滬科教版選修1《關(guān)于熱本質(zhì)的爭(zhēng)議》教學(xué)設(shè)計(jì)

滬科教版選修1《關(guān)于熱本質(zhì)的爭(zhēng)議》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)本次熱學(xué)教學(xué)，通過學(xué)習(xí)熱和溫度的定義以及熱平衡和熱傳導(dǎo)等基礎(chǔ)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)熱本質(zhì)的爭(zhēng)議，理解物質(zhì)的熱現(xiàn)象不是單一的“分子熱運(yùn)動(dòng)”并引導(dǎo)學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)與理論之間的不可分割性，使學(xué)生能夠提升自己的邏輯思維能力，以更準(zhǔn)確的方式去認(rèn)識(shí)物質(zhì)存在的形式與特點(diǎn)。經(jīng)過學(xué)習(xí)，達(dá)到以下教學(xué)目標(biāo)：了解熱的定義及溫度的測(cè)量方法掌握熱平衡和熱傳導(dǎo)的基本概念了解熱本質(zhì)的爭(zhēng)議能夠分析和解決實(shí)際問題，提高學(xué)生的邏輯思維能力二、教學(xué)內(nèi)容本課程主要分為以下三個(gè)部分：1、熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)熱的定義及溫度的測(cè)量方法熱平衡和熱傳導(dǎo)的基本概念比熱實(shí)驗(yàn)和焦耳實(shí)驗(yàn)介紹2、熱本質(zhì)的爭(zhēng)議“熱是一種物質(zhì)”或“熱是一種運(yùn)動(dòng)”爭(zhēng)議的介紹通過比熱實(shí)驗(yàn)和焦耳實(shí)驗(yàn)探究熱本質(zhì)的爭(zhēng)議3、熱學(xué)實(shí)踐探究物體溫度的分布規(guī)律實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——熱平衡狀態(tài)下，加熱與散熱的平衡通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證熱本質(zhì)的爭(zhēng)議三、教學(xué)過程1、熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1.1熱的定義及溫度的測(cè)量方法熱是物體之間相對(duì)于它們已有溫度而不能直接觀測(cè)到的一種能量傳遞方式。溫度是一個(gè)物體內(nèi)部熱運(yùn)動(dòng)分子動(dòng)能的平均值，通常用度數(shù)表示，單位是攝氏度、華氏度等。溫度的測(cè)量方法有多種，如物體所產(chǎn)生的膨脹量測(cè)溫法、電阻式測(cè)溫法等。1.2熱平衡和熱傳導(dǎo)的基本概念熱平衡是指在沒有外部擾動(dòng)的情況下，物體達(dá)到了熱平衡狀態(tài)，這時(shí)物體內(nèi)各點(diǎn)的溫度相等。熱傳導(dǎo)則是指物質(zhì)內(nèi)部、物質(zhì)間，通過分子振動(dòng)而傳遞熱量的過程，有固定形態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況。熱傳導(dǎo)的速率與物質(zhì)的熱導(dǎo)率、物體溫度、截面積、厚度等因素有關(guān)。1.3比熱實(shí)驗(yàn)和焦耳實(shí)驗(yàn)介紹比熱實(shí)驗(yàn)是測(cè)定物體的比熱容，即在相同條件下，各有不同質(zhì)量的物體被加熱至相同的溫度，通過計(jì)算量熱器的熱量變化量，推斷各物體的比熱容大小。焦耳實(shí)驗(yàn)則是測(cè)量物質(zhì)的熱傳導(dǎo)率，即通過熱傳導(dǎo)實(shí)驗(yàn)器，測(cè)定在同樣的梯度橫截面上傳熱量、傳遞時(shí)間和器件材料的厚度之間的關(guān)系。2、熱本質(zhì)的爭(zhēng)議2.1“熱是一種物質(zhì)”或“熱是一種運(yùn)動(dòng)”爭(zhēng)議的介紹19世紀(jì)，人們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，物體被加入一定的熱量后，溫度會(huì)上升。對(duì)于這種現(xiàn)象，人們雙方對(duì)熱的本質(zhì)有了不同的認(rèn)識(shí)：一方認(rèn)為熱是一種物質(zhì)或流體，也叫做“加熱質(zhì)”或“熱量”；另一方認(rèn)為熱是一種運(yùn)動(dòng)，是分子的“無序熱運(yùn)動(dòng)”和常狀態(tài)分子速度的分布狀態(tài)。2.2通過比熱實(shí)驗(yàn)和焦耳實(shí)驗(yàn)探究熱本質(zhì)的爭(zhēng)議通過進(jìn)行比熱實(shí)驗(yàn)和焦耳實(shí)驗(yàn)，本次實(shí)驗(yàn)旨在探究?jī)煞N實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果并比較兩種實(shí)驗(yàn)方法的各自優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)一步探究熱本質(zhì)的爭(zhēng)議。3、熱學(xué)實(shí)踐3.1探究物體溫度的分布規(guī)律開展實(shí)驗(yàn)前，首先介紹物體溫度的分布規(guī)律，分別引導(dǎo)學(xué)生理解一些基本概念，如熱傳導(dǎo)、熱平衡、溫度和熱量等。3.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——熱平衡狀態(tài)下，加熱與散熱的平衡掌握了熱平衡的概念后，可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探索熱平衡下的問題。實(shí)驗(yàn)中，將一杯水加熱，并在其表面放置一個(gè)隔熱杯，通過記錄不同時(shí)間下溫度的變化，說明加熱和散熱的平衡。同時(shí)為了更好地證明熱平衡狀態(tài)下溫度的分布，可以在容器內(nèi)放置一個(gè)帶有溫度計(jì)的加熱體，記錄不同位置下的溫度，并觀察一定時(shí)間后各處溫度的變化。3.3通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證熱本質(zhì)的爭(zhēng)議為進(jìn)一步驗(yàn)證熱本質(zhì)的爭(zhēng)議，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證熱傳導(dǎo)現(xiàn)象，即將一個(gè)由金屬棒和平衡器組成的熱傳導(dǎo)裝置安置在陽臺(tái)上，使裝置的一端加熱，另一端散熱，并通過記錄時(shí)間不同段內(nèi)器材溫度變化量來探究材料的熱傳導(dǎo)性質(zhì)。四、教學(xué)評(píng)價(jià)在本次教學(xué)中，可以通過學(xué)生的主觀反映和客觀評(píng)價(jià)來進(jìn)行教學(xué)效果的評(píng)價(jià)。學(xué)生可以通過練習(xí)、課堂討論、獨(dú)立思考等方式進(jìn)行探究實(shí)踐，而教師則可通過期末考試、小型研究等方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而評(píng)估學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)和學(xué)習(xí)未來的可能性。此外，教師還可將學(xué)生的理解和應(yīng)用水平作為評(píng)價(jià)依據(jù)，比如在比熱實(shí)驗(yàn)中，如果學(xué)生能夠理解杯子包裹著溫水會(huì)使外部溫度難以影響水的溫度，這將成為教師進(jìn)行評(píng)價(jià)的重要依據(jù)之一。五、結(jié)語本課程旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)熱本質(zhì)的