旷思惠，高英
福建省光泽第二中学，福建南平354100
摘要：通过对沪科版九年级物理教材第 13 章第二节“科学探究：物质的比热容”实验，研究了实验教材实验在实际教学中存在的问题，为了帮助学生建构“比热容”的概念，作者提出了一套改进的实验方案，该方案通过教学实践验证，效果显著。
关键词：比热容；概念建构；实验设计；改进方法
比热容是重要的概念之一，热容量是初中阶段最复杂的物理概念之一，而热容量概念的确立又反映了比义法确立物理概念的重要性，同时，比热容量概念对以后更好地理解和解释“比热容”现象具有重要的作用和应用意义。
最好采用科学探究的教学方法，通过实验研究得出比热容的概念。这个过程反映了控制变量方法和转换方法。上海版教材将其定义为“科学探究”，其能力是探索不同材料的吸热能力，实验设计如图1所示，在同一两个容器中同时装载水和煤油的质量，在相同的吸热量下，观察它们上升温度的异同，并从吸热能力的差异进行比较，通过定性分析得出“比热容”的定义。
在教学中，笔者发现教材中的实验效果不合理，缺乏对实验数据的定量分析，比热容概念的建立有些勉强。因此，有必要改进实验方案，引导学生对实验数据进行定量分析，以减少思维困难，让学生对比热容比的内涵有更深刻的理解，更有利于学生核心素养的培养。
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1 教材实验的分析
实验装置：热源——用酒精灯做实验时，不可能保证热源完全相同，因此不可能保证同时释放的热相相等，也难以保证水和煤油同时吸收的热量相同；测量工具——普通温度计滞后，实时性差，数值标度小，读数困难。操作者的操作能力和阅读能力存在差异，增加了实验误差。实验分析只是定性的，不是定量的，比热容的概念有点不愿意提出，说服力有限。
2实验改进探索过程
改进探索 1：数字式温度计代替普通温度计；
改进探索 2：数据读取和记录的研究、改进过程. 如图 2 所示，笔者尝试了秒表、定时提示人工记录、定时提示手机拍照记录和手机自动等间隔连拍等手段.
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改进探索 3：热源改进过程.
如图 3 所示，尝试了普通水浴法、冻盐水水浴法、改进版普通水浴法、电热丝直接加热法和电磁炉 + 鸳鸯锅加热法。
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改进探索 4：数据分析处理改进
将实验数据录入 Excel，利用 Excel 进行数据定量分析，类比密度概念得出比热容概念. 3 实验方案确定
为了使实验方法更科学、实验操作更方便、实验现象更直观、更有说服力，作者通过多次尝试，确定了最终实验装置的改进方案。
改进 1：数字式温度计代替普通温度计.
改进 2：用食用油代替煤油.
改进 3：用电磁炉做热源. 由于电磁炉的加热板是圆的，而鸳鸯锅则是均匀分开的，保证每半锅可以得到一半的热源加热，大大保证了同时吸收同样数量的热量；在实验中，鸳鸯锅上没有火焰热源，覆盖塑料薄膜，防止被加热的液体溅出。上述改进使实验操作简单，大大提高了实验的安全性。
改进 4：用手机地等间隔连拍功能记录加热时间和实时温度，减小误差，同时可以防止操作不当.
改进 5：利用 Excel 对实验数据进行定量分析，类比密度概念得出比热概念.
改进 6：将实验液体由两种增加为 3 种，增加不同质量同种物质的比较.
4总结
4. 1 实验改进方案的优点
采用电磁炉作为热源，不明火不使用可燃煤油，大大提高了实验教学的安全性；用电磁炉 + 元锅炉系统加热水和食用油，可均匀吸热。感应电炉功率率大，可调，实验时间短，易于归纳为分组实验。仪器固定放置，可视性强，操作简单，数据记录自动化，能最大限度地减少误操作和误差，利用 excel 对实验数据进行定量分析，充分证明了比热容的概念。
4. 2 教学环节的进步
教学遵循新课程理念，改进实验方案和数据处理，使学生体验“问题、证据、解释、交流”的完整科学探究过程。改进后的方案能够收集更多的证据，更好地解释比热容概念的建立过程，有利于学生物理核心素质的培养。教学设计使学生的学习从经验走向实验，从猜想走向探究，从定性认知走向定量分析。教具的改进具有简单的材料和直观的效果，能给学生视觉冲击和思维碰撞，符合学生核心素养的培养。
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