比较不同物质的吸热能力实验的探究与改进

比较不同物质的吸热能力实验的探究与改进　

■黄孝松　（湖南省永州市零陵区石山脚中学４２５０１４）　

【摘要】“比热容”是初中热学中最重要的概念，也是教学的重点和难点。如何做好“比较不同物质的吸热能力”这个探究实验，让学生通过　实验探究，发现规律，形成概念是提高教学效果的关键。　

【关键词】比热容；吸热能力实验；探究与改进　。　【中图分类号】Ｇ６３　【文献标识码】Ｂ　

比热容这节内容的探究实验——“比较不同物质的吸热能力”，一　

直让我们一线工作的物理教师觉得为难，一难是实验装置复杂；二难是　

实验时间长，且难于控制；三难是读数困难，实验误差大，实验结果牵　强附会。　

随着物理新课程标准的实施，我将这个实验做了改进，改进后的实　验简化了实验装置，降低了操作难度，缩短了实验时间，也使得读数更　

加方便，实验结果更加可靠。更加有助于通过实验培养学生严谨、认真　

的科学态度。　

一、原来实验的原理及其实施过程中遇到的问题　原版教材实验方法是采用两个酒精灯分别对同质量的水和植物油加　

热相同的时间，使这两种物质吸收的热量相等，根据水和植物油升高的　

温度来说明不同物质的吸热能力是不同的。这就给实验带来了四个难题。　

一是实验器材多，装置复杂，实验难度大。实验装置要求把铁圈、　

石棉网、复夹、温度计装在铁架台适当的位置，并分别用两个同样的酒　精灯的外焰给石棉网上的烧杯里同质量的水和植物油加热，老师完成这　

个装配都需要五分钟左右的时间，所以这个重要的研究实验通常都作为　

演示实验来开设。任课教师一般都只能提前进入教室把实验装置装配好，　还得小心守着别让好动的学生在碰翻了。　

二是实验时间比较长，且难于控制。酒精灯的热功率比较小且不稳　

定，加热时间不容易控制，这就造成了这节课的课堂教学时间的不确定，　

使任课老师不能很到地把握课堂的节奏。　三是读数困难。大家知道实验室用的普通温度计是利用玻璃泡内的　

液体热胀冷缩的原理来工作的，从被测物体的温度变化到玻璃泡内液体　的体积变化需要一定的时间，所以在介绍温度计的使用方法时，要求待　

温度计的示数稳定后在读数记录。在进行这个实验时，无论是在加热的　

过程中读数还是把酒精灯移开后读数，测量对象的温度都是动态值，前　

一种方法是吸热温度升高，后一种是温度降低。读数时难于做到时间的　

一致，也影响了数据的可靠性。也因为读数困难这个原因，原来的实验　

设计只读取一组数据，这种采集数据的方法，对探究物理规律的实验来　

说，没有做到避免实验的偶然性。　四是实验可信度不高，科学性不强。除了读数的原因，主要问题　

是让两个酒精灯在相同的时间内放出的热量相等操作难度大，植物油和　水在加热的过程中向周围空间散发的热量也不同，所以，该实验的条件　

——同质量的不同物质吸收相同的热量就无法得到保证，造成了实验的　

可信度、实验的科学性打了折扣。　

在以往的实验过程中，学生曾经提出：在相同的时间内这两个酒精　灯放出的热量真的是一样的吗？看了比热容的表，学生又会问：煤油的　

比热容是水的一半，吸收相同的热量煤油升高的温度为什么不是水的两　

倍呢？对于这些问题，我们只能用实验误差、误差在允许的范围内……　等答案来回答学生。可能也是这个原因，现行教材把比热容正好是水的　

一半的煤油换成了没在比热容表上的植物油　原版教材比热容的概念是　

安排电学前进行的，从学生的认知程度来考虑，在实验设计时就只能用　

酒精灯作为热源加热。　二、改进实验的客观条件及解决问题的具体方法　

原来实验的问题中，最主要的实验可信度不高、科学性不强。造成　这个结果的原因有两个，一是两个酒精灯热功率不相同，二是研究对象　

与周围空间的热交换。新课程标准把比热容的概念安排到了九年级的物　

理教材，为作者用电热作为热源解决这个问题提供了创造了客观条件。　学生在八年级下期学习了电与热，知道了焦耳定律——电流通过导体产　

生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电导体成　

