【核心素养目标】第十二章 第3节 物质的比热容 教学设计 苏科版九年级物理上册

第三节　　物质的比热容
核心素养
体验科学探究过程，了解科学探究的基本特征，提高探究能力、思维能力及合作学习能力，
教学设想
这是一节实验探究课，依照教材步骤进行，让学生在生活中发现问题并提出问题，由对问题的思考提出猜想和解决问题的方案，通过实验、分析、比较、归纳、讨论和总结等活动自主探究出物质的比热．但在实验关键环节上作了一些处理，通过设置一些“问题串”和实验辅助、多媒体辅助等教学手段加以突破重难点，以达成教学目标，并培养学生的自主探究能力、合作学习能力．同时联系比热容的概念介绍关于热传递过程中吸收或放出热量的简单计算；能根据比热的定义推导出计算热量的公式Q=cm△t.
教学目标
物理观念
（1）了解比热容的概念、单位．
（2）了解比热容是反映物质物理属性的物理量
（3）会用公式进行关于物理吸热、放热的简单计算
科学思维
（1）学会查比热容表．
（2）会用比热容知识解释一些简单的自然现象．
科学探究
在探究实验中，用“控制变量法”比较不同物质的吸热本领
科学态度与责任
体验科学探究带来的乐趣，学会交流与合作，培养团队精神，体会物理学科的简洁美，
教学重难点及突破
重点
1．了解比热容的概念；知道比热容是物质的一种物理属性．
2．会用比热容的知识解释一些简单的自然现象．
3．会用公式Q=cm△t进行关于物体吸热、放热的简单计算
难点
1．通过探究活动引入比热的概念．
2．运用比热的知识解释自然现象．
教学突破
通过实验探究来归纳分析找到一种新物质的属性：比热容，并会通过实验探究的过程解释一些自然现象；通过例题分析解，学会关于热传递过程中物体吸热、放热的简单计算．
教学准备
教师准备
多媒体、展台、自制PPT课件；《大海啊，故乡》歌曲一首铁架台一架、酒精灯一个、石棉网一个、玻棒一个烧杯一个、水一杯、沙子少许、火柴一盒、秒表一个．
学生准备
课前研究预习，在家里烧开水时，思考几个问题：
（1）烧同样多的水，水温升得越高，所要加热的时间_______（越长/越短），说明质量相等的水升高的温度越高，吸收热量越_____（多/少）．
（2）将壶水烧开，所需的时间比将整壶水烧开所需的时间_______（长/短），说明升高相同的温度，水的质量越大，吸收热量越_______（多/少）
四人——组：铁架台二架酒精灯二个、石棉网二个玻璃棒二个、烧杯二个、水一杯、沙子少许、火柴一盒、秒表一个
教学过程
一、引入新课
多媒体教师播放《大海啊，故乡》的音乐，让学生陶醉在乐曲声中，把他们带入沙滩、海水的场景.
提问：在海边夏令营时，中午，小明和小华赤脚在海边玩耍，小明踩在沙滩上，觉得沙子很烫，而小华踩在海水里，觉得海水很凉；到了傍晚他们又来到海边，仔细试了试沙子和海水，感觉却与中午时相反，他们想这是为什么呢
学生观看动画，认真思考
点评：设置情境，在乐曲声中把学生带入问题的情景，引发思考，激发学生的探究欲　　突望，培养学生的欣赏能力和审美情趣．
二、比热容
1．提出问题
教师提问：同一时刻，为什么海水和沙子的温度不一样呢 白天海水比沙子凉，怎么晚上海水却比沙子暖和呢
2．猜想假设
学生讨论后猜测：①可能是水蒸发吸热；②可能是海水和沙子的质量多少不同；③可能是因为海水和沙子的导热能力不同；④……
学生总结：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水要快．
点评:根据情境，教师抛出问题，尽可能让学生提出更多的猜想，放手让学生讨论和表述,发散学生思维，提高学生的表达能力和思维能力
3．制订计划和设计买验
现在果堂上用实验来模拟当时的环境，从而验证我们的猜想是否正确，先考虑白天吸热升温的情况．
提问1：有哪些方法比较海水和沙子升高温度的快慢呢
提供沙子，用水替代海水，将它们都升高10℃或20℃比较加热时间．
学生讨论后回答；
（1）升高相同的温度比较所需加热时间，时间短的升温快
（2）加热相同的时间比较升高的温度，升温大的升温快．
提问2：实验中用什么器材来替代太阳
——浴霸\灯泡、“热得快”、酒精灯……
提问3．实验中我们选用酒精灯，该怎么做 （如果加热方式完全相同，可以认为单位时间内吸收的热量相同．实验中我们选择后者）
——用相同的酒精灯给它们加热；或用同一酒精灯前后加热两次．
提问4：实验中还有哪些因素会影响水和沙子吸热升温的快慢
（我们取水和沙子的质量都为150g，即0.15kg)
答：还要控制水和沙子的质量相等提问5：选用哪些实验仪器
（实验中易拉罐当容器，为了使水和沙子受热均匀，要用搅棒不断搅拌）
……
