人教版九年级物理优质课教学设计

机械效率

广东省湛江市第十二中学　　梁燕玲 【教学目标】 1. 知道有用功、额外功和总功的含义及三者的关系。 2. 理解机械效率的概念，并能计算简单机械的效率。 3. 培养学生对任何事情都要注意“效率”的科学态度。 【教学重点和难点】 对机械效率概念的理解。 【教学方法】 综合教学法。 【教学仪器】 电脑教学平台一套，滑轮组、铁架台、弹簧秤、刻度尺、相同木块和细线各20件。 【教学过程】 一、引入有用功、额外功、总功 师：我们学校旁有一座私人住宅正在建造中，现在需把100 N重的砂子运到6 m高的楼上。想想看，有哪些方法，可以把砂子运上去？ 在投影仪上映出下图： 生：可以把砂子装在桶里或装在袋子里，人提上去。可以用起重机吊上去。还可以用动滑轮或滑轮组等简单机械将砂子运上去。 师：同学们回答得都很好。我们可以有许多办法将砂子运上楼。 现在我们选取其中的一种做个模拟实验，请大家讨论。（电脑模拟动画） 这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图，请观察和思考： 1. 几段绳子承担物体和滑轮的总重？ 2. 砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？ 3. 把100 N重的砂子运上6 m高的楼上，需要做多少功？ 4. 通过滑轮组，绳子末端用了40 N的拉力将砂子运上去，实际做了多少功？ 5. 想一想，这两个功为什么不相等？ 在投影仪上映出学生讨论的结果。 生：提砂子上楼时也要把桶、动滑轮提上去，还要对桶和动滑轮做功；另外绳和滑轮之间还有摩擦，也需要做功。 师：我们的目的是把砂子运上楼，所以把100 N重的砂子运到6 m高的楼上，无论采取哪种方法都必须做的功，这是有用的功。用滑轮组将砂子运上去，在完成运砂子的同时，还不得不对桶和动滑轮也做了功，此外还要克服各种摩擦做功，这部分对砂子提上楼没有用，但又不得不做的功，是额外功。 板书： （一）有用功、额外功、总功 有用功：在工作时，对人们有用的功。 额外功：在工作时，对于额外负担所不得不做的功。 总功：有用功与额外功的和。 练习： 用桶从井中提水的时候，对　　　做的功是有用功，对　　　做的功是额外功。 如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是　　　功，对水做的功是　　　功。 二、引入机械效率 1. 学生分组实验（共20个小组，分2个内容，每10个小组做1个内容，2个实验并进。） 测定：把重G =1.5 N的木块，提高到h =0.2 m的高度时， ①通过一定动滑轮组所做的有用功、总功。 ②通过两定两动滑轮组所做的有用功、总功。 每个实验的记录结果选1～2组，在投影仪上映出进行分析。 2. 讨论与分析 （1）有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功？ （没有） （2）使用不同的简单机械做功，完成相同的有用功时，所做的总功是否相同？这说明什么？ （不同）（这说明额外功不同） （3）额外功在总功中占的比例越多越好，还是越少越好？ （越少越好） 师：一定的总功中，额外功少意味着什么？ 生：有用功多。 师：在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中，有用功究竟占了多少。 为此我们引入一个新的物理量， 叫做机械效率。 板书： （二）机械效率的定义 有用功跟总功的比值叫做机械效率。 板书： （三）机械效率的公式： 练习： 1. 计算课本例题中起重机的机械效率。 2. 计算学生分组实验中所用的简单机械效率。 师：由计算结果推知。 板书： （四）机械效率η是个百分数，一定小于100%，没有单位。 三、小结 师：以上我们讨论了机械的效率，其实在日常的生产、生活中，“效率”的含义很广泛。我们做任何事情都有一个效率问题。我们生活的社会是一个现代化的社会，是讲效率的社会，时时、事事、处处都要求高效率，以尽可能少的消耗去取得尽可能多的效益。我们在学习中，也应注意学习的效率，特别是提高45分钟的课堂效率，这是我们掌握知识、提高能力的重要方法。 四、布置作业

动能和势能

山东省青岛第四十七中学　　赵　华 【设计理念】 1. 本节课对于动能和势能的概念的讲解，不是采用先讲定义，再摆事例的方法，而是采用先摆事例，由学生主动发现它们各自的特点来进行分类，运用分类法自然地得出动能和势能的定义，这样做便于学生接受和理解。 2. 对于动能和势能的影响因素方面，从动能入手，采用典型的探究教学模式，充分体现“以人为本”的教学原则，使学生具有求知的欲望，积极探索问题的答案，在获取知识的同时，也大大地提高了能力。 【教材分析】 【教学过程】 【板书设计】

走出理解内能的误区



云南师范大学江川实验中学　孙克浩



　　内能是初中热学部分的重要概念之一，是初中物理教学中的一个难点。由于内能的概念很抽象，并且与温度、做功、热传递之间存在着较为复杂的关系，所以学生对于内能概念的理解往往是片面的，表现在处理具体问题时常有顾此失彼和捉摸不定的感觉。本文对于理解内能的常见误区进行简要分析，供参考。

　　误区一：关于“吸收热量和温度”

　　由于受到生活“经验”的干扰，大多数学生都认为“物体吸收热量温度一定升高”。部分学生能够理解“物体吸收热量温度可以保持不变”，但是很少学生对“物体吸收热量温度可以降低”表示认同。

　　事实上，在不涉及做功的情况下，物体吸收热量有的温度升高，还有的可以不变或降低。例如，一般情况，物体吸收热量温度升高。但是晶体熔化、液体沸腾的过程中吸收热量温度保持不变；汽化、升华的过程中吸收热量的物体温度降低，汽化、升华的物理过程都有致冷作用。

　　误区二：关于“温度和内能”

　　教材中介绍物体的内能和温度有关，温度越高，物体内部分子的热运动越剧烈，物体的内能就越大。所以学生容易产生“物体的温度不变，内能也就保持不变”的错误认识。

　　物体的温度变化，内能一定变化。但是物体的温度不变，内能可以不变，也可以增加，还可以减小。例如，一般情况下，物体的温度不变，内能不变；但是晶体在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，内能增加；相反在凝固过程中，放出热量，温度保持不变，内能减小。

