《比熱容》教學設計

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物理下冊第五章第二節的內容，此前學生已經學習了熱傳遞、熱量的知識，本節課通過探究物體溫度升高時吸收熱量多少與哪些因素有關，最終提出了比熱容的概念，它是本章的重點和難點.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量與體積的關系并形成密度的概念奠定基礎.本節課采用主動探究式的學習過程，可以提高學生發現問題、提出問題和解決問題的能力.

2學情分析

初中學生邏輯思維能力較強且對理科知識有比較濃厚的興趣，部分同學對比熱容的概念有所了解，但是學生只學會了Q=cmΔt公式的應用，對于概念的形成過程缺少認識，通過本節的學習探究過程可以彌補學生在實驗探究方面的不足.在本節內容之前學生經歷過“重力與質量的關系”、“影響滑動摩擦力大小的因素”等探究過程，基本能夠用控制變量法對實驗數據進行分析、比較、歸納得出結論.

3教學目標

（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，運用控制變量法設計實驗方案，然后進行實驗，并對實驗數據進行分析、比較、歸納，經歷比熱容概念的建構過程.

（3）在探究的過程中使同學們經歷共同交流、團結合作的實驗過程，激發探究的熱情.

4教學重點和難點

教學重點：影響物體吸收熱量的因素、比熱容概念.

教學難點：比熱容概念的形成過程.

5教學資源

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

（2）課件：自制PPT幻燈片.

（3）視頻：烈日下馬路上煎雞蛋.

6教學設計思路

本節課先通過一個視頻引出本節課要解決的問題，接下來引導學生對“物體溫度升高時，吸收的熱量與什么因素有關”進行合理猜想與假設.吸收熱量與質量的關系請同學們根據生活經驗得出，而與另外兩個量的關系通過讓學生設計實驗方案并對實驗方案進行討論，然后根據討論好的實驗方案分組實驗、記錄數據、交流、討論分析實驗數據[HJ1.7mm]得出定性結論，老師再用DIS設備演示實驗歸納得出定量結論.最后在實驗結論的基礎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的吸熱本領.

7教學過程

7.1新課引入

請同學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下照射的木制長椅對比，同學們根據經驗可得出陰井蓋的溫度高于木制長椅，原因是什么呢？

猜想：陰井蓋和木制長椅的吸熱本領不同，陰井蓋吸熱本領強.

老師：是不是陰井蓋的吸熱本領強呢？這是本節課要解決的問題.接下來請大家回答若要加熱鍋中的水，它的加熱時間會和哪些因素有關呢？

猜想：與水的質量、升高的溫度.

老師：對水加熱會涉及到熱傳遞的過程，加熱過程中傳遞的是熱量，低溫物體會吸收熱量，在同樣熱源的情況下，加熱時間長說明了吸收的熱量多.因此吸收的熱量與質量和升高的溫度有關.那么吸收的熱量還會和什么因素有關呢？

猜想：學生可根據陰井蓋和木制長椅猜想出與物質種類有關.

總結：物體吸收的熱量與物體的質量、升高的溫度、物質的種類有關.

7.2探究吸收熱量與質量、升高溫度、物質種類的關系

1.吸收熱量與質量的關系可引導同學根據生活經驗進行探究

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

2.探究吸收熱量與物質種類的關系實驗方案討論

問題1：若探究與物質種類的關系，則應該準備什么樣的物體被加熱呢？

解決方案：質量相同的不同物質組成的兩杯液體.

問題2：實驗中應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量，該怎么辦呢？

解決方案：用加熱時間來反應.

問題3：如何保證在相同時間內吸收相同的熱量？

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：實驗中應記錄的數據有哪些？

解決方案：升高的溫度、加熱的時間.[HJ1.8mm]

總結：我們在實驗過程中要對兩杯質量相同的不同液體加熱，加熱時記錄它們溫度升高時的加熱時間.

3.實驗表格的設計如表1所示.

4.學生根據討論方案進行實驗并歸納得到結論

結論二：質量相同同種物質，升高的溫度越高，吸收的熱量越多.

結論三：質量相同不同物質，升高的溫度相同，吸收的熱量不同.

由于學生實驗不可避免存在誤差，教師使用DIS設備演示實驗得出吸收熱量與升高溫度的定量關系，即結論二修正為質量相同的同種物質，吸收的熱量與升高的溫度成正比.

7.3比熱容概念的建立

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

7.4比熱容的應用

根據鋼鐵的比熱容為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凳在同樣的陽光照射下，陰井蓋的溫度要高.

解釋：質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，木頭吸熱本領強.

8教學后記

在一節有學生實驗活動的課上，內容安排要少，一定要讓學生有充分的時間對實驗方案以及實驗過程有充分的思考.因為經過本節課實踐發現學生實驗過程比老師要慢很多，他們需要時間理解自己的實驗過程，甚至有幾個同學測出實驗數據是錯誤的，究其原因不是很理解自己要做什么.需要給同學足夠的時間反思自己的實驗，接下來每組同學互相交流自己實驗過程中存在的問題以及實驗誤差存在的原因，如果能夠再給他們一次重新實驗的機會該如何改進自己的實驗過程.如果能夠做到這一點的話一定可以培養學生的邏輯思考能力，使學生擁有可持續發展能力.