提问6：如何进行实验呢 实验中要观察些什么 记录哪些数据
（已知道水和沙子的质量，实验中省去天平测质量的步骤）
——将质量相等的沙子和水分别装入易拉罐中，放在石棉网上用酒精灯加热，并用搅棒不断搅拌．观察它们升高10℃或20℃所需要的时间．
提问7：如何设计表格
教师用展台投影学生设计的表格，并进行点评（对创新的设计加以表扬）
学生设计表格。
点评：学会用实验来模拟环境来进行科学验证．提醒学生控制变量法的运用
学生自主计表格．
4．进行实验和收集数据
教师课件提示实验注意点：
（1）相同质量．
（2）加热方式相同（正确使用酒精灯）．
（3）升高相同的温度比较所用的时间
学生分组进行实验，收集有效的数据．
各取150g的沙子和水放入相同的易拉罐中，并用搅棒不断搅拌．观察水和沙子温度升高10℃(t )和20℃(t,)所需的时间，记人下表中．
m/kg t1/s t2/s
沙
水
点评：学生合作完成实验，提高他们的综合探究能力．
5．分析论证
教师展示三组学生的实验数据．
提问1：分析三组数据可知，质量相等的沙子和水升高相同的温度，所用的加热时间哪个较短，这说明什么
学生讨论交流．
少子所用时间短，说明了沙子比水升温快
提问2：由于它们的加热方式相同，沙子比水加热时间短还说明了什么
还说明沙子比水吸热少．
提问3：质量相等的不同物质升高相同的温度，为什么吸收的热量不同呢
（可见，不同物质的吸热本领不同，这如同密度，也反映了物质的一种物理属性．用新的物理量“比热容”来表示．通常我们把单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫作这种物质的比热容．反之亦然，同种物质的比热容相同，不同物质的比热不同．它的单位是：焦耳/（千克·℃）……
——由于物质的种类不同．（学生感悟：比热容越大，吸热升温越慢）
引导学生查比热容表，比较水和沙子的比热．
水的比热容是4.2×10 J/(kg·℃），沙子的比热容是0.92×10 J/(kg·℃）．
提问：它们表示什么物理意义
—水的比热容是4.2×10 J/(kg·℃），表示1kg的水温度升高1℃吸收的热量为4.2×10 J；沙子的比热容是0.92×10 J/(kg·℃），表示1kg的沙子温度升高1℃吸收的热量为0.92×10 J.
点评：让学生充分讨论，培养他们的分析总结能力．体会物理学科的美学特征——简洁美（复杂的问题简单化）．
6．流讨论
提问：同学们，为什么同一时刻海水和沙子的温度不一样呢 请你帮小明和小华对他们的疑问做出科学的解释
——白天，沙子和水吸热升温，沙子比热小升温快，因此沙子烫海水凉；傍晚，沙子和水放热降温，沙子比热小，降温也快，因此沙子凉、海水暖．
点评：回到引言问题，学以致用．
7．评估
（1）阅读“生活·物理·社会”，解释海陆风的形成．
（2）解释三峡库区气候变化的原因．
学生讨论交流：
（主要因为水与砂石的比热容不同）
点评：让学生了解物理知识来自生活又服务于社会．
三、热量的计算
讲述：大量实验表明，物体在吸热或放热过程中，物体的质量越大、比热容越大、温度的至化越大，物体吸收或放出的热量就多．
当物体温度升高时，吸收的热量表达式为：Q吸=cm△t升，
当物体温度降低时，放出的热量表达式为：Q放=cm△t降，
二者二为一热量公式：Q=cm△t
幻灯片展示例题：教师引导学生分析例题．
讨论：实际上烧开一壶水所需要的热量要大于1.68×10 J，想一想，这是为什么
补充：
（1）汽车发动机是如何实现降温的
（2）汽车发动机中为什么用水而不用其他液体如煤油来冷却降温
学生阅读后回答
点评：深入学习它的计算及其有关实际生活中的应用，解释一些生活中的现象．
四、交流与小结
（1）通过实验探究了物质的比热容
（2）学习了比热容的定义．
（3）学习了比热容的单位
（4）学会了用比热容的知识解释自然现象
（5）热量的计算公式分别是；当物体温度升高时，吸收的热量表达式为：Q吸=cm△t升，当物体温度降低时，放出的热量表达式为：Q放=cm△t降
五、作业布置
1．复习课本并完成课本第48页练习第4、 5题
2．课外查阅有关资料，进一步了解发动机的冷却系统．
板书设计
第三节　　物质的比热容
1．比热容，用符号c表示
定义：单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫作这种物质的比热容
单位；焦耳/（千克·℃），符号：J/(kg·℃），读作：焦耳每千克摄氏度．
比热容是物质的一种物理属性．
2．会查比热容表
水的比热容是4.2×10 J/(kg·℃），表示1kg的水温度升高1℃所吸收的热量为4.2×10 J.
