顧　嵐

(江蘇省南京市第三高級中學(xué)，江蘇　南京　210000)

比熱容實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

顧嵐

(江蘇省南京市第三高級中學(xué)，江蘇南京210000)

摘要：本文針對現(xiàn)有比熱容實(shí)驗(yàn)裝置存在的若干問題進(jìn)行了改進(jìn)，主要采用電加熱器和數(shù)碼溫度計完成該實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置對提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性和演示直觀性都有明顯效果，大大提高了課堂教學(xué)效率.

關(guān)鍵詞：比熱容實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)；電加熱器；數(shù)碼溫度計

比熱容這一節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是通過科學(xué)探究引導(dǎo)學(xué)生建立比熱容的概念，理解比熱容的物理意義，知道比熱容是物質(zhì)的一種物理屬性.然而，如何讓學(xué)生理解卻需要老師下一番工夫.比熱容教學(xué)是初中物理中的一個難點(diǎn)，比熱容概念涉及熱量、溫度、質(zhì)量三個物理量之間的變化關(guān)系，對學(xué)生來說理解比較困難.根據(jù)新課程的教學(xué)理念，比熱容這一節(jié)的教學(xué)最好采用科學(xué)探究的教學(xué)方式，通過實(shí)驗(yàn)探究得到比熱容的概念，在本節(jié)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)起著關(guān)鍵性的作用.

1教材中實(shí)驗(yàn)裝置存在的問題

如圖1所示為蘇科版物理九年級上冊第44頁“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，筆者認(rèn)為存在以下問題：(1)這是一個分組實(shí)驗(yàn)，至少需要20組實(shí)驗(yàn)裝置，在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)很難找到火焰大小相同的酒精燈，很難控制物體吸收的熱量相等，這是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，會影響到實(shí)驗(yàn)的成敗；(2)若將該實(shí)驗(yàn)裝置變?yōu)檠菔緦?shí)驗(yàn)，學(xué)生將無法看見溫度計的示數(shù)，不能直接讀出來，可視性不強(qiáng).

圖1

2實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn)

針對以上存在的兩個問題筆者做了如下改進(jìn)：

(1)選擇了電加熱器——電磁爐

由于酒精燈本身的原因，筆者也嘗試過很多辦法，很難改進(jìn)，所以最終選擇了電加熱器——電磁爐，但由于電磁爐的電功率較大，若做分組實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)室的要求比較高，而且成本較大.所以把本實(shí)驗(yàn)改為了演示實(shí)驗(yàn)，大大提高了課堂教學(xué)效率.

(2)采用數(shù)碼溫度計直接讀出溫度值

數(shù)碼溫度計是一種新產(chǎn)品，打開數(shù)碼溫度計的電源，感溫管便測出環(huán)境的溫度值，顯示在數(shù)碼管上.將其固定在鐵架臺上，全體同學(xué)都能看見，與傳統(tǒng)的液體溫度計相比，增加了實(shí)驗(yàn)的直觀性，這樣可以讓全體學(xué)生全程參與，分工合作，完成比熱容演示實(shí)驗(yàn).為了控制被加熱容器相同，筆者采用了鴛鴦鍋，并注意中間的隔板一定要密封.

3實(shí)驗(yàn)過程

(1)實(shí)驗(yàn)器材

秒表1個、數(shù)碼溫度計2個、天平1個、400g油、400g水、電磁爐1個、鴛鴦鍋1個、攪拌棒2個、燒杯2個、鐵架臺、接線板.

(2)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

如圖2所示，將質(zhì)量相同的油和水分別倒入鴛鴦鍋的左右兩邊，將數(shù)碼溫度計放入液體中，等示數(shù)穩(wěn)定后，請每一組左邊學(xué)生記錄左邊溫度計的示數(shù)，右邊學(xué)生記錄右邊溫度計的示數(shù)，實(shí)驗(yàn)完成后互相補(bǔ)充.

圖2

請一位學(xué)生看秒表計時(投影在大屏幕上，全體學(xué)生都能看見)，每隔一分鐘報一次時間“到”，另請一位同學(xué)來攪拌，使油和水受熱均勻.

(3)實(shí)驗(yàn)操作

首先讓學(xué)生把油和水的初溫記錄在實(shí)驗(yàn)表格中，每一組左邊同學(xué)記錄的是油的初溫，每一組右邊同學(xué)記錄的是水的初溫.

老師按下電磁爐開關(guān)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)方案分工合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，每隔一分鐘記錄一次溫度.將數(shù)據(jù)記錄在表格中.學(xué)生全程參與，老師強(qiáng)調(diào)分工合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神

(4)數(shù)據(jù)記錄處理

實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表1：

表1

引導(dǎo)學(xué)生分析：①質(zhì)量相同的油和水，加熱相同時間(吸收熱量相同)，_____________升溫比_____________高.即相同條件下_____________吸熱升溫快；②質(zhì)量相同的油和水，升高相同的溫度，_____________需要加熱的時間比_____________少.即相同條件下_____________吸熱升溫快.

繼續(xù)分析表2中的數(shù)據(jù)：

根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，請學(xué)生進(jìn)行計算，并回答問題：①1g油溫度升高1℃需要加熱的時間，你發(fā)現(xiàn)什么？②1g水溫度升高1℃需要加熱的時間，你又發(fā)現(xiàn)什么？在討論、交流的基礎(chǔ)上得出比熱容的定義.

實(shí)驗(yàn)是本節(jié)課的靈魂，在本節(jié)課起了關(guān)鍵性的作用.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置對提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性和演示直觀性都有明顯效果.裝置構(gòu)思新穎，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，效果理想.雖然本實(shí)驗(yàn)是演示實(shí)驗(yàn)，但全體學(xué)生都全程參與，分工合作，同樣可培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神，提高了課堂教學(xué)效率.

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版).北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

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