正比，在这个认知基础上学生能够理解到两个阻值相同的电阻丝串联在　

电路中，在任何时间内这两个电阻产出的热量都相等。　我用两根串联起来的阻值相等的电热丝代替火焰强度相同的酒精灯　

作热源，解决热源热功率的问题。因为串联电路中电流强度相等，两个　

电阻丝的阻值相等，根据焦耳定律Ｑ＝Ｉ　Ｒｔ，这两个串联的电阻丝在任何　

２０１５年第１３期　【文章编号】２０９５—３０８９（２０１５）１５—０２７４—０２　

时间产生的热量一定相等。　

仿照量热器的原理，我在大烧杯的底部放隔热的胶木垫，装有煤油　

或水的小烧杯放在胶木垫上，用插着温度计、连接有电阻丝的胶木盖，　盖住大烧杯口。因为空气是热的不良导体，装着水和煤油的小烧杯与大　

烧杯之间隔着相对封闭的空气，封闭的空气不能对流，所以就能比较有　效地避免电热丝产生的热量向大烧杯周围空间传递。解决了热源和散热　

两个问题，实验中遇到的其他问题也都迎刃而解了。　

三、改进后实验的优点及其意义　首先是增强了实验的可信度和科学性。　

解决的发热和散热问题，相同质量的不同物质吸收相同的热量，这　

个实验的条件才得以保证；实验过程中可以很方便地通过开关来控制加　

热时间，可以在停止加热后，注意观察温度计示数的变化，等待示数稳　

定后再读数并记录，使实验操作更加规范；还可以多测几组数据找规律，　避免实验结果的偶然性。多次试验结果表明，煤油上升的温度正好是水　

上升温度的两倍。通过这样的实验更有助于培养学生严谨、认真的科学　

态度。　其次是减少了实验器材，简化了实验装置，降低了操作难度。完　

成原来的实验加热过程需要的器材有：铁架台２个，酒精灯２个、铁圈　

２个、石棉网２个、烧杯２个，厚纸片２张（盖在烧杯口避免散发散热），　

温度计２支、复夹２个（挂温度计）、火柴１盒。现在只要安装有电阻丝　插有温度计的胶木盖２个、大烧杯２个、小烧杯２个，稳压电源一个就可　

以了，并且避免了把铁圈、石棉网、复夹、温度计装在铁架台适当的位　

置，这个繁琐的过程。为把这个演示实验转变成学生实验创造了条件，　能让学生更多地享受探究的过程和成功带来的乐趣。　

再者因为电热丝发热功率稳定，任课老师可以更好地控制上课的节　

奏。在介绍实验原理的时候也可以帮助同学们回顾以前所学的知识，这　

对巩固学生的知识结构、培养学生的发散思维也是很有帮助的。　四、改进后实验装置尚存的不足　

首先，外面烧杯的烧杯口影响了两烧杯间空气密封程度。我做了多　

方努力，没找到适当的代用容皿，曾经考虑过用量热器做这个实验。但　量热器不是透明的，直观性有所降低，也不能确定温度计的使用是否符　

合要求。　其次烧杯是透明的，会有辐射热损失。但水和煤油的温度不超过　

６ｏ℃，辐射散热对实验结果的影响不大。　最后是作为演示实验来说，温度计里温度的变化情况还是没能使下　

面听课的同学看得很明白，建议有条件的学校把这个实验当作学生实验　来进行，结合焦耳定律，学生甚至能计算出水的比热容，这是电热结合　

的一个很好的例子。　五、２０１　１人教版本实验设计的缺陷　

说点这里，问题似乎解决了。可是新的问题又出来了，２０１１人教版　的物理教材，在课程设计上又做了修正。电学内容安排到了九年级物理，　

热学安排到了八年级物理中。那么电阻丝发热功率相同的问题又变成纠　结难解的问题了。而且课本上用的是两个相同的管状电加热器，液体用　

的也是水和煤油，液体也比较小，不可能完全浸没电加热器，露出在水　

和煤油上面的电加热器的体积不同，因此散热损失也不相同，因此可利　疆越拙赉掰晓　篓皇笙垄ｌ　

如何增进师生间的数学交流　

■王桂者　（河北省献县乐寿镇白楼小学０６２２５０）　

【摘要】数学提供了一种有力的、简洁的和准确无误的交流信息的手段，提高学生的交流能力是时代发展的需要。在面向全体并关注个剐学　

生的同时，教师要具有良好的心态、准备有效的材料，创设交流的氛围，扩大交流的深度和广度，重视问题的预设与引导，及时进行交流的评价激　励。加强教师的调控，才能增进师生之间的数学交流。　

