《比热容》实验教学的改进-2019年精选文档

1、?比热容?实验教学的改良比热容是热学知识中重要的概念,也是教学的重点和难点.如何做好“比拟不同物质的吸热水平这个探究实验,让学生通过实验探究,发现规律,形成概念是本课的重要内容.在教学过程中,可以让学生通过实验观察和分析,得出结论,更好地理解不同物质的吸热水平.一、实验教学目标一知识与技能通过第一个定性的探究实验建立比热容概念；再通过定量的探究实验加深学生比照热容概念的理解和应用.二过程与方法经历科学探究过程,体会探究方法,学会在设计实验方案时关注细节.三情感、态度与价值观培养学生团结协作的意识和科学的求真态度.二、实验教学过程一分析教材实验,指出其缺乏之处人教版第十三章第三节?比热容?课文设

2、计的实验如图1所示.利用两个相同的电加热器热得快来分别加热质量相等的水和食用油,使它们升高相同的温度.比拟它们吸收热量的多少,看看这两种物质的吸热情况是否存在差异.学生使用温度计测量温度,使用停表测量时间,并做好实验记录.两个电加热器的功率相同,当它们浸没在液体中加热时,如果在相等的时间里放出的热量相等,那么我们可以认为这两种液体每秒吸收的热量是相同的.实验发现,加热质量相等的水和食用油使升高相同的温度时,所用的时间不同,水需要加热的时间更长,这说明水需要吸收的热量更多.该实验现象明显,效果不错,可以定性地说明不同的物质吸热情况不同.但是笔者在具体的教学实践中发现,该实验方案还是有几点缺乏之处

3、：1 .电加热器热得快的体积过大.由课本提供的图片可以发现,局部电热丝裸露在液体之外,且裸露的长度不同,这无法保证相等的时间里两种液体吸收的热量相同.2 .盛液体的烧杯开口过大.这种大口径的烧杯散热快,会造成实验误差大,不利于做定量分析,实验明显不够严谨标准.实际教学中确实有局部学生向笔者提出了散热影响实验结果的问题,笔者也顺势引导学生做了一些改良的讨论和分析.3 .这个时候学生还没学到电学的知识,还没有建立起平安用电的意识.该类型的电加热器热得快有漏电的风险,有一定的平安隐患,使用220V的高电压,不利于学生独立操作.4 .实际情况下,多数学校的教室只有一个插座,安排学生使用那么多个电加热器

4、热得快同时进行分组实验探究,困难较大,根本无法实现.有的时候只能进行演示实验,教学效果很不理想.那么作为一线教师,该如何处理这些困难呢.针对教学中遇到的这些问题,笔者结合多年的教学实践,运用现代化的教育技术手段,尝试进行了一些改良,设计了如下的实验方案.二实验改良方案R实验一R比拟沙子和水的吸热情况1 .器材托盘天平、试管2支型号相同、泡沫板钻孔夹住试管、温度计两支、烧杯两个、65c左右的热水热源、等质量的水和沙子因受到热传导系数的影响,必须使用潮湿的沙子实验才能成功、秒表、录像等.如图2为实验装置的实物图.2 .实验操作过程1先用托盘天平测量出质量相等的水和沙子必须使用潮湿的沙子各60g,然

5、后分别装入相同的平底试管.2将装有质量相等的水和沙子的试管用软木塞塞住,然后插入温度计,同时放入事先准备好的同一烧杯的冷水中12分钟,保证两试管中的沙子和水的初始温相同.3将65C左右的热水倒入大烧杯中,待稳定后,将初温相同的两试管从冷水中拿出来并同时放入热水中.此时,要记录初始温度,同时注意观察两试管中温度计示数的变化.同时让一位同学进行录像,作为课堂素材,供下一阶段的学习讨论使用.4当试管中的温度计的示数到达50C时,分别记下沙子所用的时间和水所用的时间.表1为其中一个小组学生记录的实验数据.3.实验改良后的优点(1)本实验将两套装置合二为一,简化了器材装置,使教师和学生实验前的准备工作不

6、再那么繁重,学生实验时的操作更加简单,快速完成了“比热容概念的引入,？约了大量的课堂时间.(2)运用“水浴加热法,使用65C左右的热水作为热源,省去很多费时的准备工作.而且热源稳定,受热均匀,我们可以认为短时间内沙子和水吸收的热量是相等.(3)两试管用木塞堵住,散热较少.(4)实验器材更加简单,降低了实验准备难度和危险系数.(5)学生用录像,为后面的课堂思考、讨论提供了素材.学生也可以在课后复习时回忆课堂上的实验,到达稳固新概念的目的.R实验二R利用传感器比拟水和煤油的吸热情况1 .器材苏威尔数据采集器、温度传感器、数字化软件、计算机、两个相同的可密封的塑料盒子、两根电阻相同的电热丝、较大的塑

7、料桶(透明)、学生电源、导线假设干、开关一个.实验装置如图3所示.2 .实验操作过程(1)使用天平分别测得60g的水和煤油.(2)分别将60g的水和煤油装入塑料盒中,并分别放入阻值相等的电热丝.注意电热丝要完全浸没在液体中,然后盖上盖子进行密封.(3)将两个盒子一起放入透明的塑料桶中,同时,串联接好电路,使用12V学生稳压电源.在盒子上钻孔,然后分别插上温度传感器.(4)在电脑上翻开苏威尔实验软件系统,翻开数据采集器,设置每隔20秒记录一次实验数据,实验总时间为5分钟.设置图像生成格式,如图4所示.(5)闭合加热的电路开关,点击“开始进行实验,温度传感器和数据采集器开始采集数据,电脑软件开始记

8、录实验数据.最后生成记录的实验数据如图4所示.(6)完成实验后学生对数据进行分析.由图4的实验数据可以看出,在第200秒,煤油升高20C,水升高10C.由此可见,等质量的水和煤油,加热相同的时间,吸收相等的热量,煤油升高的温度是水的2倍.这样严谨、规范的实验得到精确的实验数据,验证了水的比热容是煤油比热容的2倍的结论.3 .实验改良后的优点(1)分别将水和煤油装入密封塑料盒,再放进塑料桶中减小了空气流动,底座又是泡沫塑料,极大地减小了散热,使测量更准确,实验误差更小.(2)使用相同的？热丝串联作为加热器,保证在相等的时间内两种液体吸收的热量相同.而且电热丝完全浸没,在液体中分布均匀,使液体受热均匀.(3)使用温度传感器和数据采集器可以使读数更准确,采集的数据更多,得出的结论更有说服力.二、小结实验一缩短了实验所用的时间,使教师对课堂掌控自如.实验前的准备工作也简单易行,学生的独立简便操作.这既能培养学生对限制变量法的运用,又能锻炼中学生根本的实验操作技能,提升了学生的动手水平,同时还激发了学生的学习兴趣,点燃了学生的学习热情.使“比热容概念的建立,成为了顺理成章的事情.实验二强化了限制变量法的运用,通过减小散热方法的设计引导学生注重实验的细节,知道科学实验要精益求精,改良实验方法减小误差.对大量实验数据的处理和讨论,培养了学生数据分析的水平.借助传感器和数据处理软件,师