　　误区三：关于“做功、热传递和内能”

　　1．改变物体的内能有两种方式；做功和热传递，并且做功和热传递对于改变物体的内能是等效的。初中学生的思维缺乏严密性，在解决具体问题时往往顾此失彼。例如，认为“物体吸收热量内能一定增加，物体对外做功内能一定减小”等。

　　2．因为热传递是内能间的转移，所以在没有做功的参与情况下，物体吸收热量内能一定增加，放出热量内能一定减小；但是在没有热传递的情况下，外界对物体做功，物体的内能不一定增加，即机械能不一定转化为内能。例如，用力提起物体，对物体做功使得物体的机械能增加，而内能本身没有变化。如果是做功使物体内能变化。外界对物体做功物体的内能增加，物体对外界做功内能减小。常见做功使物体内能增加的情况有：压缩气体做功，克服摩擦做功。物体对外做功使物体内能减小的情况是气体膨胀对外做功。

　　误区四：关于“热量和内能”

　　有的学生认为“热量就是内能”。

　　热量和内能是两个不同的物理量。热量是在热传递过程中传送能量的多少，是一个过程量，只有在热传递的过程中才有意义。不能说“物体含有热量，具有热量”。内能是物体内所有分子做无规则运动的动能和分子间相互作用的势能的总和，它和物体的质量、温度等因素有关。一切物体都有内能。

　　误区五：关于“机械能和内能”

　　1．部分学生认为“物体的运动速度越大，它的内能就越大”这个错误认识是由于学生没有把宏观概念和微观概念区分开的缘故。物体宏观的机械运动情况决定物体的机械能，物体微观的分子热运动和分子间的相互作用决定物体的内能。所以物体的运动速度和它的内能没有直接的关系。

　　2．一个物体的内能减少，一定有另一个物体的内能增加”。这个错误的产生反映学生对于能量之间的转化或转移关系模糊不清，可以从以下几个方面来认识：

　　首先，机械能和内能可以相互转化，主要通过做功来实现。例如，物体沿粗糙的斜面滑下；流星坠落和大气层摩擦等情况下机械能都减小转化为物体间的内能。再如，壶内热汽推动塞子运动，自身内能减小，转化为塞子的机械能。

