“比較不同物質的吸熱能力”實驗的改進

李軍德

[摘 要]初中物理課程標準強調用教材教，要求廣大教師能用日常生活中的物品或其他的輔助資料進行有效教學，提高教學實效。基于這樣的教學理念，文章結合教學實踐，分析探討“比較不同物質吸熱能力”實驗的改進。

[關鍵詞]實驗；吸熱能力；改進

[中圖分類號] G633.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）20-0056-02

實驗在物理教學中的地位和作用是不容置疑的。初中生的認知水平正處于由形象思維向抽象思維發展的階段，實驗正好可以加強直觀教學，刺激學生的感觀，活躍學生的思維，幫助學生由感性認識上升為理性認識，加強學生對知識的理解和記憶。因此，實驗的直觀性、可靠性、精確性、有效性就顯得尤為重要。經過多年的教學實踐，筆者認為，現行教材中部分實驗需要改進，下面就“比較不同物質的吸熱能力”實驗談談自己的觀點，并提出一些改進措施。

一、實驗在教材中所處的地位和作用

1.地位

“比較不同物質的吸熱能力”實驗是九年級物理第十六章第三節內容，在已知物體吸收熱量的多少與它的質量、溫度變化有關的情況下，探究不同物質吸收熱量的多少還與自身的吸熱能力有關，實驗簡單直觀，對學生學習、運用比熱容的知識具有重要的意義。

2.作用

這個實驗是探究不同物質比熱容的核心實驗，明顯的實驗現象能為后面的知識探究奠定良好的基礎；學生通過對實驗現象的觀察和分析，能較好地理解不同物質的吸熱能力也有所不同。由實驗得出結論，客觀具體，學生容易接受，同時降低了教學的難度。

二、原實驗中的不足之處

教材中的實驗是使用控制變量法，用天平稱出相同質量的水和食用油，讓它們吸收相同的熱量，然后通過溫度計示數的變化，得出結論：溫度計示數上升較快的物質，升高1℃所需的熱量較少，吸收熱量的能力較小（即比熱容較小），這樣好多同學都很難準確地得出結論。

1.實驗中要用到兩個相同規格的電熱器，分別接在兩個低壓電路中對水和食用油加熱。實際實驗中，很難控制電熱器，使之放出的熱量相同，即無法保證水和食用油吸收的熱量相同，因而對準確得出實驗結論有一定的影響。

2.實驗中需要兩個學生電源，兩個開關，兩個電熱器，兩個燒杯，導線若干，實驗器材較多，需要連接兩套電路，增加了實驗的危險性，延長了實驗時間，進而影響了課堂教學效果。

三、實驗改進

1.將原實驗中觀察吸收相同的熱量改為測量升高相同溫度所需要的時間，學生在實驗中通過可靠的數據比較，能更加直接地得出實驗結論：不同的物質，在質量相等、溫度變化相同時，吸收熱量越多的物質，說明容納熱量的本領強，即這種物質的比熱容大，這樣學生能更加深刻地理解：物質的比熱容只與物質的種類有關。

2.將原實驗中兩個低壓電路改為一個并聯電路，利用并聯電路各支路兩端的電壓相等的特點，可避免電壓不穩等因素對實驗的影響，從而更精確地控制物體吸收的熱量，使二者的吸熱相同，并可以通過支路開關控制，使水和食用油升高相同的溫度。改進后的實驗裝置，操作簡單可靠，減少了實驗誤差。

3.將原實驗中的兩個學生電源改成一個學生電源，實驗器材更加簡單，降低了實驗準備的難度和操作的危險性。

四、實驗注意事項

（1）實驗前要用天平稱出質量相等的水和食用油。

（2）兩個電熱器的規格要相同，并且兩個電熱器應當是并聯連接的。

（3）溫度計玻璃泡不能碰到容器壁、容器底和電熱絲。

（4）注意輸出電壓不能超過電熱器的額定電壓。

五、實驗過程

1.用天平稱出質量相等的水和食用油，倒入兩個相同的燒杯中，放置在實驗臺上。

2.兩個阻值相同的電熱器并聯接在6 V的直流電源上，每個電熱器串聯一個開關（方便操作），此時開關是斷開的。

3.將并聯好的電熱器分別放入水和食用油中，調節好溫度計在兩液體中的位置，記錄初溫。

4.檢查電路無誤后，打開電源，閉合開關，同時按下停表開始計時，觀察兩燒杯中溫度計的變化，做好數據記錄。

5.斷開升溫較快物體中電熱器的開關，繼續給升溫較慢的物體加熱，用秒表分別記錄溫度計升高相同溫度所用的時間，并記錄在表格中。

分析數據，得出結論：質量相等的不同物質，升高相同溫度時，加熱時間較長的物質，吸收熱量的能力較強，即比熱容較大。

六、改進后的實驗效果與評價

1.改進后，實驗現象非常明顯，減小了實驗誤差，縮短了實驗時間，實驗成功率高。從實際教學來看，學生更容易接受比熱容的概念，更容易弄懂不同物質比熱容一般不同以及比熱容較大的物質在質量相等、溫度變化相同的情況下，吸收熱量較多。對綜合分析能力還不是很強的學生來說，改進后的實驗更容易得出實驗結論。

2.大大縮短了實驗時間，降低了實驗難度。對還沒有接觸電路的學生來說，每連接一個電路都要花費好多時間，將兩個電路改為一個電路，就可以縮短實驗時間，同時，也提高了課堂教學實效。

3.師生合作學習的難度降低了，提高了課堂學習效率。利用實驗數據，很容易比較出1 kg食用油和1 kg水升高1℃所吸收的熱量，直接引出比熱容的概念，學生輕而易舉地掌握了相關知識，做題目時也得心應手。

以上就是筆者對改進“比較不同物質的吸熱能力”實驗的一些粗淺認識。在實際教學中，實驗改進應遵循“直觀簡單”“現象明顯”“結論可靠”的原則，應讓實驗更好地服務于初中物理教學。

（責任編輯 易志毅）