指向深度教学的物理实验教学

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑 指向深度教学的物理实验教学 隋文泉 相比于传统教学模式，物理试验的深度教学表达在与教和学两个方面，一方面需要教师在课前深度备课，包括备教材、备学情等;另一方面要能够做到引导学生深入思考，使得学生对于试验过程有深刻理解，并最终形成科学的深度思維。 一、教材的分析与备课 根据新课标要求，学生要通过试验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象。在以往的教学实践中，如何通过“对比不同物质吸热心况的试验，引导学生了解比热容的概念，这是初中物理教学的一个难点。为了更好地深度备课，备教材，因此选择了人教版和沪科粤教版两种版本的教材，做了比较分析。（见表一） “对比不

2、同物质吸热心况的试验，人教版教材中采用的材料是水和食用油，加热装置是电加热器。而沪科粤教版教材中采用的材料是水和沙子，加热装置是酒精灯。水和沙子的组合虽然和引入情景相吻合，但是由于热传递的方式不同，在试验中往往一开始沙子升温较慢，这就为试验数据的分析增加了难度，因此采用水和食用油的比较试验更好一些。此外，酒精灯作为加热装置，火焰不稳定，两个酒精灯很难做到单位时间放热量相等，因此不建议使用酒精灯加热。而教学实践中发现，人教版教材图中的电加热器功率过大，试验过程短，不便于记录试验数据。所以，对于有条件的学校，建议更换成为试验室用的红外加热器。 在学情方面，学生在本节课学习中的一大难点在于，试验后根

3、据试验结果，构建比热容这个物理量的概念，表达式运用了比值定义法，涉及到了四个物理量，而且热量Q不是测量结果，而是由加热时间转换对比得来的，因此对学生的思维跨度要求较大，比较热容的概念简单产生认知障碍。针对这种状况，应当注意为学生搭建“脚手架，引导学生思维，特别是类比其他采用比值定义法的物理量，譬如速度、密度等，实现学生的知识迁移。 二、教学活动的设计与开展 1.引导学生思考，提出探究问题 情景展示：如图2所示，夏天的中午，人们赤脚走在海边的沙滩上，觉得沙子很烫;当走进海水的时候，却觉得海水对比凉。 师：图中的场景，涉及到了哪些物理量呢？ 生1：海水的“烫和沙子的“凉都是在描述物体的冷热，物理上

4、用温度描述物体的冷热程度。 生2：夏天的中午，太阳在向海水和沙子传递热量。 师：同学们能不能从这样的现象中，提炼出一个值得我们试验探究的物理问题呢？ 生：不同的物质，吸收了一致的热量后，温度的变化一致吗？ 点评：比热容的概念涉及到了多个物理量，以往的教学过程中，引入环节由教师主导，过程较快，往往几分钟便进入了试验探究环节，没有给学生预留充分思考分析的空间。在搭建情景之后，应当引导学生，启发他们用科学的思维和物理的概念来重新建构问题，从生活的直观感受和主观阅历迈进物理的世界。 2.整理试验思路，提炼科学思维 师：试验员为大家准备了两种物质，一种是水，一种是食用油，我们今天来对比他们的吸热心况，试

5、验中应当注意什么呢？ 生：水和食用油的质量要相等。 师：这样的要求表达了物理研究中的什么方法？ 生：操纵变量法。 师：是否要求水和食用油的初温相等呢？ 生：不需要，由于试验观测的是温度变化量，与初温无关。 对于水和食用油质量相等，学生往往能够想到，但初温是否要相等，学生中可能会有不同的看法，这里可以组织学生探讨，观点交锋，在探讨中加强学生对于知识的理解。 师：我们怎么保证一致质量的水和食用油吸收一致的热量呢？ 生：可以使用一致的加热装置，加热一致的时间。 师：用加热时间代表吸收热量的多少，这表达了什么科学方法呢？ 生：转换法。 最终引导学生总结得出试验思路，用质量一致的水和食用油，在一致的加热

6、装置下，加热一致时间，对比两种物质升高的温度。 点评：在试验的设计阶段，需要老师抽丝剥茧，引导学生深入思考，攻克难点，厘清试验思路。譬如用加热时间表示吸收热量的多少，是本节课的一个难点，在这里需要注意为学生构建脚手架，而不能越俎代庖，灌输式教学。同时在试验设计中，注意总结科学思维和科学方法，有利于培养学生物理学科核心素养。 3.重视数据记录，提升分析能力 数据的记录和分析是十分重要的试验环节，因此要注意指导学生做试验数据记录表格，然后组织学生对于数据进行分析。并且要向学生强调，应当如实记录，不能编造修改试验数据，培养学生实事求是，严谨认真的科学品质。 得到试验数据后，指导学生分析数据，描点连线

7、，通过图像进行分析。可以以加热时间或吸收热量为横坐标，温度或者温度变化量为纵坐标，做出图像，例如图1所示。从图像中，可以分析出，一致质量的水和食用油，在吸收一致热量的状况下，升高的温度不相等，水升温较慢，而食用油升温较快。 点评：假如图像不能明显对比出两种物质的吸热能力，则应当引导学生分析理由，是由于某些环节出现了错误，譬如一致质量水和食用油的称量、温度计的读数，还是其他理由导致的试验误差。在分析总结的过程中，锻炼学生的科学思维，加深对于物理知识、物理思想的理解，培养学生对科学的兴趣和热爱。而不应当直接告诉学生试验结论，甚至简单粗暴地否定学生得到的“不理想的试验结果。 4.把握认知规律，突破教

8、学难点 比热容作为表示物质吸热能力的物理量，在向学生提出之前，应当注意比值定义法的渗透。以速度的概念为例，要对比物体运动的快慢，一致时间可以对比路程，一致路程可以对比时间，但是假如时间和路程均不一致，那么就用路程与时间的比值，这就是速度的概念。 同理对比不同的两个物体的吸热能力，吸收一致热量时，可以对比升高温度;而升高一致温度时，可以对比吸收热量;但是假如两个物体吸收的热量和升高的温度都不一致呢？这时根据比值定义法，由速度概念的认知迁移，学生会想到用热量Q与温度变化量？驻t的比值，其实这就是“热容这个物理量的表达式。有的学生可能会想到，但是这个比值越大，意味着物体的吸热能力越差，这不符合多数人的思维习惯，因此我们用，而不用。两种不同物质在对比吸热能力时，还要注意到质量m的影响，因此我们要用再除以质量m，保证用单位质量的去对比，此时就引出了“比热容的表达式c=。 点评：借助比值定义法这一“脚手架，以及热容概念的过渡，可以突破比热容概念教学的难点，具有对比清楚的规律建构，也符合学生的认知规律。 三、结论 要上好一节试验课，需要老师深度备课，研究教材，分析试验安排的合