　　其次，有时机械能不转化为内能。例如，人造卫星在大气层外运动；忽略空气阻力的物体的下落运动都只有动能和势能间的相互转化，而机械能的总量保持不变，不转化为内能。

　　再次，物体的内能减少，可以转化为机械能或其他形式的能。例如，热蒸汽膨胀推动活塞运动，对外做功，自身内能减小，部分转化为活塞的机械能。部分转化为活塞的内能。

分子热运动

山东青岛24中 陈翠玉

教材分析 教学目标 知识与技能 通过观察和实验，初步了解分子动理论的基本特点，并能用其解释某些热现象。 过程与方法 通过观察和实验，学会运用想象和类比等研究方法，培养学生的观察和分析概括信息的能力。 情感态度与价值观 培养学生敢于表达自己的想法，随时关注周围的人和事以及有关现象。 教学重点 通过观察和实验，了解分子热运动，并能用其解释某些热现象。 教学难点 分子热运动剧烈程度与温度的关系， 学情分析 学生在第十章“多彩的物质世界中，已经对物质的组成及分子运动情况有了大致的了解，在化学课中已经知道了扩散现象，对生活中一些常见的扩散现象也有了较深的印象，但对于分子的运动快慢与什么因素有关的问题并不十分清楚。 方法运用 整节课运用“讨论·实验·探究·创造·反思”五位一体的教学模式，在进行“分子运动剧烈程度与温度的关系”的探究中运用类比、推理、论证的方法。 教具和媒体 教师：多媒体、一杯大米、三杯小鱼、两只温度计 学生：一杯凉水、一杯热水、一把药匙、少量品红等 　　　教学设计说明 　　1．本节课作为本章的第一节内容，是学生在学完宏观物体的有关知识后，对微观世界的知识进一步探究学习，为后面研究物体内能及其有关知识做好铺垫。但由于分子的运动无法直接观察探究，所以本节课主要采用类比的方法组织教学。 　　2．为加深学生对扩散这个常见现象的探究兴趣，设计了学生熟悉的品红在水中扩散的实验。同时为实现物理源于生活，服务于生活，同时了解和分子热运动有关的现代科技，所以在最后让学生列举扩散现象在生活中的有关实例及其应用。 　　3．本节需要考察的知识与技能要求较低但内容抽象，在学习过程中，主要充分调动学生的学习积极性，以学生讨论为主，在教师引导的基础上，运用“讨论·实验·探究·创造·反思”五位一体的教学模式，以“提出问题──进行类比──形成假说──分析推断──实验检验──得出结论”为主线的思维程度进行教学，利于培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。 　　4．本节课为了使学生在学习过程中，对于分子运动情况及扩散现象有更具体、清晰的了解，在相关部分设计了多媒体课件。 　　　教学流程： 教学环节 教学内容 教学策略 教师活动 学生活动 课题引入 用课件1展示大量分子无规则运动图，并提问可以判断出是什么在运动在旧知识的基础上提出本节课的课题：分子的运动规律怎样？ 通过课件引导学生想象、回忆，引起学生的兴趣，同时引入课题 播放课件1并提问引导对学生的回答以肯定，并说明所代表的内容：分子的无规则运动说明：在第十章中已经采用拟人的方法学习了解了固体、液体、气体分子的运动情况确定本节课的研究内容：分子的运动规律 仔细观察并回答这像是什么在运动及其相关问题 回顾有关内容提出进一步想要学习的问题 课题探究 一、提出问题 如何研究分子的运动？ 利用小组“讨论法”发散学生的思维，使他们知道研究这类问题的科学方法 提出问题：分子太小，无法用肉眼看到它的运动情况，该如何研究？汇总学生讨论情况 回忆思考小组讨论可以采用的研究方法；转换法、模型法、类比法等 二、研究方法类比法 选用类比的方法将不容易研究的问题简单化，可以使学生更容易探究分子的运动规律 确定研究方法 展示实物：一杯大米、有一条小鱼的一杯水、有许多条小草鱼的一杯水，引导学生确定与分子运动相似的物体。 观察交流 找到与分子运动相似的物体运动：水中运动的大量小草鱼 三、形成假说 1．鱼的运动快慢与水的温度有关；水的温度越高，草鱼运动的越快（水温不能超过鱼的承受极限温度） 2．分子的运动快慢可能与物体的温度有关：温度越高，分子运动越剧烈。 通过观察探究得到鱼的运动规律，类推得出分子运动规律的假说，学生非常容易而且自然通过课件2形象地展示水的温度对草鱼的运动快慢的影响，加深实验印象，同时可以顺理成章地过度到分子的运动。 1．展示实物：两杯盛有等量水和草鱼的水杯，但两杯水中的小草鱼运动快慢不同。 2．引导学生探究并得出结论。 3．播放课件2：鱼的运动速度随温度的升高而加快，引导学生类推分子的运动与温度的关系。4．播放课件3：分子的运动随温度的升高而加剧。 1．观察并猜想交流：什么原因引起鱼的运动快慢不同？ 2．实验探究 两组学生通过用手试摸、用温度计测量水的温度，得出鱼的运动规律。 3．观察课件并类推出分子运动与温度的关系。 4．观察课件并形成分子运动与温度关系的假说。 四、利用假说推断如果上述假说成立，那么会出现：品红使热水变色比冷水快。 利用学生已有的知识可以降低学习的难度。 提出问题：如果上面的假说成立，等量的品红放入同样多的冷水和热水，会出现什么现象？ 回忆化学知识：品红使水变色对问题进行猜想。 五、实验检验 遇过学生分组实验，验证假说的推断是否正确， 通过学生的分组实验，既可以使每个学生都能亲身、仔细地观察实验现象，又可以锻炼学生的动手与合作能力。通过生活中相关的实例进一步证明实验结论的正确性，使结论由特殊到一般，具有普遍性； 给学生提供器材，组织学生分组实验，提醒实验中应注意控制变量。 利用实验现象和课件4（扩散现象的微观分析以及扩散现象与温度的关系）分析总结出结论。 提问：还有什么现象或实验能够证明上面的猜想是正确的？ 小组合作，进行实验。 分析观察到现象，得出正确结论。 讨论回答生活中大量温度影响扩散现象发生快慢的实例。 六、得到结论 通过假说推断的正确性来证明假说的正确，这是物理、教学常用的方法。 引导学生得出分子运动与温度之间的正确关系，给出结论和本节课的课题： 分子热运动 并解释为什么称为“热运动” 分析 理解 评估与反思 1．在研究分子运动规律的过程中，经历的思维探究程序：提出问题─类比─形成假说─进行推断─实验检验─得出结论 2．用到的研究方法：类比法、控制变量法、转换法 发挥学生的主动性，根据自己的理解进行小结，培养总结概括能力。 引导学生讨论自行进行探究的过程和方法的小结。 播放课件5进行简单总结，同时进行情感教育，说明伟大的物理学家牛顿在研究光的色散时曾用到这样的思维探究过程。 小组讨论后自行小结。 总结研究方法时具体说明在什么环节或问题中是如何运用的。 板 书 设 计 15-1　分子热运动 问题：分子的运动规律？ 类比：草鱼的运动规律：水温越高，草鱼运动越快 假说：分子运动可能与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈 推断：品红使热水变色比冷水快 实验：冷水＋品红 　　　热水＋品红　　扩散现象 结论：分子的运动与温度有关；温度越高，热运动越剧烈

