小議改進“比熱容”的教學設計

蔣大成

（寶應縣畫川初級中學 江蘇 揚州 225800）

2010年10月，筆者受縣教研室委托到農村初級中學給初三學生上了一堂關于“比熱容”的展示課．所教的對象是農村學生，筆者顯得格外慎重．一切按照教材上的思路和教學設計，從研究“中午和傍晚沙灘、海水哪個溫度高”的問題引入，引導學生提出問題和設計實驗，而后講授主要內容．但從實際效果看，學生的反映卻很平淡．學生對于怎樣設計“比熱容”實驗感覺無從入手，而且所有問題都需要教師不斷地提醒才能完成實驗設計，一堂課下來給人的感覺是說得多，提示得多，可學生卻聽得一頭霧水，甚至一節課下來，也沒理解“比熱容”的真正含義．這種由教師主導的課堂很明顯是一節“失敗”的課．正是這節“失敗”的課引起了筆者的思考，認真反思課堂的設計，尋找失敗的癥結．經過不斷地請教和思考，終于發現犯了兩個重要的錯誤：一是忽略了學生的學情，學生已有的知識和社會經驗還很難形成完整的設計實驗能力，特別是對很難理解的“比熱容”實驗的設計，學生沒有生活經驗，所以在課堂上覺得很陌生，即使知道一點也形成不了一個科學的實驗設計；二是把教材教“死”了，一切按照課本的實驗設計思路去講解，沒有讓學生體會與“比熱容”實驗相關的生活經驗，無法從生活中尋找靈感啟發學生．找到了失敗的癥結所在，于是筆者詢問班內部分學生，向他們了解農村中的生活經驗，并向農村物理教師請教．農村中比較常見的“養豬”一事與比熱容有相似之處，于是在物理教材的基礎上精心增加了一些農村“科學養豬”設計，使得學生學習“比熱容”就像養豬一樣熟悉，學生的參與性也提高了，真正使筆者意識到教學生活化的重要性．

1 教材中有關比熱容教學的設計優點與不足

以蘇科版教材為例，選擇從問題情境入手提出問題：“在同一時刻當我們赤腳走在海邊的沙灘上覺得沙子的溫度和海水的溫度不一樣，這是為什么？”

要求學生猜想一下物體吸（放）熱的多少與哪些因素有關？并設計相應的方案，從實驗入手說明相同質量的不同物質，升高相同溫度時吸收的熱量不等，以此引入比熱容的概念．教材教學設計的優點和不足如下．

（1）優點：以生活作為情境，激發學生思考，并以此讓學生提出問題和猜想，通過學生設計實驗體現學習的主動性，然后由師生共同總結、歸納出比熱容的概念．總之，蘇科版教材“比熱容”設計能發揮學生學習主體性特點，學生自己設計實驗、動手操作實驗，充分調動學生學習興趣，讓所有學生參與到課堂中來．

（2）不足：“比熱容”實驗設計中，由于需要控制的變量太多，實驗比較復雜，學生尤其是農村學生的實際能力無法真正完成對實驗的設計，特別是怎樣控制變量，學生根本無從下手．原因并不是學生能力不足，而是學生難以在生活中找到相似的生活經驗，故學生對于實驗的目的、理解和控制變量就很困難，也很難積極參與到課堂中．需要教師不斷地提醒和告知實驗怎么做，這樣教材最初讓學生自主探究實驗的目的就形同虛設了．所以，教材中“比熱容”實驗設計缺少生活經驗引導，且學生對比熱容是表示物質容熱本領大小的含義難以理解，教材也缺少這方面的類比．

2 用“科學養豬設計”引導學生進行“比熱容實驗設計”實例

2． 1 教學流程

引入：為什么海水和海邊的沙子在同一時刻的溫度不一樣？

猜想：可能是沙子吸熱升溫或放熱降溫都比水快的緣故．

問題：實驗該怎樣設計呢？

2． 2 科學養豬設計引導

生活在農村，或者到過農村的人都見過養豬，有的人家里養白豬，有的人家里養黑豬．現在要建一個養豬場，在建設之前，我們對選擇白豬還是黑豬作為飼養對象拿不準．如果你是一位技術員，給你一些白豬和黑豬的幼豬苗，你能設計一套標準的科學實驗和數據說明選擇哪一種豬最合算嗎？

（1）學生討論后交流方法

1）我家里養過豬，我選擇一個白豬苗和一個黑豬苗，它們的質量要相等（如10 kg），每天喂相同的飼料（如1袋），看哪一種豬長的肉多．

2）我也選擇一個白豬苗和一個黑豬苗，它們的質量要相等（如10 kg），讓它們都增長相同的體重（如1 kg），看哪一種豬需要的飼料少．

（2）教師引導設計實驗比較沙子和水吸熱升溫快慢

師：其實沙子和水也要吃“飼料”，這種“飼料”是什么呢？

生：沙子和水吃的“飼料”是“熱量”．

師：沙子和水吃完飼料后也“長肉”，這種“長肉”是什么呢？

生：沙子和水“長肉”是指“升高溫度”．

師：請同學們結合“科學養豬”方案，設計實驗比較沙子和水吸熱升溫的快慢．

生：方法1是用相同質量的水和沙子，吸收相同的熱量，比較升高的溫度；方法2是用相同質量的水和沙子，升高相同的溫度，比較吸收的熱量．

師：怎樣讓他們吸收相同的熱量呢？又怎樣比較吸收的熱量？

生：用相同的加熱器加熱（如酒精燈），加熱時間越長，放出熱量越多，沙子和水吸收熱量越多，所以用加熱時間長短來表示吸收熱量多少．

師：下面請同學們設計實驗及表格，并小組合作完成實驗．

2． 3 比熱容定義的引導設計

請結合對白豬和黑豬耗料本領的定義（表1）來得出沙子和水的容熱的定義．

表1 白、黑豬耗料本領

學生交流合作得出比熱容定義為．比熱容＝

2． 4 對比熱容的理解生活化引導

觀察與思考．

圖1 三個截面積不同的容器

（1）在圖1所示的三個容器中倒入相同體積的水，水面上升的高度是否相同？并請示意畫出．

（2）若三個容器中的水面相同高度，它們容納的水一樣多嗎？

（3）哪個容器容納水的本領強？

（4）思考并體會比熱容是指各種物質容熱本領的大小．

3 對實例的思考

初中物理教師普遍認為，“比熱容”是比較難于講授的一堂課．比熱容是初中物理中的一個重要概念，是熱學部分的一個教學難點，比較抽象，要真正理解它，涉及的物理量比較多；對初中學生來講把所有的問題都考慮到，不是一件易事，因而成為學生學習的難點，同時也是學生感覺難以理解和掌握的物理量．教師也很難在課堂上組織學生參與設計，所以大部分教師在選擇公開課時都有意無意的避開“比熱容”．然而這次送教下鄉的經歷讓筆者重新認識了這堂課，正是接觸農村的學生，使筆者對教材的教學設計產生了靈感；從“科學養豬”引導學生理解比熱容，使比熱容的實驗和理解變得簡單明了，也使復雜且難以理解的比熱容變得生活化，特別適合農村中學的教學．希望引起教材編寫部門的重視，身處一線的農村物理教師建議在教材的編寫過程中能關注到廣大農村學生的實際生活經驗和認知能力，期盼編制一套適合農村學生使用的課本．