江蘇省常熟市藕渠中學(xué)(215558)

吳華芳●

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研究和利用教材資源 培養(yǎng)能力和創(chuàng)新意識(shí)

江蘇省常熟市藕渠中學(xué)(215558)

吳華芳●

本文以初中物理《分子動(dòng)理論內(nèi)能》為例，闡述了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，基本的物理思想，基本的物理技能是實(shí)施創(chuàng)新教育的根基，因此深入理解并掌握教材是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的基礎(chǔ).

教材資源；基礎(chǔ)教學(xué)；分子動(dòng)理論；內(nèi)能

一、加強(qiáng)基礎(chǔ)的教學(xué)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為：物理學(xué)習(xí)是一個(gè)以學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的主動(dòng)的建構(gòu)過程.良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)能吸納新知識(shí)，不斷豐富個(gè)體的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，更為重要的好似知識(shí)結(jié)構(gòu)越合理，越有利于融會(huì)貫通，有利于舉一反三，有利于遷移和運(yùn)用.顧明遠(yuǎn)教授指出“創(chuàng)新并非異想天開，而是扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)之上掌握學(xué)科的前沿知識(shí)，運(yùn)用創(chuàng)造思維，舉一反三發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新知識(shí).”扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本物理思想方法、基本物理技能的教學(xué)是實(shí)施創(chuàng)新教育的根基.學(xué)生具備了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，也使創(chuàng)新的大樹有了肥沃的土壤，枝繁葉茂也就成為可能.因此教師在教學(xué)中應(yīng)注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的發(fā)展，以及物理知識(shí)的聯(lián)系.

二、樹立遠(yuǎn)大理想，激發(fā)興趣

理想指的是個(gè)人所向往的或所要模仿的事物或人的主觀形象，它與個(gè)人的愿望相聯(lián)系，更與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系，一個(gè)人的理想內(nèi)容越豐富越崇高，對(duì)其推動(dòng)力也就越大，它鼓舞人們不畏艱難險(xiǎn)阻，百拆不撓地投身于科學(xué)公關(guān)中去.考察目前的教學(xué)實(shí)際可發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏清楚，明確，自主的學(xué)習(xí)目標(biāo)的現(xiàn)象比較普遍.因此教師應(yīng)向?qū)W生提出適當(dāng)要求，引導(dǎo)學(xué)生建立起自主對(duì)自身發(fā)展有更大價(jià)值的遠(yuǎn)景目標(biāo).同時(shí)還要讓學(xué)生感到他現(xiàn)在所做的每一件事都與今后的生活，工作，學(xué)習(xí)息息相關(guān)，他的每一次努力都是對(duì)理想的接近.

愛因斯坦有言：“興趣是最好的老師，它永遠(yuǎn)超過責(zé)任感”.興趣是一種具有濃厚情緒的志趣活動(dòng)，它使人集中精力去獲得并創(chuàng)造性地完成研究活動(dòng).教育家烏申斯基指出：“沒有絲毫興趣的強(qiáng)制性學(xué)習(xí)，將會(huì)扼殺學(xué)生探求真理的欲望.”從這個(gè)意義上說，無休止的“應(yīng)試”與“題海戰(zhàn)”，就會(huì)使學(xué)生感到物理學(xué)習(xí)難、繁、枯燥乏味.不少學(xué)生因此喪失學(xué)物理的信心，從而導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量急劇下降.

三、認(rèn)真研究掌握教材

《新課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出了現(xiàn)行教材具備“增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的功能也是素質(zhì)教育所要達(dá)到的目的.因此我們要認(rèn)真研究，學(xué)習(xí)應(yīng)用各章內(nèi)容包括基礎(chǔ)知識(shí)及要點(diǎn)；基本技能指導(dǎo)；綜合能力應(yīng)用三個(gè)部分.下面以《分子動(dòng)理論內(nèi)能》一章為例說明.

(一)掌握的基本知識(shí)及要點(diǎn)

1.分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容

(1)物質(zhì)是由大量分子構(gòu)成的，分子是保持物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的最小微粒，體積非常小，若把分子看作是球體，它的直徑一般的只有幾個(gè)埃(1埃=10-10米)，在一滴水中含有的分子數(shù)比地球上的總?cè)丝谶€大好幾百億倍.分子之間還存在空隙，氣體分子間的空隙最大液體次之，固體分子間空隙最小.