“比热容”教学实录

青岛市平度西关中学　綦晓丽

【设计理念】 　　1.本节课首先用“漫画”创设问题情景，营造积极思维、气氛宽松的质疑环境，寻找提出问题的突破口。让学生经历从生活走向物理，从物理走向生活的认识过程。 　　2.让学生大胆猜想与假设。本节课我设置了环环相扣的多个问题，问题提出后鼓励学生大胆猜想，以培养学生的发散思维。科学的猜想是许多发明创造的开始。 　　3.实验过程由学生设计，通过合作进行实验，并从记录分析讨论中学到规律性知识。让学生经历基本的科学探究实践，受到科学态度和科学精神的熏陶，体验科学探究成功的愉悦。 教学目标 知识与技能 1． 了解比热容的概念 2． 会查比热容表 过程与方法 1． 通过探究实验，了解比热容的概念 2． 尝试用比热容解释简单的自然现象 情感态度与价值观 1． 培养学生对科学的求知欲和乐于探索的精神 2． 养成实事求是、新生自然规律的科学态度 教学重点 探究比热容的概念 教学难点 用比热容解释自然现象 教学方法 探究式教学法、小循环多反馈教学法。提出问题──猜想──讨论──反驳──实验检验──得出结论 教具和媒体 大屏幕投影，多媒体计算机，铁架台中，石棉台，酒精灯，热得快，蒸发皿，沙子，水，煤油，天平，温度计，秒表，烧杯等 　　【教学过程实录】 　　一、新课引入 　　师：大屏幕投影一幅漫画：炎热夏天的傍晚，有两个小胖子在海边游玩，为了纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到海中去，乙则认为在岸上散步更凉爽，你认为谁的意见对？ 　　（说明：创设物理情景，以激发学生的学习兴趣。） 　　让学生思考、猜想、讨论并发表自己的观点。 　　生（甲）：在岸上散步凉爽，因为沙石温度低。 　　生（乙）：划船到海中更凉爽，因为水温较低。 　　生（丙）：一样凉爽，因为气温是一样的。 　　师：同学们有这么多猜想，到底谁的想法正确呢？学习本节知识后你自然会明白。 　　（板书课题：三、比热容） 　　（说明：制造问题悬念，诱发学生强烈的探索欲望。） 　　二、进行新课 　　师：同学们在生活中一定烧过水，一壶水容易烧开还是半壶水容易烧开？ 　　生（齐）：半壶水容易烧开。 　　师：将一壶水烧开与烧热，哪个需要时间长？ 　　生（齐）：一壶水烧开需要时间长。 　　师（继续提出问题）：烧水时，水吸收的热量可能与哪些因素有关？有什么关系？请同学们猜想一下。 　　（说明：提出问题，让学生猜想并讨论，培养学生的发散思维。） 　　生（甲）：与水的质量有关，水的质量越大吸收热量越多。 　　生（乙）：与水温升高多少有关，水温升高越多吸收热量越多。 　　生（丙）：与水的质量、水温升高多少都有关，质量越大、水温升高越多吸收热量越多。 　　（说明：教师引导学生互相交流、反驳，对回答不完善的地方可补充完善，共同讨论、归纳、得出结论。） 　　在学生讨论回答的基础上，教师板书结论。 　　师（继续提出问题）：对于不同的物质，例如，水、沙子、煤油，如果它们的质量相同，温度升高的度数也一样，它们吸收的热量是否相同？ 　　（说明：学生思考，小组讨论并回答，以求思维的多样性。） 　　生（甲）：吸收热量不相同，夏天到海边洗澡时，会感觉沙子烫脚，而海水却比较凉；水吸收的热量多，说明水的吸热本领大。 　　生（乙）：吸收热量相同，因为它们受同样的太阳光照射。 　　师（总结说明）：吸收热量多少、或温度变化多少，都反映了物质吸热能力的大小。怎样比较不同物质的吸热能力？请同学们参看桌上的实验器材，边讨论边合作设计实验方案。 　　让学生分小组合作讨论并设计方案。 　　（说明：教师要加入学生的探究设计环节，倾听学生的思路，并适时加以点拨，培养学生的创新思维和创新意识。） 　　教师让学生进行实物投影展示设计方案，并让学生口头表述自己的设计思路。 　　生（甲）：用相同质量的水和沙子，加热相同时间，比较它们温度升高的多少。温度升高越小，说明吸热能力越强。 　　生（乙）：用相同质量的水和煤油，温度升高相同时，比较它们加热时间的长短。加热时间越长，说明吸热能力越强。 　　（说明：高效率的交流，使学生从别人的方案中得到有益的启发，认识到交流与合作的重要性。） 　　教师将实验设计中相同或相似方案的学生重新分组。 　　（说明：重新分组后，学生有了归属感、荣誉感。以小组为单位，通力合作，取长补短，形成合作、竞争的学习气氛。） 　　教师在学生进行实验之前，应把实验中可能遇到的问题先提出来讨论，有助于实验的顺利完成。 　　设置问题：1.怎样获得质量相同的水和沙子？（或水和煤油） 　　2.怎样测出它们的温度？ 　　3.怎样确定它们吸收了相同的热量？ 　　