3．热量的计算
当物体温度升高时，吸收的热量表达式为：Q吸=cm△t升
当物体温度降低时，放出的热量表达式为：Q放=cm△t降
教学探讨与反思
新课标中要求：“通过实验，了解比热容的概念，尝试用比热容解释简单的自然现象”，本节课紧扣教学的三维目标，完全符合新课标的要求．课堂上，以音乐欣赏导入新课，创设了新颖别致的教学情境，从“提出问题与猜想假设”到“实验设计”“进行实验和收集数据”“交流讨论”“评估”层层递进展开，体现了“教师主导、学生主体”的教学理念采用“教一学一练”的基本形式．课堂中教师精心设计了一系列“问题串”：简洁、干脆、到位，使学上有思维的梯度和难度，“问题设置”作为线索和引导，启发学生围绕问题展开思考和讨论，并结合动手实验体验探究的过程，最终逐步达成教学目标．可取之处有．
1．结构符合新课标理念，教学思想先进；本节重点突出“科学探究”为主线，注重联系生活和实验，设计新颖的活动内容，通过音乐情境和生活情境提出问题激发学生的学习兴趣，吸引学生的注意力，进而由学生进行猜想，发散学生思维，围绕猜想设计实验，收集有效的数据，通过展示三组学生的数据，发现共同的特点：“质量相同的沙子和水升高相同的温度，加热时间不同”进行分析与论证，最后由学生交流与讨论，并对实验结果进行评估来解释生活现象．
2．实验中让学生体验到建立物理概念的过程，变“陈述性教学”为“探究性教学”．教师不是把实验原理、装置　　步骤呈现给学生，而是探究教学通过猜想与假设设计实验等延长了教学过程，从而增加了学生主参与的程度与思考的深度
3．实验过程中教师大胆尝试学生分组实验，实验中用易拉罐替代烧杯，倡导学生在实验室用实验来模拟客观环境，教给学生一种用“模拟实验”自主探究问题的方法，让学生分做学习的主人
4．关于猜想，教师没有回避学生在猜想的假设中所出现的问题和错误，没有就事论事直接提出如课本中所示的猜想结果，而是让学生在互相讨论中体验到假设与验证的艰难，并最终从中感受到成功的喜悦．这一点教师把握得较好．
5．大多教师阅读教材时发现课本中有些“答非所问”，即：教材中“提出问题”比较沙子和水升温的快慢，而在“分析与论证”中却得出了沙子和水吸热的不同．而在本节课中教师通过在“分析论证”的“提问1”“提问2”和“提问3”的巧妙设置的突破了这道“防线”，既回答了“提出问题”又过渡到了本节研究的重点——比热容．
不足之处：由于课前准备欠缺一些，有些不利落；且还不够完全放开，有些问题局限了学生的思维，如：设计实验中的“问题4”还没有让学生充分思考，教师就提出“实验中，采取控制变量法，我们取水和沙子的质量都为150g，即0.15kg．另外，本节课实验中虽然教师已经关注到了很多实验细节，但有些细节还是值得推敲和思考，如实验中要用搅棒不断搅拌是否安排学生讨论一下，实验中要不要学生讨论在哪些方面注意实验的安全性等．又由于课堂容量较大，很多问题没有展开讨论，我认为在必要之处，还是要给足学生思考的时间和空间．如：在用比热容的知识解释自然现象时，学生讨论的时间不够，教学节奏上过快，建议分为2课时．
补充资料
井水为何冬暖夏凉
人们常说：井水冬暖夏凉，不少人认为井水冬天的温度比夏天高，其实恰好相反，井水冬天的温度比夏天低一些，这是怎么回事呢
人们的感觉是相对当时地面上的温度来说的，炎热的夏天．地球表面受太阳的照射和气流的影响，温度升高很快．而地下的泥土只能通过上层泥土从大气中吸热，由于泥土传热慢，因此地下深处的温度要比地面上的温度低，所以井水温度比地面低，假如把井水提到地面上，就觉得凉．寒冷的冬天，地面上的温度降低的很快，常在O℃以下，湖面的水要结冰了，由于地下深处的泥土不能直接向空气中散热，因此，地下温度变化不大，井水的温度就比上面高．把水提到地面上，就觉得暖和一些．
这种冬暖夏凉现象，在地下室里同样存在，冬季地窖里贮存蔬菜、水果可以防冻，夏季在地窖里贮有蔬菜、水果可以防腐，也是因为地窖“冬暖夏凉”．
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