“吸”“容”有別“授”“受”分清
——從比熱容教學困惑想起

徐 勇 孟照順

(蘇州高新區實驗初級中學 江蘇 蘇州 215011)

比熱容是物質的一種熱學屬性，因其比較抽象，且與質量、溫度的變化量、吸收或放出的熱量等多個變量有關，成為初中物理教學中“授”“受”難度最大的概念之一.為突破此教學難點，課程標準明確提出讓學生“通過實驗，了解比熱容，嘗試用比熱容說明簡單的自然現象”，各種版本教材也力求通過對生活現象的分析及實驗探究“比較不同物質的吸熱能力”引入比熱容這一概念，并通過一個完整的探究過程引導學生建構比熱容的概念，但這一教學設計本身存在誤區，將“吸熱能力”與“容熱本領”混為一談，致使教與學的思路都不夠清晰，極易步入理解的誤區.于此將自己對這一概念教學的點滴看法及改進意見寫出與各位同仁商榷.

1 思路模糊“授”“受”不清

教材對比熱容概念定義時涉及到了物質的“種類”“質量”“升高的溫度”和“吸收的熱量”這4個物理量，其中對“吸收的熱量”因無法直接測量而采用引導學生在實驗中用相同的酒精燈(或其他熱源)來加熱，通過比較加熱時間長短來比較吸收熱量的多少，運用這種轉換的思想本是科學可行的，但很多教師在教學設計時卻由此理想化地認為在相同時間內，質量相等的水和沙子吸收的熱量一樣多，進而根據沙子溫度升高得多而引導學生通過比較它們溫度升高的多少來判斷物質的吸熱本領強弱，并由此得出水的吸熱本領強這一結論，如此顯得非常生硬與牽強.實際教學中筆者發現學生們根據這一實驗數據往往得出與教師截然相反的錯誤結論：質量與初溫相同的水和沙子，用相同的酒精燈(熱源)(圖1)加熱相同時間，沙子的溫度升高得多，由此得出沙子的吸熱能力比水強.而教師們的意圖是通過這一實驗現象引導學生得出水的吸熱能力強的結論，并解釋因為水的溫度升高的低故其吸熱本領強，理由是溫度升高的低的物質如果也升高到相同的溫度，還要繼續加熱，就說明它的吸熱本領要強，進而引出為了描述不同物質的這種性質引入了比熱容這一概念.如此教學與解釋很難達成引導學生在實驗結論和比熱容概念之間建立聯系并理解其意義的目的，其實就是教師自己也覺得如此解釋顯得很牽強，顯得“授”“受”不清.

既然設計實驗的前提假設是認為用相同熱源加熱相同時間吸收相等熱量，那么將水和沙子加熱相同時間就意味著吸收的熱量相等，類比速度定義可以得出其單位時間吸收的熱量相同，理應得出吸熱本領相同才對，只是二者吸熱升溫快慢不同而已.無法就此得出水的吸熱能力就強.設置此實驗現象只能解釋為相同質量的水和沙子吸收相同熱量，沙子溫度升高的快而已，并不能說明水的吸熱能力強.為何會出現如此理解的偏差呢？究其原因根本就在于將“容”熱本領與“吸”熱本領混淆所致.

圖1 用酒精燈加熱水和沙子

2 “授”“受”不清模糊考查

因比熱容這一概念與學生的生活實際密切相關，且實驗探究過程比較完整，非常利于對學生實驗探究能力、應用物理知識解決實際問題能力的考查，多年來各地中考對此探究實驗考查較多，但由于教學設計的偏差，許多試題的問題設置也顯得含混不清，舉例如下.

【例1】(百度一下便可發現近幾年各類考試中考查比熱容較多的一個試題)小強同學是一個喜歡思考的學生，他想不同種類物質的吸熱能力是否會不同呢？于是他取了沙子和水這兩種不同物質研究它們吸熱能力的差異．他設計了如圖2(a)所示的實驗裝置.使用的實驗器材有兩個酒精燈、兩個金屬盒、溫度計……在完成每一個實驗步驟時要考慮很多問題，下面是小強的實驗步驟，請根據要求補充完整.

(1)先測量(選填“體積”或“質量”)相同的水和沙子，所以實驗時還需要的器材是.

(2)在實驗時只要控制(選填“加熱時間”或“溫度變化”，下同)相同就可以確定水和沙子吸收了相同的熱量；加熱完成后只要比較它們多少就可以比較出沙子和水吸熱能力差異；若在實驗時發現，沙子溫度升高的比水多，則吸熱能力較強的是.

(3)根據小強得出的結論，結合圖2(b)的信息，此時是(選填“中午”或“夜晚”).

參考答案：(1)質量,天平；(2)加熱時間，升高的溫度(Δt)，水；(3)中午.

圖2 題圖

上述試題考查設置的問題試圖通過對兩種相等質量的不同物質加熱相同時間、吸收相等熱量升溫快慢的不同而要求學生們得出升溫慢的物質吸熱能力強的結論，但能真正理解這一結論的學生少之又少，大部分學生只是強記了教師教學中給予的結論而已，如此便失去了通過實驗考查學生分析與解決問題能力的初衷，也削弱了通過實驗考查促進實驗教學的導向作用，要想走出這一概念教學與考查的誤區，必須厘清“吸”“容”之別.

3 “吸”“容”有別“授”“受”清晰

因此，筆者認為將課本“比較不同物質的吸熱能力”實驗名稱改為“探究物質的比熱容”或說成“探究不同物質的容熱本領”更為恰當，既點明了實驗目的，又突出了比熱容概念.進而由此引導學生對觀察到的實驗現象“同質量、同初溫的水和煤油，用相同的酒精燈加熱，煤油的溫度升高得快”是因為煤油比水的容熱本領小，即煤油的比熱容比水小，如此學生學習就不會犯糊涂了.如果教師在教學中再將其形象地打個比方：兩個容納水(熱)的容器，它們等高但底面積不相等，若裝入等質量的水，容積(容熱本領)小的，水位就升高(溫度變化)得多；若兩容器中水位升高(溫度變化)一樣，容積(容熱本領)大的容納的水(內能)就多，即其比熱容就大，亦好比一個人的胸懷，胸懷寬廣的，能容納的事情就多而不發火，心胸狹窄的，一點小事就發火，比熱容大的相同情況下能夠容納更多的熱量而溫度卻改變的小，比熱容小的容納一點熱量溫度就升高很多.在此基礎上引導學生討論分析得出沿海地區的氣溫變化沒有內陸地區明顯，其根本原因在于沿海地區水多，而水的比熱容較大，在相同受熱情況下，其容熱本領較強，故溫度變化較小；汽車發動機里面用循環流動的水來進行冷卻也正是因為水的容熱本領大，在同樣條件下，它可以吸收(容納)更多的熱(內能)循環帶出散發，從而起到更好的冷卻效果等等，如此類比與演練，悄然化解這一教學難點.

實踐證明，厘清“吸”“容”之別，方能有效突破“比熱容”這一概念教學難點，準確表達，“授”“受”清晰，效果更好.