学生思考、讨论，并逐一回答。 　　师：请做完实验的同学将数据填到黑板上的表格中。学生进行实验，填表：表1质量相同、加热时间相同时： 表1　质量相同、加热时间相同时 水 沙子（煤油） 升高的温度/℃ 表2　质量相同、升高相同的温度时 水 煤油（沙子） 升高的温度/℃ 　　（说明：取得学生大量的数据，便于总结结论。） 　　师：请同学们从这些数据中，总结出不同物质的吸热能力。 　　学生自由讨论，并归纳结论。 　　（说明：此环节中学生的主动性得到充分发挥，能力在争辩中得到提高。） 　　师：怎样表示各种物质在这种性质的差异呢？物理学中引入了比热容这个物理量。 　　（板书：比热容概念） 　　师：不同物质的比热容不同，比热容是物质的一种属性。请同学们了解“几种物质的比热容”（屏幕投影）。 几种物质的比热容 水 4．2×103 铝 0．88×103 酒精 2．4×103 干泥土 0．84×103 煤油 2．1×103 铁、钢 0．46×103 冰 2．1×103 铜 0．39×103 蓖麻油 1．8×103 水银 0．14×103 沙石 0．92×103 铅 0．13×103 　　师生共同分析：从表中我们了解到，水的比热容最大，说明水的吸热能力最强。水的比热容是沙石的4.5倍，因此，白天在同样阳光照射下，水的温度变化比沙石小得多。这是沿海气温温差较小的原因。夜晚，水和沙石同样放热，水温比沙石温度高，因此，晚上在岸上散步更凉爽。 　　（说明：学生终于明白小胖子（乙）的想法是正确的，真正体验从生活走向物理，从物理走向生活的认知态度，达到学以致用的目的。） 　　教师设置问题，让学生讨论解决。 　　问题：1.在日常生活中，哪些地方利用了水的这一属性？ 　　2．在自然现象中，有哪些现象可用水的这一属性解释？ 　　（说明：给学生充分的讨论时间后回答，将物理知识与生活、生产相联系，体现物理是有用的。） 　　生（甲）：冬天暖气用水做“热源”，因水储藏的热多。 　　生（乙）：司机师傅用水做“冷却剂”冷却汽车发动机。 　　生（丙）：夏天到海滨去避暑。因海滨比内陆凉爽。 　　（说明：同学们的讨论热情非常高涨，有初步的信息交流能力，有将自己的见解公开与他人交流的愿望，敢于提出与别人不同的见解。） 　　教师不失时机地对学生精彩举例加以鼓励。 　　师：请同学们完成下列巩固练习。（出示反馈练习） 　　1.为比较不同物质的_____能力，引入了比热。水的比热是_____。 　　2.判断：一桶水的比热比一杯水的大。（） 　　3.铝的比热是0.88×l03J?(kg?℃）-1，这说明1kg的铝_____。 　　师：请同学们思考，2kg铝温度从30℃加热到100℃，怎样计算铝块吸收的热量？（屏幕显示） 　　学生小组合作讨论，做出解答。 　　师生共同分析归纳，总结出热量计算公式：Q=cmΔt 　　出示反馈练习二： 　　1.质量为2kg的水，温度升高50℃吸收的热量是多少？ 　　2.质量为5kg的热水，从100℃降到80℃放出的热量是多少？ 　　学生计算并作答。 　　（说明：强化练习，加深对热量公式的理解，培养学生运用物理知识解决实际生活中问题的能力。） 　　师：请同学们阅读课本的“STS”，思考讨论： 　　1.为什么沿海气温不像内陆气温变化显著？ 　　2.热污染的主要来源包括哪些？ 　　3.同学们作为21世纪的建设者，为保护我们共同的家园，提出你对热污染问题的解决设想。 　　（说明：此题为开放性题目，目的是唤起学生对社会热点问题的关注，发展学生的实践能力和开创意识） 　　三、小结 　　师：同学们在本节课中都有哪些收获？ 　　生：讨论之后做知识小结。 　　师：本节课不仅仅要了解比热容的有关知识，更重要的是让同学们掌握科学探究的方法，培养学生探究问题的能力。 　　四、布置作业 　　1.请同学们回去后，写一篇关于“热污染”的调查报告。 　　2.完成课本上“动手动脑学物理”的4个题。 　　【板书设计】 三、比热容 （一）比热容 1．定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容。符号c。 2．单位：焦每千克摄氏度，符号J·(kg·℃)－1 3．意义：比热容是物质的一种属性。 4．应用： （二）热量的计算 1．公式：Q＝cmΔt\ 2．应用： 　　注： 　　本节课是2002年12月在平度市西关中学进行的平度市级公开课。本节课是在新课程理念指导下，采用了探究式教学法，通过实践、探究、合作交流等学习方式，让学生亲身体验学习，更大程度地调动了学生的主动性和积极性，激发了学生的内在学习动力，培养了学生的实践能力和创新精神。

