《比熱容》教學(xué)設(shè)計(jì)

石凌燕

1教材分析

《比熱容》是上海教育出版社出版的八年級(jí)物理下冊(cè)第五章第二節(jié)的內(nèi)容，此前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了熱傳遞、熱量的知識(shí)，本節(jié)課通過探究物體溫度升高時(shí)吸收熱量多少與哪些因素有關(guān)，最終提出了比熱容的概念，它是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn).比熱容概念的形成過程所涉及到的研究方法將為今后探究質(zhì)量與體積的關(guān)系并形成密度的概念奠定基礎(chǔ).本節(jié)課采用主動(dòng)探究式的學(xué)習(xí)過程，可以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力.

2學(xué)情分析

初中學(xué)生邏輯思維能力較強(qiáng)且對(duì)理科知識(shí)有比較濃厚的興趣，部分同學(xué)對(duì)比熱容的概念有所了解，但是學(xué)生只學(xué)會(huì)了Q=cmΔt公式的應(yīng)用，對(duì)于概念的形成過程缺少認(rèn)識(shí)，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)探究過程可以彌補(bǔ)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究方面的不足.在本節(jié)內(nèi)容之前學(xué)生經(jīng)歷過“重力與質(zhì)量的關(guān)系”、“影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”等探究過程，基本能夠用控制變量法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較、歸納得出結(jié)論.

3教學(xué)目標(biāo)

（1）理解比熱容的概念，知道比熱容的單位.

（2）猜想物體吸收熱量與哪些因素有關(guān)，運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較、歸納，經(jīng)歷比熱容概念的建構(gòu)過程.

（3）在探究的過程中使同學(xué)們經(jīng)歷共同交流、團(tuán)結(jié)合作的實(shí)驗(yàn)過程，激發(fā)探究的熱情.

4教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：影響物體吸收熱量的因素、比熱容概念.

教學(xué)難點(diǎn)：比熱容概念的形成過程.

5教學(xué)資源

（1）器材：鐵架臺(tái)、兩只小燒杯、牛奶、食用油、兩支溫度計(jì)、酒精燈、秒表、火柴，DIS設(shè)備.

（2）課件：自制PPT幻燈片.

（3）視頻：烈日下馬路上煎雞蛋.

6教學(xué)設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課先通過一個(gè)視頻引出本節(jié)課要解決的問題，接下來引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“物體溫度升高時(shí)，吸收的熱量與什么因素有關(guān)”進(jìn)行合理猜想與假設(shè).吸收熱量與質(zhì)量的關(guān)系請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)得出，而與另外兩個(gè)量的關(guān)系通過讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行討論，然后根據(jù)討論好的實(shí)驗(yàn)方案分組實(shí)驗(yàn)、記錄數(shù)據(jù)、交流、討論分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[HJ1.7mm]得出定性結(jié)論，老師再用DIS設(shè)備演示實(shí)驗(yàn)歸納得出定量結(jié)論.最后在實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上通過推理的方法初步建立比熱容的概念，并在此過程中比較不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng).

7教學(xué)過程

7.1新課引入

請(qǐng)同學(xué)觀看高溫下的馬路上的陰井蓋可以煎雞蛋的視頻，接下來與馬路邊上同樣太陽(yáng)下照射的木制長(zhǎng)椅對(duì)比，同學(xué)們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可得出陰井蓋的溫度高于木制長(zhǎng)椅，原因是什么呢？

猜想：陰井蓋和木制長(zhǎng)椅的吸熱本領(lǐng)不同，陰井蓋吸熱本領(lǐng)強(qiáng).

老師：是不是陰井蓋的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)呢？這是本節(jié)課要解決的問題.接下來請(qǐng)大家回答若要加熱鍋中的水，它的加熱時(shí)間會(huì)和哪些因素有關(guān)呢？

猜想：與水的質(zhì)量、升高的溫度.

老師：對(duì)水加熱會(huì)涉及到熱傳遞的過程，加熱過程中傳遞的是熱量，低溫物體會(huì)吸收熱量，在同樣熱源的情況下，加熱時(shí)間長(zhǎng)說明了吸收的熱量多.因此吸收的熱量與質(zhì)量和升高的溫度有關(guān).那么吸收的熱量還會(huì)和什么因素有關(guān)呢？

猜想：學(xué)生可根據(jù)陰井蓋和木制長(zhǎng)椅猜想出與物質(zhì)種類有關(guān).

