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。