江蘇省常熟市藕渠中學(215558)

吳華芳●

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研究和利用教材資源 培養(yǎng)能力和創(chuàng)新意識

江蘇省常熟市藕渠中學(215558)

吳華芳●

本文以初中物理《分子動理論內(nèi)能》為例，闡述了扎實的基礎知識，基本的物理思想，基本的物理技能是實施創(chuàng)新教育的根基，因此深入理解并掌握教材是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的基礎.

教材資源；基礎教學；分子動理論；內(nèi)能

一、加強基礎的教學

建構(gòu)主義學習觀認為：物理學習是一個以學生已有的知識和經(jīng)驗為基礎的主動的建構(gòu)過程.良好的知識結(jié)構(gòu)能吸納新知識，不斷豐富個體的原有認知結(jié)構(gòu)，更為重要的好似知識結(jié)構(gòu)越合理，越有利于融會貫通，有利于舉一反三，有利于遷移和運用.顧明遠教授指出“創(chuàng)新并非異想天開，而是扎實的基礎知識之上掌握學科的前沿知識，運用創(chuàng)造思維，舉一反三發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新知識.”扎實的基礎知識、基本物理思想方法、基本物理技能的教學是實施創(chuàng)新教育的根基.學生具備了扎實的基礎知識，也使創(chuàng)新的大樹有了肥沃的土壤，枝繁葉茂也就成為可能.因此教師在教學中應注重學生基礎知識的發(fā)展，以及物理知識的聯(lián)系.

二、樹立遠大理想，激發(fā)興趣

理想指的是個人所向往的或所要模仿的事物或人的主觀形象，它與個人的愿望相聯(lián)系，更與現(xiàn)實生活相聯(lián)系，一個人的理想內(nèi)容越豐富越崇高，對其推動力也就越大，它鼓舞人們不畏艱難險阻，百拆不撓地投身于科學公關中去.考察目前的教學實際可發(fā)現(xiàn)，學生在學習過程中缺乏清楚，明確，自主的學習目標的現(xiàn)象比較普遍.因此教師應向?qū)W生提出適當要求，引導學生建立起自主對自身發(fā)展有更大價值的遠景目標.同時還要讓學生感到他現(xiàn)在所做的每一件事都與今后的生活，工作，學習息息相關，他的每一次努力都是對理想的接近.

愛因斯坦有言：“興趣是最好的老師，它永遠超過責任感”.興趣是一種具有濃厚情緒的志趣活動，它使人集中精力去獲得并創(chuàng)造性地完成研究活動.教育家烏申斯基指出：“沒有絲毫興趣的強制性學習，將會扼殺學生探求真理的欲望.”從這個意義上說，無休止的“應試”與“題海戰(zhàn)”，就會使學生感到物理學習難、繁、枯燥乏味.不少學生因此喪失學物理的信心，從而導致教學質(zhì)量急劇下降.

三、認真研究掌握教材

《新課程標準》中明確提出了現(xiàn)行教材具備“增進對科學探究的理解，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力的功能也是素質(zhì)教育所要達到的目的.因此我們要認真研究，學習應用各章內(nèi)容包括基礎知識及要點；基本技能指導；綜合能力應用三個部分.下面以《分子動理論內(nèi)能》一章為例說明.

(一)掌握的基本知識及要點

1.分子動理論的基本內(nèi)容

(1)物質(zhì)是由大量分子構(gòu)成的，分子是保持物質(zhì)的化學性質(zhì)的最小微粒，體積非常小，若把分子看作是球體，它的直徑一般的只有幾個埃(1埃=10-10米)，在一滴水中含有的分子數(shù)比地球上的總?cè)丝谶€大好幾百億倍.分子之間還存在空隙，氣體分子間的空隙最大液體次之，固體分子間空隙最小.

(2)分子永不停息無規(guī)則運動，不同物質(zhì)在互相接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象叫做擴散，實踐表明氣體之間，液體之間，固體之間都能發(fā)生擴散現(xiàn)象.擴散現(xiàn)象表明一切物體的分子都在永不停息地做無規(guī)劃的運動漸度越高分子做無規(guī)則運動越劇烈.

(3)分子之間有相互作用的引力和斥力，分子在不停的運動，但固體和液體能保持一定的體積， 固體還能保持一定形狀，這說明分子之間存在引力，固體和液體又很難被壓縮，這說明分子之間還存在斥力，由此可見分子之間同時存在相互作用的引力和斥力氣體之間也存在著相互作用，只不過這一作用十分微弱，通常不計.

2.內(nèi)能概念

(1)熱運動.物體里大量分子永不停息地做無規(guī)則運動，溫度越高分子做無規(guī)則運動和速度越大，運動越劇烈，由于物體內(nèi)大量分子做無規(guī)劃運動的速度與溫度有關，所以把物體里大量分子的夫規(guī)劃運動叫做熱運動.

(2)內(nèi)能：分子因熱運動具有的動能叫分子動能，分子間由于相互作用而具有的熱能叫分子勢能，構(gòu)成物體大量分子的動能和勢能總和叫做物體的內(nèi)能.對一確定的物體他的內(nèi)能與它的溫度有關，物體溫度升高，它的分子熱運動加快它的內(nèi)能就增加，如果物體溫度降低它的熱運動就變慢，它的內(nèi)能就減小.

(3)改變內(nèi)能的方法：①做功；②熱傳遞兩種方法.

熱傳遞過程中一個物體吸收了熱量，溫度升高它的內(nèi)能就增加.如果一個物體放出了熱量，溫度降低它的內(nèi)能就減少了，用熱傳遞方法來改變物體內(nèi)能，實際上是內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體的過程.熱能的形式?jīng)]有改變.對物體做功，物體內(nèi)能就增加，物體對外做功，物體內(nèi)能就減少.用做功的方法改變物體內(nèi)能實際上是內(nèi)能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)化的過程，能的形式發(fā)生了改變.