總結(jié)：物體吸收的熱量與物體的質(zhì)量、升高的溫度、物質(zhì)的種類有關(guān).

7.2探究吸收熱量與質(zhì)量、升高溫度、物質(zhì)種類的關(guān)系

1.吸收熱量與質(zhì)量的關(guān)系可引導(dǎo)同學(xué)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行探究

同樣室溫環(huán)境下燒開100克的水相當(dāng)于燒開兩倍50克的水，而燒開150克的水相當(dāng)于燒開三倍50克的水，因此得出結(jié)論一：同種物質(zhì)升高相同的溫度，吸收的熱量與質(zhì)量成正比.

2.探究吸收熱量與物質(zhì)種類的關(guān)系實(shí)驗(yàn)方案討論

問題1：若探究與物質(zhì)種類的關(guān)系，則應(yīng)該準(zhǔn)備什么樣的物體被加熱呢？

解決方案：質(zhì)量相同的不同物質(zhì)組成的兩杯液體.

問題2：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該記錄吸收的熱量和升高的溫度，而吸收的熱量不能直接測(cè)量，該怎么辦呢？

解決方案：用加熱時(shí)間來反應(yīng).

問題3：如何保證在相同時(shí)間內(nèi)吸收相同的熱量？

解決方案：如圖1所示，將酒精燈放在兩杯液體中央加熱.

問題4：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)有哪些？

解決方案：升高的溫度、加熱的時(shí)間.[HJ1.8mm]

總結(jié)：我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中要對(duì)兩杯質(zhì)量相同的不同液體加熱，加熱時(shí)記錄它們溫度升高時(shí)的加熱時(shí)間.

3.實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)如表1所示.

4.學(xué)生根據(jù)討論方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并歸納得到結(jié)論

結(jié)論二：質(zhì)量相同同種物質(zhì)，升高的溫度越高，吸收的熱量越多.

結(jié)論三：質(zhì)量相同不同物質(zhì)，升高的溫度相同，吸收的熱量不同.

由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)不可避免存在誤差，教師使用DIS設(shè)備演示實(shí)驗(yàn)得出吸收熱量與升高溫度的定量關(guān)系，即結(jié)論二修正為質(zhì)量相同的同種物質(zhì)，吸收的熱量與升高的溫度成正比.

7.3比熱容概念的建立

根據(jù)前面結(jié)論可得同種物質(zhì)Q與m成正比，Q與Δt成正比，即同種物質(zhì)比值為定值，不同物質(zhì)比值不同.因此可以反映物質(zhì)的某種特性，在物理學(xué)中我們用比熱容來表示物質(zhì)的這種特性.

7.4比熱容的應(yīng)用

根據(jù)鋼鐵的比熱容為0.45×103 J/（千克·℃），木頭的比熱容為1.7×103 J/（kg·℃），解釋陰井蓋的木制長(zhǎng)凳在同樣的陽(yáng)光照射下，陰井蓋的溫度要高.

解釋：質(zhì)量相同的鋼鐵和木頭若吸收相同的熱量，鋼鐵比熱容小升高的溫度高，若木頭升高和鋼鐵一樣的溫度需要吸收更多的熱量，木頭吸熱本領(lǐng)強(qiáng).

8教學(xué)后記

在一節(jié)有學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的課上，內(nèi)容安排要少，一定要讓學(xué)生有充分的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)方案以及實(shí)驗(yàn)過程有充分的思考.因?yàn)榻?jīng)過本節(jié)課實(shí)踐發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程比老師要慢很多，他們需要時(shí)間理解自己的實(shí)驗(yàn)過程，甚至有幾個(gè)同學(xué)測(cè)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，究其原因不是很理解自己要做什么.需要給同學(xué)足夠的時(shí)間反思自己的實(shí)驗(yàn)，接下來每組同學(xué)互相交流自己實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題以及實(shí)驗(yàn)誤差存在的原因，如果能夠再給他們一次重新實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)該如何改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)過程.如果能夠做到這一點(diǎn)的話一定可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思考能力，使學(xué)生擁有可持續(xù)發(fā)展能力.