大象无形

──我看新教材的开发 江苏省无锡市石塘湾中学　　许帮正 新课程提倡教师成为研究者和教材的开发者，我认为“新教材”开发的重点首先应是“科学探究”流程的开发和完善。 案例：“比热容”的探究 比热容一直是初中教学的难点。教材（人教版实验教科书）中提供的比热容的实验操作较为繁琐且误差较大，往往导致概念难以建立，建立后的概念又由于内涵较深、外延较广，涉及热量、温度变化、质量三重概念间的关系，学生难以理解。笔者认为，授课时应大胆改进探究实验，在尊重编者所确立的“探究思想”的前提下建构“身边的物理”，采用更为科学的探究流程，才能真正让学生获得知识与技能、情感与态度等方面的发展，特别是获得能力发展和深层次的情感体验，获得解决问题的方法。下面我对执教本课时的课堂实录稍作整理并阐述自己的一些见解。 一、课堂教学实录 （一）提出问题──科学探究的前提 问题引入：美丽的江南水乡──无锡已步入冬季，夜晚睡觉时，辛劳了一天的妈妈常给我们准备好热水袋，关于热水袋，你了解多少？ （1）烧水时，水吸收的热量与水的质量有什么关系？与水温升高多少有什么关系？ （2）使用热水袋的目的是取暖，热水袋里装的是水，可以换成相同初温、质量的煤油或砂石吗？ 从生活走向物理是新课程的理念之一，学生能根据生活经验对问题做出合理的判断。 （二）猜想──科学结论的先导 问题引入：由此你认为物质吸收（或放出）的热量的多少除了与物质的质量和温度的变化有关外，可能还与有关？ 学生能猜想到物质吸、放热可能与物质种类有关。 （三）制定计划与设计实验──科学探究的具体化、程序化 从猜想中直接引出探究课题：物质的吸热与物质种类有关吗？ 问题导引1：选择何种物质作为研究对象比较科学？在探究时，还应注意哪些问题？ 师生共同讨论得出：选择水、干砂石既可满足“不同物质”，又可使探究对象更具普遍性，因此地球表面的主要组成物质是“水、土、砂”；在探究时采用“控制变量法”，使水、砂的质量相等，因为质量也是影响吸热的因素。 问题导引2：如何确定物质的吸热与物质种类有关（请提出两种方案）。 学生经讨论后提出：一是让质量相等的水、干砂吸收相等热量后，测量温度变化；二是让质量相等的水，干砂升高相同的温度，比较加热时间。 问题导引3：根据方案设计器材。 抽取方案中的共性后不难得出需要热源、温度计，质量相等的两种物质、天平等器材。 问题导引4：用书本装置图15.31和15.32可否完成本次探究？本套装置有何缺陷？该如何改进？ 学生基本能找到如下缺陷：酒精灯热源具有污染性和不稳定性，砂子升温不均匀，等等。 学生改进实验设想：一是用电热源或热水做热源；二是减少砂量增大砂的相对受热面积，使用搅棒，使砂的内部温度很快一致。得出本次操作可用如下器材取代：直径为20 mm，长为20 mm的试管两支，砂和水，带孔橡皮塞两个，温度计、一次性塑料杯一只，开水。 （四）进行实验与收集数据──科学事实是进行科学分析的根据 实验步骤：用天平称出15 g砂，用量筒量出15 mL的水，分别装入试管中；用带孔的橡皮塞插上温度计插入砂和水中；在塑料杯中倒入适量热水，将两试管同时放入杯中同等深度（以热水浸没砂面为准）8～10 s拿出，读出砂的温度不再上升时水和砂的温度。 数据记录：（摘选） 误差分析：水、砂的热传递方式不同，但水在形成对流前热传递的主要方式也是传导，控制放入热水的时间是让冷水和砂吸热期间的传热方式相同，但15 g的水比砂的体积大，在拿出热水后放热速度也有差异。 实验反思：本实验所得数据能较好地反映问题，且操作简捷，学生基本能独立完成，需要的物质量较少，干砂较易收集，操作时应注意使用温度较高的热水，使热水与待研究的物质有较大温差。 （五）分析与论证──“实验后的思考有时比实验本身更重要！──牛顿” 问题导引1：若要使质量相同的水、砂石均升高相同的温度，该怎么办？ 学生不难得出应对水加热更长的时间。 问题导引2：水和砂石谁的吸热能力强？ 学生也不难得出同等条件下的水吸热多，故而吸热能力强。 问题导引3：如何科学地比较不同物质的这种特性呢？ 实际授课时会发现学生较难用物理语言组织表达，笔者类比密度概念的建立进行了启发，过程如下。 （1）出示两份表格： （2）得出：可采用比较单位质量、升高1℃的水、砂吸热多少来比较它们的吸热能力。 通过类比不仅可以建立比热容概念，同时可让学生意识到比热容同密度一样属于物质的基本属性。接下来的比热容的定义及常见物质的比热容，让学生自读课本相关内容进行解决。 （六）应用──体现知识的价值 知识应用体现从物质走向社会，同时也渗透“科学是一把双刃剑”，培养学生辩证的科学观。 1. 依据水的比热容较大的特性，举例说明它在工农业和日常生活中的应用。 2. “太湖美，美就美在太湖水。” 70年代的无锡可谓“小桥流水人家”，90年代的无锡给人“枯藤老树昏鸦”之感。从70年代到90年代无锡的昼夜温差成增大趋势，现在又有所减小。请在课后做进一步的调查，并分析为什么？ 二、我对科学探究流程的理解 （一）科学源自对生活的理解与感悟 杨振宁在与科大学生交流时曾说过这样一段耐人寻味的话：“科学原理是浅显易懂的……真正需要探寻的东西其实就在我们的身边，最伟大的发现往往来自于最平凡的认知。”从这段文字中我们不难看出：科学源自对生活的理解与感悟。作为科学课程之一的物理学，研究的是自然界最基本的运动规律，而自然界中的物理现象蕴藏着无穷奥秘。这两方面的客观存在与结果是建构初中物理新课程的关键，也是物理新课程设计的起点。这就要求教学的设计能设法让学生体会到“生活的物理，社会的物理”，总之一个有血有肉的活生生的物理，而并非“书本上的方块字”和实验室中“冷冰冰的仪器”。这种设计的理念与教材的内容体系并无多大关系，因为教材提供的只是值得借鉴的一种探究模式。关键是敢于联系学生实际，大胆地重组教材结构，再赋以新的理念。我在设计此课时“时已近冬，天气渐寒”，以“热水袋”作为探究起点则易激发学生思维，而“太湖”作为无锡的母亲湖，养育着千千万万的太湖儿女，以“太湖美”作为课程设计的延伸点则体现了科学的价值，设计中关注了人性情感的渗透，如“辛劳的母亲”“小桥流水人家”的江南水乡。真正体现“生活即物理”。 （二）探究源于对问题的发现和解决 牛顿曾说“发现一个问题比解决一个问题更重要。”张大昌先生说过：没有问题就没有探究的根本和必要。成功的“科学探究”要使学生既能学到科学概念又能发展科学思维能力，则需在课堂上保持学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲，具体操作时应遵循科学研究的基本规律──源于问题，解决问题。笔者在组织学生探究时先从现实生活中选择和确定研究主题──“热水袋里装的是水，可以换成相同初温、质量的煤油或砂石吗？”再以问题为导引，在教学中设法创设一种“类似于学术研究的情境”，并通过实验设计、操作、收集与处理信息、表达与交流等探究活动让学生自主、独立地发现问题和解决问题。 （三）流程源自对实践的反思和改进 这里的反思有两层含义，一是科学的探究流程的建构，需要作为组织引导者的教师根据实践进行反思；二是科学结论的获得需要作为探究主体的学生进行反思。本课“制定计划与设计实验”环节之所以与书本相比较有较大变动，原因是我在授课时发现，书中所提供的实验操作确实较为繁琐，而且所用的探究课题“比较不同物质的吸热能力”较为抽象，学生往往会回答“干砂的吸热能力强，因为干砂的温度比水的温度升得快”，这一问题若不解决，势必影响科学的探究流程的构建，影响课堂教学的时效。所以我在授课时，一是让探究课题更为显性化；二是在探究中引导学生反思书本实验的缺陷，设计更为合理的探究实验，再利用探究后的结论引导学生比较“不同物质的吸热能力”。 综上所述，我认为科学的探究流程需是符合学生探究能力的流程，能切实培养学生探究能力的流程。课程编者往往提供的是一种思想，而并非方法，“大象无形”是教学实践者开发课程的原则。 说明：我选比热容作为案例还有另外一个原因，那就是“比热容”是新教材中设置的最后一个完整案例，从道理上讲，学生的探究意识已建立，探究流程已内化。