(3)能量守恒定律在熱傳統(tǒng)改變物體內(nèi)能的過程中，內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，且內(nèi)能總量保持不變，在做功改變物體內(nèi)能的過程中，內(nèi)能與其他的能相互轉(zhuǎn)化，且能的總量保持不變.

(二)辨析與掌握基本技能

1.關于吸收熱量和溫度

在不涉及做功的情況下，物體吸收熱量有的溫度升高，還有的可以不變或降低.例如，一般情況，物體吸收熱量溫度升高.但是晶體熔化、液體沸騰的過程中吸收熱量溫度保持不變；汽化、升華的過程中吸收熱量的物體溫度降低，汽化、升華的物理過程都有致冷作用.

2.關于“溫度和內(nèi)能”

物體的溫度變化，內(nèi)能一定變化.但是物體的溫度不變，內(nèi)能可以不變，也可以增加，還可以減小.例如，一般情況下，物體的溫度不變，內(nèi)能不變；但是晶體在熔化過程中，吸收熱量，溫度保持不變，內(nèi)能增加；相反在凝固過程中，放出熱量，溫度保持不變，內(nèi)能減小.

3.關于“做功、熱傳遞和內(nèi)能”

①改變物體的內(nèi)能有兩種方式；做功和熱傳遞，并且做功和熱傳遞對于改變物體的內(nèi)能是等效的.初中學生的思維缺乏嚴密性，在解決具體問題時往往顧此失彼.例如，認為“物體吸收熱量內(nèi)能一定增加，物體對外做功內(nèi)能一定減小”等.②因為熱傳遞是內(nèi)能間的轉(zhuǎn)移，所以在沒有做功的參與情況下，物體吸收熱量內(nèi)能一定增加，放出熱量內(nèi)能一定減?。坏窃跊]有熱傳遞的情況下，外界對物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加，即機械能不一定轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.例如，用力提起物體，對物體做功使得物體的機械能增加，而內(nèi)能本身沒有變化.如果是做功使物體內(nèi)能變化.外界對物體做功物體的內(nèi)能增加，物體對外界做功內(nèi)能減小.常見做功使物體內(nèi)能增加的情況有：壓縮氣體做功，克服摩擦做功.物體對外做功使物體內(nèi)能減小的情況是氣體膨脹對外做功.

4.關于“熱量和內(nèi)能”

熱量和內(nèi)能是兩個不同的物理量.熱量是在熱傳遞過程中傳送能量的多少，是一個過程量，只有在熱傳遞的過程中才有意義.不能說“物體含有熱量，具有熱量”.內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子做夫規(guī)劃運動的動能和分子間相互作用的熱能的總和，它和物體的質(zhì)量、溫度等因素有關.一切物體都有內(nèi)能.

5.關于“機械能和內(nèi)能”

①機械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化，主要通過做功來實現(xiàn).例如，物體沿粗糙的斜面滑下；流量墜落和大氣層摩擦等情況下機械能都減小轉(zhuǎn)化為物體間的內(nèi)能.再如，壺內(nèi)熱汽推動塞子運動，自身內(nèi)能減小，轉(zhuǎn)化為塞子的機械能.

②有時機械能不轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.例如，人造衛(wèi)星在大氣層外運動；忽略空氣阻力的物體的下落運動都只有動能和勢能間的相互轉(zhuǎn)化，而機械能的總量保持不變，不轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

③物體的內(nèi)能減少，可以轉(zhuǎn)化為機械能或其他形式的能.例如，熱蒸汽膨脹推動活塞運動，對外做功，自身內(nèi)能減小，部分轉(zhuǎn)化為活塞的機械能.部分轉(zhuǎn)化為活塞的內(nèi)能.

(三)綜合能力在解題中的升華

例1 關于熱量、溫度、內(nèi)能之間的關系，下列說法中正確的是( ).

A.物體溫度升高，一定吸收了熱量

B.物體吸收了熱量，溫度一定會升高

C.物體的內(nèi)能增加，一定吸收了熱量

D.物體的溫度升高，內(nèi)能一定會增加

分析與解 物體的溫度升高，分子的無規(guī)則運動加快，物體的內(nèi)能就增加.做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的，物體的內(nèi)能增加，可以通過熱傳遞方法，也可通過做功的方法.而物體吸收熱量后不一定都是增加分子的動能，很多情況下是增加分子間的熱能，而其溫度保持不變.所以，選項D是正確的.

溫度、熱量和內(nèi)能是三個不同的物理概念.溫度是表示物體在某一時刻的冷熱程度，它標志著物體內(nèi)部分子無規(guī)劃運動的劇烈程度，所以，對一個物體的溫度不能講“有”或“沒有”，應該說“是多少”或“達到多少”.熱量是物體在熱傳遞過程中吸收或放出熱的多少.離開了熱傳遞，熱量就沒有意義.所以對熱量應該說在熱傳遞過程中“吸收多少”或“放出多少”，不能說“有多少”或“含有多少”.內(nèi)能是物體中所有分子的動能和勢能的總和，是能的一種形式.對內(nèi)能應該說“具有多少”，不能說“含有多少”.

熱量與物體溫度變化多少、物體的質(zhì)量、組成物體的物質(zhì)比熱容有關，或與物體變化的質(zhì)量有關，而與溫度的高低無關.內(nèi)能與物體的溫度、體積等有關，溫度升高，分子運動速度增大，分子的動能變大；體積增大，分子間距離增大，分子熱能增大，物體內(nèi)容能增加.在熱傳遞過程中，物體內(nèi)能變化的多少是用熱量來表示的.

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