初中物理“热和能”教材分析

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　　③内能的变化，非常抽象，但我们可以转换成物体的温度变化来研究。
　　（2）模型法。
　　许多比较复杂的问题，我们可以引入能够描述其要点的辅助量或建立理想化模型，帮助研究与解决问题，这就是模型法。本章中运用这种方法的点有：
　　①分子及其结构：将分子看作小球，将不同状态的分子结构用诸多的小球来表示。
　　②分子间作用力：用弹簧和小球来描述分子间的引力和斥力，是模型法的典范。
　　（3）等效法。
　　做功和热传递对于改变物体的内能是等效的。可以与前面学过的等效电阻、合力等概念联系起来，一起体会这种思想。
　　（4）图像法。
　　用数学的语言来描述物理过程，既是《课程标准》下重要的物理教学内容，又是学生今后到高中进一步学习物理的重要方法和工具。其中图像法就是这样一种很好的数学工具。
　　对于分子之间的作用力与分子间距离的关系，在感性体验的基础上，配合图像会使学生从不同角度对该问题有更深的认识，也可以使学生对图像法理解得更加深刻，更能体会它的重要的作用。教学中可以与八年级教材中的熔化与凝固图像、密度图像等联系起来进行比较与理解。
　　（5）想象力。
　　想象力是一种培养学生创造力的重要途径。想象力的培养方法是一种创造学方法，这一点在教材上已经体现出来，在教材“科学世界”栏目的“向地球要热”中，让同学们想象乘坐“地下火箭”去地核探险，进一步讨论应该具备的物理条件。教师应该充分利用好这些素材并自己挖掘教材中其他的有关素材去培养学生的想象力。
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　　2．哲学思想、方法的体现。
　　（1）对立统一规律的体现。
　　在本章中，人文的色彩比较重，而在其中比较突出的是科学双刃剑的问题。通过人类利用内能的历史、热机的发展史等，可以让学生形成辩证地看待事物的思想。这对于他们今后在社会中的生存、避免极端化的做法和不健康的心理因素等等，都有着十分积极的作用。
　　（2）质量互变规律的体现。
　　分子动理论所描述的是微观的情景，而扩散现象却是微观现象的宏观表现；分子动理论描述的是微观分子的平均动能与分子势能，而分子的动能与势能的总和却是宏观物体的内能。这种从微观到宏观的过渡，体现着从量变的积累发展到质变的过程。这种观念对学生今后的学习、工作与生活意义重大。
　　（3）普遍联系观点的体现。
　　从内能与其他形式能的转化与转移，扩展到各种能量之间的转化与转移，从而使整个宇宙成为相互联系的整体。这既是本章的知识目标，又是培养学生哲学观念的意识目标。这是本章的终极目标──“让学生形成用能量的观点看世界的意识”的哲学思想体现。
　　本章的方法论直接指导着本章的教学过程，而教学过程又是为实现本章的最终目标服务的。
　　四、关于本章知识与技能目标中的重点知识的教学
　　有了正确的方法论做指导，就可以顺利解决本章的重点知识与难点知识。
　　(一)重点知识的教学
　　1．能用分子动理论解释某些热现象。
　　紧紧抓住转换法，将微观问题转换为宏观外在表现来研究，是突出这一重点的关键。
　　2．尝试用比热容解释某些自然现象。
　　对比热容的理解，应该在探究比热容的物理意义的基础上，充分运用类比法将“比热容”与“密度”进行类比，让学生理解与体会比热容与密度一样，都是物质本身的一种属性。
　　3．能用能量转化和守恒的观点分析物理现象。
　　要落实这一章的最终目标，需要采取贯穿的方式。即从刚刚进入本章到本章结束，都要体现这一点。时时刻刻对每一问题都让学生从能量角度去分析，即使是开始分析得不好。一般可以分三步培养学生分析问题的能力：认识能的各种形式──各种能的转化、转移实例──各种能转化、转移与守恒实例。将这一过程贯穿本章的始终，当学习能量转化和守恒定律以及热机效率等问题时，这种观点和分析问题的方法、习惯就会水到渠成。
　　(二)难点知识的教学
　　1．内能的概念。
　　内能是本章的主角。要从分子动理论出发，按照教材的编写流程，从微观到宏观，从单个分子到整个物体，逐渐建立内能的概念。概念建立后，再与机械能等其他形式的能进行比较，可以进一步加深对内能概念的理解。