“能源家族”教学实录

青岛市平度西关中学　董民亮

【设计理念】 　　1.本节课的内容要求较浅，但需要通过学生搜集大量的事例、资料，对这些内容进行了解。同时，也锻炼了学生的自学和探究能力。 　　2.通过本节课的教学，让学生了解能源的有关知识，并且了解人类利用能源带来的不利影响，鼓励学生大胆创新，将来为开发新能源做出自己的贡献。 　　【教材分析】 教学目标 知识与技能 了解能源的分类 过程与方法 通过让学生搜集与能源有关的资料，锻炼学生解决问题的能力，学会解决问题的方法 情感态度与价值观 通过学生搜集资料的过程，体验成功的喜悦，了解人类文明的发展过程，获得民族自豪感 教学重点 能源的分类 教学难点 不要再生能源与可再生能源的特点 教学方法 探究式教学法 教具和媒体 蜡烛、电灯、火柴、太阳能电动车、手电筒、风扇、手摇电动机、多媒体课件、投影仪 　　【教学过程实录】 　　一、引入新课 　　（教师出示一个太阳能电动车，用手电筒照射，太阳能电动车转动了。用手摇发电机发电，使小灯泡发光。点燃蜡烛，蜡烛发光。） 　　师：同学们这几个实验中都体现了哪些能量转化？ 　　（学生讨论、交流并回答） 　　生甲：太阳能电动车是把太阳能转化为动能，发电机是把机械能转化为电能，蜡烛燃烧是把化学能转化为内能。 　　师：对于能量你们想了解哪些问题呢？讨论一下。 　　（学生讨论，交流并回答） 　　生甲：人类可以利用哪些能量？ 　　生乙：我们需要的能量从哪里来？ 　　生丙：自然界的能量取之不尽吗？ 　　师：能量的来源即为能源，今天我们就来讨论一下能源的有关问题。 　　板书：第十六章一、能源家族 　　（说明：利用小实验引入新课，引起学生的兴趣。提出问题让学生讨论，培养了学生的发散思维。） 　　二、新授 　　师：同学们都认识哪些形式的能量？讨论交流一下。 　　（学生讨论交流并回答） 　　生甲：太阳能、电能、光能、内能。 　　生乙：声能、核能、生物能、化学能。 　　生丙：风能、水能、地热能、潮汐能。 　　师：那么，我们今天使用的化学能有哪些？ 　　生：煤、石油、天然气、煤气、沼气、食物等。 　　师：同学们能对这些能源进行分类吗？结合生活和生产上的能源使用情况分析讨论一下。 　　（学生讨论、交流，教师参与学生的小组讨论，适当进行点拨、指导。） 　　生甲：我们使用的煤、石油、天然气是千百万年以前埋在地下的动物和植物经过漫长的地质年代形成的，跟化石的成因一样，可称为化石能源。 　　生乙：太阳能、风能、地热能等是可以从自然界中直接获得的能源可以称为一次能源。电能是无法从自然界中直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。 　　师：同学们这种分类方法非常科学。那么，你们刚才所举的例子都属于哪种能源？ 　　（学生讨论、交流、回答） 　　生甲：煤、石油、天然气应属于一次能源，电能属于二次能源。 　　生乙：煤气、沼气属于二次能源，核能属于一次能源。 　　生丙：我们所吃的食物属于一次能源。 　　师：同学们的说法都有道理。对于这些能源有没有别的分类方法呢？同学们讨论一下。 　　（学生讨论并回答） 　　生甲：我们所吃的食物是由生命物质提供的能量，可以称为生物质能；太阳能、风能、核能等不是由生命提供的能量，可以称为非生物质能。 　　师：同学们讨论这种分类方法是否可以？ 　　（学生通过讨论，认可了这种分类方法，但有的小组也有新的分类方法，学生继续发表自己的见解。） 　　生乙：有些能源可能在短期内从自然界得到补充，可以称为可再生能源；有些能源不可能在短期内得到补充，可以称为不可再生能源。 　　师：说得非常好！能否举例说明一下？ 　　（学生讨论，交流，回答） 　　生甲：煤、石油等越用越少，并且短时间内不可能从自然界中得到补充，所以属于不可再生能源；水能、风能可以在自然界中源源不断地得到，所以它们属于可再生能源。 　　生乙：天然气、核能属于不可再生能源；太阳能、生物质能属于可再生能源。 　　生丙：地热能、潮汐能属于可再生能源。 　　（说明：学生对能源进行不同方法的分类，开阔了学生的发散思维，让学生学会对于同一事物可进行不同角度的研究。） 　　师：同学们说得很好。可再生能源与不可再生能源是指一次能源而言的。那么，对于煤、石油、天然气等这些最主要的能源，你们都了解哪些有关的内容呢？把你们搜集到的资料讨论交流一下。 　　（学生讨论、交流） 　　生甲：煤、石油、天然气是地球给人类提供的最主要的一次能源。远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，腐烂了。沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油。在石油形成过程中还放出天然气。今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接受的太阳能。 　　生乙：石油是世界上许多国家的主要能源。盛产石油的中东国家是发达国家主要的石油供应国。 　　生丙：1973年，爆发了第四次中东战争。由此引发了西方国家第一次石油危机。1980年，中东两个石油大国伊朗和伊拉克之间爆发战争，两伊战争猛烈冲击世界石油市场，引发了第二次石油危机2003年3月，美国与伊拉克之间爆发了战争，致使石油价格提升。 　　（说明：学生通过搜集事实，认识到世界的能源危机，从情感上让学生感知加强国防力量的重要性。） 　　师：由于石油是许多国家经济发展的支柱，所以，世界上为争夺石油而引发了很多战争。由此，我们是否可以讨论这样一些问题： 　　1.以石油作为经济发展的支柱是否可靠？ 　　2.以化石燃料为主的能源结构还能支持多久？ 　　3.能否开发新型能源？ 　　4.人类开发化石能源给生态环境带来哪些影响？ 　　（学生展开讨论，各抒己见，对于不同观点互相反驳。） 　　师：同学们在课下可以继续讨论这些问题。 　　　三、小结 　　师：同学们这节课的收获是什么？ 　　生：我们了解了有关能源的知识，并且会通过搜集事实获得信息，了解世界，了解人类文明。 　　　四、布置作业 　　课后“动手动脑学物理”中的2、3题。 　　【板书设计】 第十六章　能源与可持续发展 1． 化石能源 2． 生物质能 　　注：2003年4月4日，在平度市新课程改革现场会上进行了全市公开课。本节课运用新的课程理念，把能量的有关知识让学生通过各种途径进行了解，培养了学生的各种能力。通过让学生搜集事例和事实，鼓励学生关心国家和世界大事，关注人类使用能源的前景，增加了学生学习物理的兴趣，提高了学生辨别是非的能力。