【关键词】增进；数学交流；师生　

【中圈分类号】Ｇ６２．　【文献标识码】Ａ　

走进新课改的课堂，我们发现，最让人欣喜的变化莫过于学生主体　

地位的确立和主体意识的唤醒，随之而来的是在师生平等关系基础上的　教学方式的变革，师生之间、生生之间的交流有了很大的促进。但交流　

的深度、广度、效度还有待加强。如何增进师生之间的数学交流，需要　

我们重视并进行理论研究及实践探索。　

一、交流的心态　

首先教师自身要充分认识到课堂交流的重要性，要留足时间让学　

生交流，否则，教师一讲到底，学生想交流也没有机会交流。其次，要　

建立民主和谐的师生关系，允许学生发表不同的见解，多问几个“是什　么”、“你是这样想的”、“为什么？请说说理由”，促进课堂教学师生之间　

交流的开展与深入。否则，教师听不进不同意见，棒杀不同见解，学生　就会唯唯诺诺，不敢说出自己真实的想法，交流也就成了形式，要让学　

生能够畅所欲言。　二、交流的广度　

传统的课堂缺乏交流，而现实的课堂也有一种不好的现象——课　堂成了教师与少数尖子生的对话，许多中下生没有参与数学交流，尤　

其差生，成了课堂的摆设。而他们同样是一个个鲜活的生命。新加坡　教育部长在给校长的委任状上有这样一段话：在你手中是许许多多正　

在成长的生命，每一个都如此不同，每一个都如此重要，全都对未来　

抱着憧憬和梦想。他们都依赖你的指引、塑造和培养，才能成为更好　

的人和有用的生命。如何关注每一位个体，使他们也参与交流并得到　发展，这应该是每一位教师的职责。好生自不必说，他们是课堂的活　

跃分子，他们争先恐后发表自己的想法，可以增强课堂的热烈气氛，　

作为教师，自然高兴，但不能满足于几个好生的表现，而要深入课堂　深处，了解每位学生的情况，关注生理和心理有些问题的学生，引导　

他们参与交流，这样才能提高课堂交流的广度，真正体现既面向全体。　

又因材施教。　

因此，对于能力弱孩子，我们教师更应该多一份耐心、多一份爱　

心，创造机会让他们表达，耐心倾听他们的每一句发言。使他们也学会　交流、参与交流。我班有个学生叫远远，人长得高高大大的，但思维却　

比同龄人迟钝许多，语言表达也比较差。我刚上任时，同学们就对我说　【文章编号】２０９５—３０８９（２０１５）１５—０２７５—０１　

他是傻瓜，成绩很差的。听完后我思考了很久，一个学生是聪明的还是　

愚笨的，难道从一年级开始就有了一个明确的定位吗？很显然，在一年　级的时候，远远就被定位为是愚笨的，而且被所有的同学都这么认为。　

那么，在他幼小的心灵里，是不是也一直认为自己是“笨蛋”呢？那么　

他今后的漫漫长路该如何前行。　如果一个家庭开始出现分歧或者是支离破碎的，那么这个孩子无论　

是精神上还是学习上都将受到很大打击。小潜是个聪明的孩子，数学成　

绩在班里也不错的，但是他的行为习惯却不怎么好，独立能力很差。上　

课时不爱听讲，匦画、做小动作或者自己看书什么的。跟他谈心，他总　

是沉默，要不就是掉眼泪，但第二天还是老样子。后来经过了解，原来　他的妈妈在他很小的时候就已经不在了。后妈虽然对他很好，但毕竟关　心不够，他爸爸又比较忙，他平时就寄宿在一个老师家。他如果对某一　

个人不满意就跟那个人唱反调。又进行了解，他在语文课上的表现是不　

错的。我就想到可能语文老师给了他一种妈妈的感觉。使他对语文产生