　　2．温度的微观意义。
　　虽然《课程标准》中没有该要求，但我们可以在学习了内能的概念之后，反过来利用“探究扩散现象与温度的关系”，让学生初步体会温度的微观意义。这会对他们理解内能的概念有所帮助。
　　3．功、热量的实质是量度。
　　虽然《课程标准》中只是间接提出此要求，但它对于理解能量转化和转移的实质及守恒思想比较重要。我们可以通过改变内能的两种方法的探究，让学生初步体会热量、功作为能量转移、转化中的“量度”作用。
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　　五、关于本间的人文目标
　　本章是体现人文精神与学科综合的经典教材。
　　（一）关于STS精神的教育
　　科学、社会、技术的统一，首先表现在科学与技术的结合上。本章充分体现出这一特点。
　　1．关于热机。可以包括如下的一系列的问题。
　　各种热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、蒸汽轮机等。具体的如汽车、火箭、喷气发动机……
　　对上述的各种机器，应该通过模型或示意图，让学生从工作原理、构造、能量转化或转移等角度进行剖析，培养读图、通过图分析问题的习惯。
　　2．由热力学第一定律引出第一类永动机；由热机效率视情况进行扩展，引出第二类永动机。
　　对于这两类永动机，尤其是第一类，可以向学生提供示意图，然后让学生从能量守恒的角度去分析、解释不可能的原因。第二类永动机，可以根据学生的情况在现有知识基础上介绍、扩展，甚至可以讨论有关“人体热机”的问题，这一点在教材习题中也有所涉猎。
　　（二）关于科学史教育
　　科学史教育既是培养学生辩证看问题（知识的双刃剑）的观念的重要做法，也是渗透STS精神教育、最终使学生形成正确的价值取向的基础，又是培养学生学习兴趣的工具。
　　1．本章中涉及的科学史问题。
　　（1）属性（本章特指比热容）对科技进步的影响。
　　（2）内能的利用与人类。
　　（3）机械（本章为热机）的使用历史、机械使用对社会发展的作用。
　　（4）能量与我们生活的关系。
　　（5）内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
　　除此之外，我们还可以自己挖掘一些人文方面的教育内容。如能量守恒定律的建立过程等等。
　　2．对于这些内容，我们可以采取如下的方法和步骤。
　　（1）师生一起收集有关的资料，然后共同交流、讨论。
　　（2）运用辩证唯物主义哲学的初步思想与观念去分析、感受。
　　（3）全班大讨论，进行正、反方的辩论会。
　　（4）让学生写出有关的小论文、随笔、体会。
　　（三）本章内容的综合性
　　本章是体现物理学科内部综合、物理与其他学科综合、自然科学与社会科学综合的典范。应该通过具体的物理问题，让学生感受到该物理问题不仅仅是该知识点的问题，它与物理知识中的其他点、其他学科、能量的变化甚至社会问题都有着不可分割的联系。任何事物都是一个“系统”，而不是孤立的。特别是作为义务教育阶段物理教学的倒数第二章，应该是让学生综合地看问题的时候了，这种综合地看问题的观点体现了普遍联系等哲学思想，为本章最终目标得以实现提供了重要的基础。
　　六、关于本章的创造力培养与学习动力
　　本章可以将创造力的培养与学习的动力有机地结合起来。在本章比较抽象的、微观的内容下，如何创造情景让学生尽可能多地动手进行创造就显得尤为重要。例如：
　　让学生自己制作小蒸汽轮机、小火箭等模型。
　　让学生通过表演说明分子的运动、内能改变的方法等物理现象。
　　让学生自己设计实验验证、说明本章的物理原理等等。
　　让学生在自制永动机的失败中体会能量守恒定律、能量转化的方向性等等。
　　通过这些创造性活动，使学生对本章知识能比较形象地理解，提高了创造力水平，同时在动手、动脑创造的过程中提高了对本章内容的兴趣，保持持续的学习动力，为实现本章的最终目标提供了条件。
　　总之，通过上述的分析与教学建议，我们的目的只有一个：通过本章的学习，让学生形成用能量的观点去看待世界、分析问题的意识。
　　

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