课 题 1.3 比热容(第一课时) 教 者
班级 时 间
教 学 目 标 知识与技能 了解比热容概念,知道比热容是物质的一种特性。
过程与方法 经历实验探究过程,比较不同物质的吸热本领,了解引入比热容概念的必要性; 通过比较不同物质吸热能力探究实验的设计与实施,进一步理解控制变量法; 观察比热容表,发现、总结其特点。
情感、态度 与价值观 在实验探究的过程中,养成严谨、规范、细致的科学态度。
教学重点 比热容概念的引入过程
教学难点 比热容概念的建立过程
教法学法 科学探究法
教学环节 教 学 过 程 设计意图
环节一、 创设情境 (大屏幕展示图片) 问题1:同学们去过海边吗?炎炎夏日,站在海水里的小女孩与站在沙滩上的小男孩,感受相同吗? 生(发言) 问题2:为什么同样在太阳的照射下,海水和沙子升高的温度不同呢? 学生们多数都去过海边,对海水与沙子的温差有比较深刻的体会。 用这幅图片引入,既能联系学生已有的生活经验,激发学生的学习兴趣,又能引发学生的思考,积极参与到课堂学习中。
环节二、 明确要探究的问题 物体的吸热能力 水的吸热能力 问题1:沙子与海水都吸收了热量。如果物体吸收热量越多,我们就说物体的吸热能力越强。物体的吸热能力与哪些因素有关呢?我们首先以烧水为例,来研究同种物质的情况。同学们有过这样的生活经验吗? 情景① 烧一壶水与烧半壶水 情景② 将一壶水烧至100℃与50℃ 请大家结合学案,完成问题。 生(思考问题,填写学案) 问题2:你认为,水的吸热能力与哪些因素有关呢? 生(发言) 物体的吸热能力,是一个较为抽象的物理概念,而且还有质量、温度升高的多少、物质的种类等三个影响因素,学生不易直接得出结论,需要教师的引导。 为了降低难度,首先引导学生研究同种物质的情况——水,学生普遍都有烧水的生活经历,对加热时间、水吸收的热量都有亲身体验,不难找出于情景①和②中要凸显的影响因素。而且,学案的设计,也帮助学生进一步梳理了思路,明确了相关物理量间的逻辑关系。
环节三、 明确实验 探究方案 比较不同物质的吸热能力 实验探究 问题1:如果加热相同质量的水和沙子,使它们升高相同的温度,它们吸收的热量相同吗?于是,你有什么猜想? 生(发言) 问题2:怎样验证自己的猜想是否正确?请同学们以小组为单位,讨论一下,应该怎样设计实验方案呢?请将讨论结果填写在学案中。 生(讨论,完成学案) 问题3:谁来说说,要探究物体的吸热能力是否与物质的种类有关,我们在设计实验方案时,应该注意点什么呢? 生(发言) 问题4:组内同学有补充吗?其他小组有不同方案吗? 生(发言) 问题5:为了后面得到实验数据后,便于分析,得到实验结论,我们采取方案Ⅰ。老师为同学们准备了如下器材:水和铁砂、酒精灯、火柴、铁架台(含石棉网、铁夹2个)、天平、温度计2支、秒表。其中,天平、温度计、秒表的作用是什么呢? 生(发言) 问题6:这是一个设计好的表格,利用这些测量工具,我们需要收集哪些数据? 生(思考,发言) 联系加热沙子的情况与水对比,引导学生步入本节科学探究的主题“比较不同物质的吸热能力”。 实验方案的设计,离不开控制变量法。学生的能力有差异,于是组织学生进行小组学习。 学生们不但可以通过学习小组内部讨论出自己的一套实验方案,还可以通过学习小组间交流,使实验方案得到完善、补充,在分享中收获到学习的快乐。 本实验涉及三个测量工具,较为复杂。为了学生在后续实验中利用好实验记录表格,了解实验操作要点,在实验前,进一步引导学生思考实验表格的使用,确保实验探究有序、有效地进行。
环节四、 分组实验 小组汇报 (大屏幕展示“温馨提示”) 生(动手实验),师(巡回指导) (实物投影展示学生收集的数据) 问题1:分析数据,你有什么发现? 生(发言) 问题2:进而,我们能得出什么结论? 生(发言) 为了节约时间,实验装置事先已经调试好(热源基本相同)。 每个小组内,都有两台分别装有等质量的水和铁砂的实验器材。 正确实验后,学生们综合组内实验数据,不难分析得出实验结论。 虽然,各学习小组的数据不同,但是,能发现相同的规律,很容易得出定性的结论:“水的吸热能力比铁砂强”。
