“比较不同物质的吸热能力”实验的改进

2018-10-20 10:29李军德
中学教学参考·理科版 2018年7期
关键词:改进实验

李军德

[摘 要]初中物理课程标准强调用教材教,要求广大教师能用日常生活中的物品或其他的辅助资料进行有效教学,提高教学实效。基于这样的教学理念,文章结合教学实践,分析探讨“比较不同物质吸热能力”实验的改进。

[关键词]实验;吸热能力;改进

[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)20-0056-02

实验在物理教学中的地位和作用是不容置疑的。初中生的认知水平正处于由形象思维向抽象思维发展的阶段,实验正好可以加强直观教学,刺激学生的感观,活跃学生的思维,帮助学生由感性认识上升为理性认识,加强学生对知识的理解和记忆。因此,实验的直观性、可靠性、精确性、有效性就显得尤为重要。经过多年的教学实践,笔者认为,现行教材中部分实验需要改进,下面就“比较不同物质的吸热能力”实验谈谈自己的观点,并提出一些改进措施。

一、实验在教材中所处的地位和作用

1.地位

“比较不同物质的吸热能力”实验是九年级物理第十六章第三节内容,在已知物体吸收热量的多少与它的质量、温度变化有关的情况下,探究不同物质吸收热量的多少还与自身的吸热能力有关,实验简单直观,对学生学习、运用比热容的知识具有重要的意义。

2.作用

这个实验是探究不同物质比热容的核心实验,明显的实验现象能为后面的知识探究奠定良好的基础;学生通过对实验现象的观察和分析,能较好地理解不同物质的吸热能力也有所不同。由实验得出结论,客观具体,学生容易接受,同时降低了教学的难度。

二、原实验中的不足之处

教材中的实验是使用控制变量法,用天平称出相同质量的水和食用油,让它们吸收相同的热量,然后通过温度计示数的变化,得出结论:温度计示数上升较快的物质,升高1℃所需的热量较少,吸收热量的能力较小(即比热容较小),这样好多同学都很难准确地得出结论。

1.实验中要用到两个相同规格的电热器,分别接在两个低压电路中对水和食用油加热。实际实验中,很难控制电热器,使之放出的热量相同,即无法保证水和食用油吸收的热量相同,因而对准确得出实验结论有一定的影响。

2.实验中需要两个学生电源,两个开关,两个电热器,两个烧杯,导线若干,实验器材较多,需要连接两套电路,增加了实验的危险性,延长了实验时间,进而影响了课堂教学效果。

三、实验改进

1.将原实验中观察吸收相同的热量改为测量升高相同温度所需要的时间,学生在实验中通过可靠的数据比较,能更加直接地得出实验结论:不同的物质,在质量相等、温度变化相同时,吸收热量越多的物质,说明容纳热量的本领强,即这种物质的比热容大,这样学生能更加深刻地理解:物质的比热容只与物质的种类有关。

2.将原实验中两个低压电路改为一个并联电路,利用并联电路各支路两端的电压相等的特点,可避免电压不稳等因素对实验的影响,从而更精确地控制物体吸收的热量,使二者的吸热相同,并可以通过支路开关控制,使水和食用油升高相同的溫度。改进后的实验装置,操作简单可靠,减少了实验误差。

3.将原实验中的两个学生电源改成一个学生电源,实验器材更加简单,降低了实验准备的难度和操作的危险性。

四、实验注意事项

(1)实验前要用天平称出质量相等的水和食用油。

(2)两个电热器的规格要相同,并且两个电热器应当是并联连接的。

(3)温度计玻璃泡不能碰到容器壁、容器底和电热丝。

(4)注意输出电压不能超过电热器的额定电压。

五、实验过程

1.用天平称出质量相等的水和食用油,倒入两个相同的烧杯中,放置在实验台上。

2.两个阻值相同的电热器并联接在6 V的直流电源上,每个电热器串联一个开关(方便操作),此时开关是断开的。

3.将并联好的电热器分别放入水和食用油中,调节好温度计在两液体中的位置,记录初温。

4.检查电路无误后,打开电源,闭合开关,同时按下停表开始计时,观察两烧杯中温度计的变化,做好数据记录。

5.断开升温较快物体中电热器的开关,继续给升温较慢的物体加热,用秒表分别记录温度计升高相同温度所用的时间,并记录在表格中。

分析数据,得出结论:质量相等的不同物质,升高相同温度时,加热时间较长的物质,吸收热量的能力较强,即比热容较大。

六、改进后的实验效果与评价

1.改进后,实验现象非常明显,减小了实验误差,缩短了实验时间,实验成功率高。从实际教学来看,学生更容易接受比热容的概念,更容易弄懂不同物质比热容一般不同以及比热容较大的物质在质量相等、温度变化相同的情况下,吸收热量较多。对综合分析能力还不是很强的学生来说,改进后的实验更容易得出实验结论。

2.大大缩短了实验时间,降低了实验难度。对还没有接触电路的学生来说,每连接一个电路都要花费好多时间,将两个电路改为一个电路,就可以缩短实验时间,同时,也提高了课堂教学实效。

3.师生合作学习的难度降低了,提高了课堂学习效率。利用实验数据,很容易比较出1 kg食用油和1 kg水升高1℃所吸收的热量,直接引出比热容的概念,学生轻而易举地掌握了相关知识,做题目时也得心应手。

以上就是笔者对改进“比较不同物质的吸热能力”实验的一些粗浅认识。在实际教学中,实验改进应遵循“直观简单”“现象明显”“结论可靠”的原则,应让实验更好地服务于初中物理教学。

(责任编辑 易志毅)

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