“太阳能”教学实录

青岛市平度西关中学　李刚

【设计理念】 　　1.本节课本着不过分强调知识传授，让学生经历科学探究过程的理念，培养学生的探究精神，实践能力及创新意识。 　　2.通过互相交流互相评价，增强学生的合作意识。 　　【教材分析】 教学目标 知识与技能 了解太阳能是人类资源宝库 了解一些和太阳能有关的知识 知道利用太阳能的方式 过程与方法 通过课堂上设计装置，课下制作改进的过程，培养学生思考动手的能力，切实提高他们的创造 通过主动学习，提高学生搜集信息交流信息的能力 情感态度与价值观 培养学生保护环境，合理利用资源的意识和不断创新、不断提高的精神 教学重点 太阳能的利用 教学难点 发明装置 教学方法 探究式教学法 教具和媒体 彩笔，直尺，实物投影仪，太阳能电动车 　　【教学过程实录】 　　　一、引入课题 　　师：同学们，今天我给大家带来一个转盘（展示）。我用手一拨它就转，你能否用其他方法使它转起来呢？ 　　生甲：用水冲。 　　生乙：吹气。 　　师（请同学演示）：同学们来看这个方法是否可行？用激光手电照射这个圆盘它能否转起来呢？ 　　（说明：教师只介绍方法，学生猜想，引起学生兴趣。） 　　（教师用手电照射这个圆盘，学生观察。） 　　师：通过这个现象你可提出什么问题？ 　　学生列举自己提出的问题：①可否用阳光代替手电光？ 　　②光为何能让转盘转动起来呢？ 　　（教师引导学生对以上问题简要分析） 　　师：咱们这节课就来重点研究与太阳有关的问题。 　　板书：第十六章能源与可持续发展三、太阳能 　　二、新授 　　师：有关太阳的知识，我已经请大家在课下查阅了有关资料，现在请你上台来给大家介绍一下你的收获，把你的成果和大家一起分享好吗？ 　　学生举手上台演示并介绍：①太阳概况； 　　②地球上贮藏的能量来源成因； 　　③利用光碟交流太阳能反射炉的制造。 　　师：刚才大家都踊跃上台展示了自己的成果，说明你们都作了积极主动的准备，这种积极主动的学习态度值得肯定，希望大家能保持。现在我们来进一步总结一下太阳能有什么特点？ 　　板书：1.太阳能的特点 　　（学生讨论、交流） 　　师：哪位同学谈一谈？ 　　学生甲：清洁丰富。 　　学生乙：经济。 　　板书：经济、丰富、清洁 　　师：既然太阳能有这么多优点，我们就应该好好的利用。请大家讨论：平时我们都是怎样利用太阳能的？ 　　板书：2.太阳能的利用 　　（学生讨论，交流） 　　师：现在请同学来讲一讲人类是怎样利用太阳能的。 　　学生甲：烧煤、汽油、天然气。 　　学生乙：太阳能热水器、太阳能手表、太阳能汽车。 　　师：能否对刚才这些事例分类？ 　　（学生讨论、交流） 　　学生甲：烧煤、汽油属一类，太阳能汽车、太阳能手表、太阳能热水器属另一类。 　　师：同学们分得很好。我们不妨给他们起个名字：第一类是间接模式，第二类是直接模式． 　　板书：①直接利用②间接利用 　　师：关于直接的应用，大家能否再讨论一下，可分为哪几种情况？ 　　学生讨论后回答：可分为用集热器给水加热，利用太阳能电池板，把太阳能转化成电能。 　　板书：集热器、太阳电池 　　师：若给你一个集热器，你会有什么发明创造？请讨论后画出图纸。 　　（学生设计讨论五分钟左右，教师参与并给予适当点拨。） 　　师：请各组推荐几个同学上台展示你们发明的装置。 　　第一组同学上台演示： 　　生甲：太阳能集热器吸收太阳能，使水温升高，供给住户洗澡做饭。 　　生乙：关于我们的设计哪位同学还有好的建议？ 　　台下生甲：你的太阳能热水器，只是在正午时和与太阳正对时才有效，其余时刻不能最大限度的吸收阳光怎么办？ 　　台上生丙：这好办。我们可以把太阳能热水器制成可转动式的。 　　台下生乙：你的太阳能在晚上能保温吗？ 　　台上生丁：这一点你不用担心，我们用的当然是保温材料。 　　这一组演示完毕换另一组。 　　师：刚才大家发明的装置都很好。我想你们一定对太阳能电池的应用有兴趣，进行发明创造吧！ 　　（学生讨论设计五分钟） 　　师：现在请各小组上台展示你们设计的装置 　　第三组同学上台投影出示图像。 　　台上生甲：这是一把太阳伞，顶部有一电风扇，上面是一个太阳能电池给风扇供电，这样既避免了日晒又可以享受到凉快。 　　台下生乙：你的伞有个缺点：太阳能电池在上面不方便。 　　台上生乙：你提得很好。我想我们会进一步改进的。例如把伞面改成太阳能电池的。 　　台下生乙：你们的太阳伞在雨天可否当雨伞？ 　　其他组上台交流…… 　　师：刚才大家都充分展示了自己的聪明才智，同时，也有这种体会：发明创造并不容易，这一过程是一个曲折的过程，只有不断改进，才能达到更好，干其他事情也是这样。 　　（说明：经过以上两个环节，让同学们经历了创造发明的设计过程，体验了其中的成功与失败，得到了情感态度价值观的熏陶。） 　　师：同学们，化石能源的利用给人类带来了好处，但事物总是对立的，化石能源的利用有什么不利的一面？请讨论。 　　学生讨论后总结： 　　生甲：烧煤、汽油带来大气污染，温室效应，水土流失……。 　　板书：3.化石能源的危害 　　师：我们该怎么办？ 　　（说明：学生讨论并自由发言说出措施，开阔了学生的发散思维。） 　　学生：使用太阳能汽车，植树造林，工厂烟囱加上净化装置。 　　师：刚才大家说得很好，可见大家具有很强的环保意识。现在请大家总结一下，这一节课你有哪些收获？ 　　生乙：这一节课我了解了大量的与太阳有关的知识：太阳能的利用。利用集热器、太阳电池进行了设计，使自己的创造能力得到了提高。 　　师：这一堂课大家学得很好，很积极主动，表现出了很高的创造能力。同学们今后一定会发明创造出很多有价值的器材。 　　三、布置作业 　　把你的设计方案进行制作。 　　【板书设计】 第十六章　能源与可持续发展 三　太阳能 1． 太阳能的特点 经济、丰富、清洁 2． 太阳能的利用 ①直接利用 ②间接利用 3．化石能源的危害 　　注： 　　1.本节课是2002年12月在平度西关中学进行的青岛市研究课。 　　2.本节课教师只起了一个导演的作用，让学生去尽情地发挥、探索。通过让学生上台交流材料，讨论设计方案，上台展示等等，使学生充分享受到了探究的乐趣，从中获益。