环节五、 定量分析建立概念 理性分析 问题1:通过分析,我们不难发现“水的吸热能力比铁砂强”。那么,水的吸热能力到底比铁砂的强多少倍呢?这是一道中考题中给出的水和色拉油的实验数据表格。请同学们结合表格思考,通过分析哪些组数据可以比较出结果? 生(发言) 问题2:如果没有6组数据,只有第1组和第5组数据,你还能比较吗? 生(发言) 问题3:你的方法是通过计算,变“升高的温度”的不同为相同,然后再比较加热时间。行!但是,还有没有其它方法?在物理学中,我们最常用的方法是什么呢?想一想,要比较不同物质的密度,它们的质量也不同、体积也不同,我们是怎样处理的? 生(发言) 问题4:也就是说,要比较……,好,!也就是,要比较水与色拉油升高1℃所用的加热时间。那么,如果是第1组和第6组数据,怎么办呢? 生(发言) 问题5:不难发现,对于水是相同的,对于色拉油也是相同的,但是,对于水与色拉油是不同的。这反映了物质的一种什么性质? 生(发言) (大屏幕展示excel表格,教师输入数据) 问题6:同学们有什么发现? 生(观察,思考) 在定性分析的基础上,定量分析,是为了引导学生了解“比热容”概念的建立过程,体会引入比热容概念的的必要性。 “比热容”概念的建立,体现了比值定义法。其中,涉及了加热时间T、物体的质量m、物体温度升高的多少⊿t三个物理量间的运算关系,是初中阶段最为复杂的物理概念之一。 由于初四学生的理性思维还不强,为了从刚才的定性分析后,顺利过渡到定量分析,特意地引入了一个数据成倍数增加的实验表格,来降低思维上的难度。 考虑到学生的认知水平、认知规律,以及认知习惯,在理性分析过程中,变量个数由一个逐渐增加到三个,联系定义“密度”的方法,铺设台阶,循序渐进,引导学生认识到物质的吸热能力也可以用同样的方法来比较。学生通过亲自参与到比值定义“比热容”概念的过程,赋予这一概念有个性的理解和感悟,使它不再是一个生硬的物理概念。 “比热容”概念揭示了物质的一种特性,体现了正比例的数量关系。用数形结合的方式,更能深化学生对此概念内涵的理解,明白建立“比热容”概念的意义所在。
环节六、 引出概念 了解内涵 比热容 (教师介绍比热容的符号、定义式、单位) 生(完善学案) 问题1:比热容的意义是什么? 生(发言) 问题2:让我们来一起了解一下不同物质比热容。从表格中,你收集到了哪些信息? (大屏幕展示比热容表格) 生(思考,发言) 学生在经历实验探究、理性分析后,比热容的概念已经呼之欲出,很自然地就接受了它的定义式和单位。 学生通过对比热容意义的完美阐述,给之前的科学探究过程划上了一个完美的句号。 作为物质的一种特性,学生肯定希望了解更多物质的吸热能力。比热容表格的出现,满足了学生们的愿望,深化了学生对“比热容”决定因素的认识,拓展了学生的知识面,再一次锻炼了学生分析数据、总结归纳等方面的能力。
环节七、 课堂小结 师(总结本课主要内容) 师(提出期望:①在家庭实验室中,换用其它物质继续探究,使实验结论更具有普遍性;②查阅资料,了解比热容的在生产、生活中的应用。) 提倡自主学习和终身学习。大自然中、生产生活中,隐藏着大量的物理道理,增强留意、思考身边物理现象的意识,非常必要!
板书 1.3 比热容 一、物体的吸热能力 2. 比较不同物质的 (2)理性分析 1. 水的吸热能力 吸热能力 水的吸热能力 (1)实验方案 二、比热容 (
反映
控制变量
)与 质量 有关。 控制不变:m、△t 1. 定义式: 升高的温度 改变:物质种类 2. 单位:J/(kg·℃) 3. 意义:1kg的某种物质温 加热时间 物体吸收的热量 比较:加热时间 度升高1℃所吸收的热量