浅谈“燃料热值”概念的建构与环境保护

孔浩

摘 要：科学探究学习方式是物理教学的重要组成部分，既利于学生对物理概念、规律的正确建构，又利于提高学生的科学素养。本文从实验探究的角度实现了“燃料热值”概念的建构，同时又与环境问题恰当地联系起来，学生在获得知识的基础上，同时又获得了一次良好的德育学习机会。

关键词：实验探究；燃料热值；环境保护

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）5-0043-2

义务教育物理课程标准倡导“从生活走向物理，从物理走向社会”，让学生从身边熟悉的事例入手，通过实验探究发现规律、认识规律，让学生将自己的认识和科学方法应用于生活与社会。初中物理教学中，“燃料热值”的建构就很好地反映了这一教学理念。在此，笔者依据自己的教学经历浅谈一下此概念的建构。

燃料对于学生并不陌生，如：植物秸秆、木柴、煤炭、煤油、天然气等，人们的日常生活离不开燃料的帮助。但是，对于不同燃料燃烧释放热量能力的相关知识，学生却是有所欠缺。如何能让学生从实验探究中认识到这一现象呢？

活动一 初步认识燃料放热的本领存在差异

教学中设定问题：假设用木柴、煤炭、煤油分别来烧开同一壶水，所用燃料一样多吗？若不一样多，你知道按照质量从小到大的排序吗？此环节，通过教师的引导加上学生的生活经验，自然认识到不同燃料燃烧释放热量的本领不同。换个角度说，相同质量的燃料放热与种类是有关系的，从而顺理成章地进入下一步的探究。

活动二 实验探究不同燃料放热的本领

如何制定方案，来研究燃料放热多少与种类是否有关？探究中应取相同质量的不同种燃料，比较放热的多少。可是，“放出的热量”很难测量，此时教师引导学生，可以借助常用的科学研究方法——转换法来实现。即用放出热量去加热相同质量的某物体，观察物体的温度变化。怎样能使实验现象更明显呢？可以选用比热容较小的细沙来完成实验，装置如图1所示。加热一段时间后，明显能观察到煤油灯加热沙子的温度远高于酒精灯加热沙子的温度。沙子的初始温度是相同的，可见在燃烧质量几乎相同时，煤油释放的热量远大于酒精释放的热量。

让每一位学生体验物理探究的整个过程，培养与他人合作交流的精神；培养每一位学生的实验动手能力、数据收集能力；学生与学生在相互合作、探讨中产生对某一事物的认知冲突，从不同的角度改进自己的学习经验，提高认识，克服片面性和局限性，从而全面、正确地理解所获得的知识[1]。

活动三 建构燃料热值

如何更加公平、科学地来比较燃料释放热量本领的大小呢？科学家的研究方法是取单位质量的燃料，看释放热量的多少，从而实现了“燃料的热值”的建构，即人们把某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的“热值”。

活动四 探究环境问题

概念中的关键词——“完全燃烧”，什么叫完全燃烧？实验中燃料做到完全燃烧了吗？实验中观察火焰（图2）不难看出燃料并未“完全燃烧”，尤其是煤油的燃烧情况，有大量的黑烟放出。教学中设定问题：（1）生活中的燃料能做到“完全燃烧”吗？（2）利用效率能否达到百分之百？（3）存在有毒气体释放吗？以家用小型汽车为例，生活中燃料的燃烧并未完全利用，而且有废气的排放，给大气带来较大污染。

事实证明，工业以及生活中大量燃料的燃烧，给环境带了重大的影响。温室效应、酸雨、沙尘暴、雾霾 ……，世界各地屡见不鲜。

活动五 课后拓展

燃料的利用使人类得到大量可用能量，但同时造成环境污染，尤其是“热机使用”以及“燃料燃烧”。因此，保护环境，控制和消除大气污染是必须重视的问题，請同学们课下以“如何控制和消除大气污染”为主题，完成一个“调查科研报告”。

亲身经历实验探究，学生在获取大量感性认识的基础上，既学到了科学知识，又增强了学生的环保意识。整个探究过程，让学生深切地感受到科学的真实性，感受到物理和社会、物理和日常生活的关系，从而使物理教学更加贴近生活[2]。提高了学生环保的责任心和使命感，充分体现了从物理走向社会的教学理念。

参考文献：

[1]张姗姗.对初中物理教学方法的探讨[J].学科教育，2012（4）：173.

[2]王晓清，张伟.让物理教学更加贴近生活——以压强的概念教学案例[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版）， 2012，25（8）：132-134.

（栏目编辑 罗琬华）