(2)分子永不停息無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不同物質(zhì)在互相接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散，實(shí)踐表明氣體之間，液體之間，固體之間都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象.擴(kuò)散現(xiàn)象表明一切物體的分子都在永不停息地做無規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)漸度越高分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈.

(3)分子之間有相互作用的引力和斥力，分子在不停的運(yùn)動(dòng)，但固體和液體能保持一定的體積， 固體還能保持一定形狀，這說明分子之間存在引力，固體和液體又很難被壓縮，這說明分子之間還存在斥力，由此可見分子之間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力氣體之間也存在著相互作用，只不過這一作用十分微弱，通常不計(jì).

2.內(nèi)能概念

(1)熱運(yùn)動(dòng).物體里大量分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，溫度越高分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和速度越大，運(yùn)動(dòng)越劇烈，由于物體內(nèi)大量分子做無規(guī)劃運(yùn)動(dòng)的速度與溫度有關(guān)，所以把物體里大量分子的夫規(guī)劃運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng).

(2)內(nèi)能：分子因熱運(yùn)動(dòng)具有的動(dòng)能叫分子動(dòng)能，分子間由于相互作用而具有的熱能叫分子勢(shì)能，構(gòu)成物體大量分子的動(dòng)能和勢(shì)能總和叫做物體的內(nèi)能.對(duì)一確定的物體他的內(nèi)能與它的溫度有關(guān)，物體溫度升高，它的分子熱運(yùn)動(dòng)加快它的內(nèi)能就增加，如果物體溫度降低它的熱運(yùn)動(dòng)就變慢，它的內(nèi)能就減小.

(3)改變內(nèi)能的方法：①做功；②熱傳遞兩種方法.

熱傳遞過程中一個(gè)物體吸收了熱量，溫度升高它的內(nèi)能就增加.如果一個(gè)物體放出了熱量，溫度降低它的內(nèi)能就減少了，用熱傳遞方法來改變物體內(nèi)能，實(shí)際上是內(nèi)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的過程.熱能的形式?jīng)]有改變.對(duì)物體做功，物體內(nèi)能就增加，物體對(duì)外做功，物體內(nèi)能就減少.用做功的方法改變物體內(nèi)能實(shí)際上是內(nèi)能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)化的過程，能的形式發(fā)生了改變.

(3)能量守恒定律在熱傳統(tǒng)改變物體內(nèi)能的過程中，內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，且內(nèi)能總量保持不變，在做功改變物體內(nèi)能的過程中，內(nèi)能與其他的能相互轉(zhuǎn)化，且能的總量保持不變.

(二)辨析與掌握基本技能

1.關(guān)于吸收熱量和溫度

在不涉及做功的情況下，物體吸收熱量有的溫度升高，還有的可以不變或降低.例如，一般情況，物體吸收熱量溫度升高.但是晶體熔化、液體沸騰的過程中吸收熱量溫度保持不變；汽化、升華的過程中吸收熱量的物體溫度降低，汽化、升華的物理過程都有致冷作用.

2.關(guān)于“溫度和內(nèi)能”

物體的溫度變化，內(nèi)能一定變化.但是物體的溫度不變，內(nèi)能可以不變，也可以增加，還可以減小.例如，一般情況下，物體的溫度不變，內(nèi)能不變；但是晶體在熔化過程中，吸收熱量，溫度保持不變，內(nèi)能增加；相反在凝固過程中，放出熱量，溫度保持不變，內(nèi)能減小.

