物理人教版八年级上册熔化与凝固

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1、万方数据V01．37No．2(2016)物理教师PHYSICSTEACHER第37卷第2期2016年运用数字传感器突破晶体熔化教学的难点李立娟牛林(北京市潞河中学，北京101149)摘要：晶体熔化实验是初中物理热学教学内容的经典实验，然而受实验方法和器材的限制，实验效果一直差强人意．笔者尝试在实验中运用数字传感器测量温度，以期获得理想的实验效果，从而有效突破教学中的难点问题．关键词：晶体熔化；数字传感器；教学设计；问题驱动1问题的提出“熔化和凝固”是继“温度和温度计”之后，初中物理《热现象》一章的第2节内容，学生由此开始他们的热学之旅．“熔

2、化”这一部分的内容与生活息息相关，这对教学起了一定的铺垫作用，但随之而来的是初二的学生尚处在形成物理思维的最初阶段，由于受所掌握的知识所限，对日常生活现象只凭感觉去判断，因此一些相异构想就成了教学中亟待突破的难点．在教学过程中，笔者发现，难点主要集中在：①理解吸热的本质是热传递的过程，热传递的产生条件是有温度差；②理解晶体熔化过程中吸热但温度不变．传统教材[1]的实验设计中，选择的晶体代表物质是海波，对海波进行水浴加热，并用温度计直接测量海波的温度，要求学生观察实验并记录海波的温度，之后在坐标图中完成温度随时间变化的图像，由此总结得到海波在

3、熔化前、熔化中和熔化后的特点．教学实践中发现，在这样的实验设计下，要求学生既要观察实验现象，又要同时记录实验数据，是一种很难实现的设想．理解“在水浴方法下晶体熔化吸热”以及“晶体熔化吸热但温度不变”，这两个教学难点并没有得到突破．在细节上，实验虽然采用水浴加热，但在操作中发现，海波的熔化仍然是不均匀的，整个过程要对海波进行不断地搅拌，因此实验装置中缺少了搅拌棒．同时，用温度计测量水温时，受温度计的质量影响，往往读数并不能精准并且稳定，就导致了学生所采集的数据并不理想．基于以上实践中发现的问题，笔者尝试运用温度传感器完成这个实验，此前也不乏有

4、教师进行过尝试但又无奈放弃，发现传感器有其自身的局限性，受其自身的校准，稳定性和灵敏性等因素影响，实验效果并不如意．笔者经过反复试验了不同品牌及版本传感器之后，发现某公司生产的“新一代数字传感器”(如图1)获得了较好的实验效一40一果，有效地突破了以上2个教学难点．℃尹—固图1新一代数字传感器2运用温度传感器突破教学难点(1)难点①的突破．为突破难点①，我们运用2支温度传感器获得“双图像”，直观反映热量的传递情况，帮助学生理解物质的熔化吸热的本质是热传递过程．实验中，笔者改变传统教学中只测量海波温度的情况，而是用2支传感器同时测量水和海波的

5、温度，并表现在图像中，如图2所示．其中实线表示的是水温随时间的变化情况，虚线表示的是海波的温度随时间的变化情况，这样的双图像直观反映了二者的温度差，使学生容易理解热量的传递情况，从而得到海波的熔化是吸热过程的结论．807060P50趟40赠30200300400500600时间，s每波熔化温度变化图像在教学中，笔者发现不少学生总是在这样一道经典问题中不能得解．万方数据第37卷第2期2016年物理教师PHYSICSTEACHERV01．37No．2(2016)如图3所示，A、B两容器里都装有水，当对A加热至其中的水沸腾后，再继续加热，B试管中

6、的水能沸腾吗?为什么?笔者认为，学生错解的根源在于，没能理解水沸腾需要吸热，吸热的本质是热传递，而热传递的产生条件是需要有温度差．基于此，我们更坚定了晶体熔化实验双图像的重要性和必要性．(2)难点②的突破．图3运用传感器直观、准确表现晶体熔化图像可有效突破难点②．由于学生对“晶体熔化时温度不变”缺乏感性认识，能否充分考虑学生的知识储备和认知水平，并在实验中展现清晰、完整、直观的实验现象，是熔化教学的关键．传感器在实验中的运用．使得温度的读数更灵敏、准确和稳定，能够很好地克服传统教学中实验成功率低的难题，进而解决了难点②．学生在观察实验现象的

7、同时，对比温度随时间变化的图像，容易得到晶体熔化过程中温度保持不变的实验结论．3基于传感器运用的晶体熔化教学设计(1)问题引入．教学中，教师首先提问：固态的冰能否变成液态的水?学生的回答是肯定的．进而，教师应进一步追问：如何能做到呢?由此让学生自己设计实验并体验冰化成水的条件．对此，学生知道在盛夏的教室中将冰块静置就能实现，也容易想到把冰放到太阳下晒，或者直接拿在手心里可以加快过程．此时，教师相应讲解热传递和吸、放热的判断，以及熔化的定义．实验后，学生分析总结得出冰熔化成水的过程需要吸收热量．此时，教师应继续提问：物质在吸热时，温度会有什么

8、样的变化呢?对此，不少学生会认为是“升高”．教师要抓住契机，追问：一定升高吗?在这一问题驱动下，引导学生用实验来揭晓答案，同时用这一问题主线贯穿整个实验教学过程．(2)组装器材．