼界，拓展學生思路，提高學生分析問題的能力。此時教師介紹引入課題時的后續報道，導致孩子體溫測量不準確的原因是體溫計本身不合格。并指出部分同學使用溫度計不規范，引導學生進行規范操作。

師:所以說要正確的使用溫度計，大家需要注意這么幾點，請同學們看大屏幕。

[為了能正確的使用溫度計，學生會認真的閱讀使用規則。]

說明:《溫度計》一節傳統的教學，是先教給學生使用方法，再進行實驗。現在讓學生先“犯錯”，讓學生知道正確操作的重要性，糾正錯誤后，會加深學生的印象，切實讓學生學會使用溫度計，并明確在使用儀器之前，應先閱讀使用說明。在此可讓學生進行鞏固練習，落實知識。

師:剛才我們學習了溫度和溫度計，并且測量了一杯溫水的溫度，老師這里也有一杯溫水，現在老師將這杯溫水舉高，讓水從高處流向低處的杯子里，請同學想一想，水從高處流向低處的過程中，具有什么能?你的依據是什么?

[通過短暫的思考，學生能輕松的給出答案。]

說明:對于初中生而言，內能較為抽象，學習起來難度較大。這個問題的設置，主要是讓學生回顧起有關動能與勢能的知識，并明確什么樣的物體具有動能，什么樣的物體具有勢能，為內能概念的得出做鋪墊。

師:運動的物體具有動能;物體受到重力的作用，被舉高時具有重力勢能。由分子動理論可知，組成物質的分子在永不停息的做熱運動;分子間存在相互作用力，且分子間有間隔。請同學們討論:①組成物質的分子是否具有動能?②分子之間是否具有勢能呢?

[多數學生很容易理解分子具有動能，隨著交流討論的進行會發現，分子間同樣具有勢能。]

說明:此問是上個問題的延伸，通過類比的方法，降低了學習的難度，通過小組的合作交流學生會一致認為分子具有動能，是否具有勢能意見并不一致。當然，此處是學生觀點的闡述，不必要求太高。在學生充分討論、感受的基礎上教師可以適當的引導，讓學生進行總結、概括，明確分子間也具有勢能，然后給學生介紹內能的概念。

板書:2.內能

師:物體內部所有分子由于熱運動而具有的動能，以及分子之間勢能的總和叫做物體的內能。分子熱運動的劇烈程度與誰有關?有什么關系?此時分子的動能怎么變?

說明:利用精心設計的提問，引導學生溫故知新，這樣更符合初中學生的思維方式，比教師直接講授，更容易讓學生接受。

師:分子動能是內能的一部分，那內能怎么變?所以說，內能和誰有關?什么關系?

[通過新舊知識的聯系，學生很容易理解溫度對內能的影響。]

說明:通過層層設問，讓學生經歷知識的推進過程，能很好調動學生的參與熱情，同時對提高學生分析問題的能力，也是大有益處的。

師:現在我們來看生活中的現象，一杯熱水放在室溫環境下，過一段時間它的內能怎么變?溫度怎么變?當溫度降低到一定程度后，放入冰箱速凍，內能和溫度怎樣變化?那么，到最后內能會不會降低為零呢?為什么?

說明:利用生活實例引入知識，使學生有親切感，并且變抽象的知識具體化，更符合初中學生的認知規律。

師:請聯系生活實際說一說，想讓一根鐵絲溫度升高，內能增加，我們都有哪些方法?

說明:在此問題上，學生有著豐富的生活經驗，通過這樣的提問即可以引導學生養成善于觀察、思考、交流合作的科學素養，更是為引出改變物體內能的途徑做好鋪墊。

師:同學們提供了很多做法，這些做法中哪幾個可以歸為一類?你能說出原因嗎?

[學生在思考的基礎上不難發現，有些實例是通過吸、放熱實現的，有些實例有力有距離，在教師的引導下可得出結論。]

說明:這一問，是上一提問的升華，主要是培養學生分析歸納的能力;說出分類的原因，是為了加深前一問題的深度，并讓學生學會總結分類，對學生邏輯思維的培養大有益處。

板書:3.改變物體內能的兩種途徑

(1)做功(2)熱傳遞

2.實驗探究

師:①如何使手的內能增大?②如何點燃火柴頭?③如何使一塊冰熔化?

將學生分成若干小組進行合作探究，自主選擇探究以上的一個或幾個任務，并強調學生得出具體的方案后，指明是屬于做功還是熱傳遞?并思考做功與熱傳遞的實質分別是什么?