3.關(guān)于“做功、熱傳遞和內(nèi)能”

①改變物體的內(nèi)能有兩種方式；做功和熱傳遞，并且做功和熱傳遞對(duì)于改變物體的內(nèi)能是等效的.初中學(xué)生的思維缺乏嚴(yán)密性，在解決具體問題時(shí)往往顧此失彼.例如，認(rèn)為“物體吸收熱量?jī)?nèi)能一定增加，物體對(duì)外做功內(nèi)能一定減小”等.②因?yàn)闊醾鬟f是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，所以在沒有做功的參與情況下，物體吸收熱量?jī)?nèi)能一定增加，放出熱量?jī)?nèi)能一定減?。坏窃跊]有熱傳遞的情況下，外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加，即機(jī)械能不一定轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.例如，用力提起物體，對(duì)物體做功使得物體的機(jī)械能增加，而內(nèi)能本身沒有變化.如果是做功使物體內(nèi)能變化.外界對(duì)物體做功物體的內(nèi)能增加，物體對(duì)外界做功內(nèi)能減小.常見做功使物體內(nèi)能增加的情況有：壓縮氣體做功，克服摩擦做功.物體對(duì)外做功使物體內(nèi)能減小的情況是氣體膨脹對(duì)外做功.

4.關(guān)于“熱量和內(nèi)能”

熱量和內(nèi)能是兩個(gè)不同的物理量.熱量是在熱傳遞過程中傳送能量的多少，是一個(gè)過程量，只有在熱傳遞的過程中才有意義.不能說“物體含有熱量，具有熱量”.內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子做夫規(guī)劃運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間相互作用的熱能的總和，它和物體的質(zhì)量、溫度等因素有關(guān).一切物體都有內(nèi)能.

5.關(guān)于“機(jī)械能和內(nèi)能”

①機(jī)械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化，主要通過做功來實(shí)現(xiàn).例如，物體沿粗糙的斜面滑下；流量墜落和大氣層摩擦等情況下機(jī)械能都減小轉(zhuǎn)化為物體間的內(nèi)能.再如，壺內(nèi)熱汽推動(dòng)塞子運(yùn)動(dòng)，自身內(nèi)能減小，轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能.

②有時(shí)機(jī)械能不轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.例如，人造衛(wèi)星在大氣層外運(yùn)動(dòng)；忽略空氣阻力的物體的下落運(yùn)動(dòng)都只有動(dòng)能和勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能的總量保持不變，不轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

③物體的內(nèi)能減少，可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或其他形式的能.例如，熱蒸汽膨脹推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，自身內(nèi)能減小，部分轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能.部分轉(zhuǎn)化為活塞的內(nèi)能.

(三)綜合能力在解題中的升華

例1 關(guān)于熱量、溫度、內(nèi)能之間的關(guān)系，下列說法中正確的是( ).

A.物體溫度升高，一定吸收了熱量

B.物體吸收了熱量，溫度一定會(huì)升高

C.物體的內(nèi)能增加，一定吸收了熱量

D.物體的溫度升高，內(nèi)能一定會(huì)增加

分析與解 物體的溫度升高，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加快，物體的內(nèi)能就增加.做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的，物體的內(nèi)能增加，可以通過熱傳遞方法，也可通過做功的方法.而物體吸收熱量后不一定都是增加分子的動(dòng)能，很多情況下是增加分子間的熱能，而其溫度保持不變.所以，選項(xiàng)D是正確的.

溫度、熱量和內(nèi)能是三個(gè)不同的物理概念.溫度是表示物體在某一時(shí)刻的冷熱程度，它標(biāo)志著物體內(nèi)部分子無規(guī)劃運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，所以，對(duì)一個(gè)物體的溫度不能講“有”或“沒有”，應(yīng)該說“是多少”或“達(dá)到多少”.熱量是物體在熱傳遞過程中吸收或放出熱的多少.離開了熱傳遞，熱量就沒有意義.所以對(duì)熱量應(yīng)該說在熱傳遞過程中“吸收多少”或“放出多少”，不能說“有多少”或“含有多少”.內(nèi)能是物體中所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和，是能的一種形式.對(duì)內(nèi)能應(yīng)該說“具有多少”，不能說“含有多少”.

熱量與物體溫度變化多少、物體的質(zhì)量、組成物體的物質(zhì)比熱容有關(guān)，或與物體變化的質(zhì)量有關(guān)，而與溫度的高低無關(guān).內(nèi)能與物體的溫度、體積等有關(guān)，溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)速度增大，分子的動(dòng)能變大；體積增大，分子間距離增大，分子熱能增大，物體內(nèi)容能增加.在熱傳遞過程中，物體內(nèi)能變化的多少是用熱量來表示的.

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1008-0333(2017)11-0064-02