邵忠芳

摘 要：“比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量”是學(xué)習(xí)燃料的熱值之前一個(gè)很重要的鋪墊性實(shí)驗(yàn)，很多老師認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單，往往采用講解的方法一帶而過(guò)。由于學(xué)生缺乏生活體驗(yàn)，需要用分組實(shí)驗(yàn)來(lái)體驗(yàn)。筆者經(jīng)過(guò)深入研究得出了較好的解決方案。

關(guān)鍵詞：燃料；燃燒；酒精；碎紙片；質(zhì)量；熱量

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）1-0062-2

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思路

燃料燃燒放出熱量的多少不便于直接測(cè)量，我們采用的是轉(zhuǎn)換法，讓質(zhì)量相等的燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量被質(zhì)量相等的水來(lái)吸收，通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)上升的多少來(lái)反映燃料放熱本領(lǐng)的強(qiáng)弱：溫度計(jì)示數(shù)上升得越多，說(shuō)明這種燃料的放熱本領(lǐng)越強(qiáng)，即這種燃料的熱值越大。

2 實(shí)驗(yàn)在教材中所處的地位和作用

1.地位：該實(shí)驗(yàn)是蘇科版九年級(jí)物理第十二章第四節(jié)的內(nèi)容，熱值概念是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。不同燃料放熱本領(lǐng)是否相同呢？同學(xué)們對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的答案比較陌生，因?yàn)樗麄兤綍r(shí)對(duì)燃燒現(xiàn)象觀察得比較膚淺，缺乏體驗(yàn)和思考，很有必要通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。本實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程對(duì)學(xué)生深入地理解熱值的概念有著很重要的作用。

2.作用：

（1）該實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)化法來(lái)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方法和能力。

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)的觀察和分析，學(xué)生能較好地理解不同燃料完全燃燒時(shí)的放熱本領(lǐng)是不同的結(jié)論，為熱值這一概念的得出減小了教學(xué)的難度。

3 實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)及評(píng)價(jià)

3.1 課本實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)及不足之處分析（如圖1所示）

1.課本實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)

用天平測(cè)量出10 g酒精和10 g碎紙片，將其分別放入兩個(gè)燃燒皿中，點(diǎn)燃后對(duì)質(zhì)量相等的水（約200 g）加熱，使酒精和碎紙片充分燃燒。記錄加熱前后兩支溫度計(jì)的示數(shù)（如表1所示）。

2.不足之處

（1）實(shí)驗(yàn)器材方面：

①實(shí)驗(yàn)所用的容器是燒杯，燒杯沒(méi)有用專門的夾子來(lái)固定，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很容易碰翻而存在被熱水燙傷的隱患。

②所用燒杯體積太大，所盛液體與空氣的接觸面積也較大，導(dǎo)致蒸發(fā)相對(duì)較快、散熱較多。如果想節(jié)省課堂時(shí)間而減少燃料的質(zhì)量，會(huì)容易造成溫度計(jì)示數(shù)上升不太明顯，而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出。

③為了使燒杯受熱均勻，燒杯下面墊石棉網(wǎng)，但是石棉網(wǎng)先要吸收一部分熱量后繼續(xù)吸熱，才能將熱量傳給燒杯，會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和燃料。

（2）燃料選擇方面：

①燃料質(zhì)量的選擇：10 g酒精和10 g碎紙片燃燒的時(shí)間太長(zhǎng)，課堂花費(fèi)的時(shí)間太多。

②燃料中的碎紙片在燃燒過(guò)程中很難做到完全燃燒，使放出的熱量明顯減少；而酒精的燃燒程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于碎紙片，這樣不具有可比性。而且碎紙片在不完全燃燒中會(huì)產(chǎn)生大量煙霧和氣味，會(huì)污染教室環(huán)境。

③酒精是一種容易蒸發(fā)的物質(zhì)，對(duì)于事先準(zhǔn)備好的相等質(zhì)量的酒精和碎紙片，碎紙片的質(zhì)量不會(huì)改變，但酒精容易蒸發(fā)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，酒精和碎紙片的質(zhì)量已經(jīng)不相等了，很難做到控制燃料的質(zhì)量相等。

3.2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及其優(yōu)點(diǎn)（如圖2所示）

1.實(shí)驗(yàn)器材方面

（1）將燒杯改為吸熱面較大的圓底燒瓶，并用夾子夾住圓底燒瓶的頸部，不僅安全而且不易碰翻，減小學(xué)生被熱水燙傷的危險(xiǎn)。

（2）較小的燒瓶口減小水與空氣的接觸面積，從而減少了蒸發(fā)和散熱，還節(jié)省了燃料和加熱時(shí)間。

2.燃料選擇方面

（1）燃料紙的種類的選擇：用餐巾紙揉成蓬松的多個(gè)小紙團(tuán)來(lái)代替碎紙片，因?yàn)椴徒砑埍容^蓬松，燃燒比較充分，不會(huì)因?yàn)橄袼榧埰粯硬煌耆紵懦龅臒崃可?，還會(huì)產(chǎn)生氣味和很多煙霧而污染教室環(huán)境。添加餐巾紙團(tuán)時(shí)，可采用逐個(gè)添加的方法，防止燃燒的中斷。

（2）燃料質(zhì)量的選擇：選3 g酒精和3 g餐巾紙團(tuán)燃燒就能使溫度計(jì)的示數(shù)變化比較明顯，而且還節(jié)省了燃料。

（3）燃料酒精的保存：為了減少酒精蒸發(fā)，可將酒精放在注射器中。酒精密度是0.8 g/cm3，用量筒事先量好酒精約3.75 mL，即為3 g。實(shí)驗(yàn)時(shí)再將酒精從注射器中緩緩注入燃燒皿，防止濺出，這樣能較好地控制，使燃料的質(zhì)量相同。

4 實(shí)驗(yàn)效果及評(píng)價(jià)

（1）器材優(yōu)化簡(jiǎn)便；

（2）實(shí)驗(yàn)安全省時(shí)；

（3）效果直觀明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐煥芳，段一高.創(chuàng)設(shè)物理探究情境，培養(yǎng)學(xué)生探究思維[J].物理教學(xué)探討，2002，20（2）：9-10.

[2]謝敏華.淺談高中物理實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)[J].物理教學(xué)探討，2009，27（3）：70-72.

（欄目編輯 王柏廬）