[學生可得出很多方法，通過小組交流討論，可以理解做功與熱傳遞的實質，突破重點、難點。]

說明:教師需要讓學生意識到，只有通過有效的小組交流合作，才能在有限的時間內，高質量的完成教學任務，從而培養學生的合作意識。

教師在巡視中對學生的實驗情況進行指導，兼顧學生對猜想的選擇情況，進行正確引導，保證每個猜想都有多組學生來驗證。

說明:在整個探究環節，教師應注意巡視，對學生的觀點給予指導，特別應強調學生的參與程度，并注意引導，以保證每個教學任務都有多組學生探究，促成組內成員之間、組與組之間，師生之間高效的交流。教師應引導每位同學都想辦法，舉出大量的實例，讓學生體會到集體的力量是無窮的。

師:請每組選出代表，進行交流展示。

說明:通過共享探究的成果，能讓學生體會成功的喜悅。當然錯誤的結論同樣應得到重視，讓學生感受到科學探索的道路上并不是一帆風順的，我們應不怕挫折，勇于前進。

師:通過大屏幕展示，請分析下列事例中都是通過什么途徑改變物體內能的?并歸納你是如何快速區分哪些屬于做功，哪些屬于熱傳遞?

[對于第一問學生能較為準確的得出，通過分析歸納學生也會發現，凡是做功的例子都是“動”的。]

說明:本問題是讓學生通過對大量的生活實例的解釋，達到落實鞏固知識的目的，并通過第二問，引導學生意識到學習過程中應善于歸納總結。

3.演示:壓縮空氣引火儀實驗

師:介紹實驗儀器，引導學生猜想，當外界對氣體做功時，燃點較低的硝化棉會怎樣?說明什么?

說明:學生的猜想是否正確并不重要，這樣能調動學生探究的愿望。帶著任務進行觀察，提高了學生的關注程度，當發現硝化棉燃燒時學生高興極了，冷靜下來后會認真分析實驗結果。

師:如同彎折鐵絲、鉆木起火、壓縮空氣引火實驗都有共同點，那就是外界對物體做功，物體的內能會增加，溫度會升高，請同學猜想如果反過來，物體對外界做功，內能會怎么變，溫度會怎么變?生活中你見過物體對外做功的例子嗎?

說明:在學習歸納的基礎上，通過逆向思維激發學生繼續探究的愿望，對于第一問，學生可以輕松給出答案，但第二問一時很難舉出恰當的例子，所以此問題不需要強求，學生回答只是起到鋪墊作用。

師:這樣的例子就在我們身邊，特別是部分男同學有深刻的體驗，喝完礦泉水后有同學喜歡把蓋擰好，利用擠壓的方法把瓶蓋打出，此時是誰對瓶蓋做了功?大家想不想看個威力更大的實驗?

說明:利用學生身邊的現象，引起共鳴，激發學生興趣，當得知老師要做威力更大的實驗，學生當然迫不及待，為下面的實驗做好鋪墊。

師:這個實驗有一定的危險，但是只要能讓同學們學到知識，老師愿意承擔危險，不過同學們今后就不要做類似的游戲了。介紹儀器，請同學們猜想打氣后會出現什么現象?

[當學生聽到砰的一聲，發現瓶塞被頂出，瓶內出現大量白霧后興奮極了，都想探究其中道理。]

說明:自制儀器:大可樂瓶，側面開空，安置氣門心，瓶口有軟木塞，實驗并無危險，通過隆重的包裝，既讓學生有了安全意識，拉近了師生的距離，又讓學生樂于參與到教學過程中。

師:①誰對瓶塞做了功?②白霧屬于什么物態變化，說明瓶內氣體溫度怎么改變?③物體對外做功后，內能溫度怎么變化?

說明:這個環節的目的是讓學生應用所學知識解決實際問題，通過問題的層層設置，引導學生積極思考，踴躍回答問題，更好的掌握知識。

師:現在我們再考慮后續實驗，當出現白霧后如果繼續向瓶內打氣，外界對物體做功，那物體內能會怎樣?溫度會怎樣?請你預測，白霧會發生什么物態變化?

[學生經過思考，很容易得出結論。學生看到的預測成真時，切實體會到了成功的喜悅。]

說明:應用知識，預測現象，解決實際問題，讓學生感受物理確實是有用的，從心里喜歡物理。

師:做功可以改變物體的內能，外界對物體做功物體的內能增加;物體對外界做功，內能減小;熱傳遞也可以改變物體的內能，物體吸收熱量內能增加;物體放出熱量，內能減小。

說明:引導學生總結，通過熱傳遞，自然的引出熱量概念。

板書:4.熱量

熱量是指物體通過熱傳遞方式改變的內能。

熱量的單位:焦耳(J)。

在熱傳遞過程中，物體吸收多少焦的熱量，內能就增加多少焦。

說明:由于時間的限制，本節課時可以簡單的對熱量知識作介紹，在今后的教學中不斷滲透，這樣可以突出教學的重點。

師:熱量是與熱傳遞這個過程相對應的，離開熱傳遞談熱量是沒有意義的。

(三)回顧小結

請同學說說本節課的收獲。

說明:談到收獲，不僅是知識層面上的，應引導學生在知識與技能、過程與方法以及情感態度與價值觀方面進行總結。

(四)布置作業 (略)。

(欄目編輯鄧 磊)