标签：初中物理教材,初中物理总复习,初中物理教学案例,http://www.qingsong8.com 初中物理“热和能”教材分析,
　　
　　依据《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》（以下简称《课程标准》）编写的人教版九年义务制《物理》教材九年级第十五章“热和能”之所以放在整个义务教育阶段物理教学的倒数第二章，说明它的重要性、难度和综合性。本文将浅析教材的设计意图并提出一些实际教学中的建议。
　　一、本章在《课程标准》中的教学目标
　　在《课程标准》中，涉及与本章内容有关的课程目标主要有如下的条目。
　　（一）知识与技能目标
　　1、知道和认识层次：初步了解分子动理论的基本观点；了解内能的概念，能简单描述温度与内能的关系；了解热量的概念；了解比热容的概念；知道做功的过程就是能量转化或转移的过程；通过实例了解能量及其存在的不同形式，能简单描述各种各样能量和我们生活的关系；通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化；知道能量守恒定律；能举出日常生活中能量守恒的实例；从能量转化的角度认识燃料的热值；通过能量转化和转移，认识效率。
　　2、理解层次：能用分子动理论解释某些热现象；尝试用比热容解释某些自然现象；能用能量转化和守恒的观点分析物理现象。
　　（二）过程与方法目标
　　通过观察和实验，初步了解分子动理论；通过实验，了解比热容的概念。
　　（三）情感态度与价值观目标
　　1、反应层次：了解属性（本章特指比热容）对科技进步的影响。了解机械使用的历史，认识机械使用对社会发展的作用。了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。感受各种能量和我们生活的关系。
　　2、领悟层次：有用能量转化与守恒的观点分析物理现象的意识。
　　显然，我们不难看出本章的重点内容在于分子动理论、比热容、用能量转化和守恒的观点分析物理现象这三点上。这三点都是“理解”层次的知识点。
　　在课堂教学中，以知识与技能为载体、过程与方法为手段与工具，最终是为了实现在情感态度与价值观方面的目标。因此，本章从课程标准来看，最终的目标就是让学生形成用能量转化与守恒的观点去分析物理现象的意识，更直接地说就是让学生形成用能量的观点看世界的意识。这一目标中既含有“理解”的要求，又含有“领悟”的要求。其他的目标都是为实现这一终极目标服务的。
　　二、本章教材的编写结构
　　本章教材堪称是紧紧围绕落实《课程标准》中目标而设计与编写的典范，是《课程标准》要求下编写的几种不同版本新教材中的成功范例。下面让我们分析一下教材的编者是如何通过教材的设计来实现课程目标的。
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　　（一）本章的编写流程
　　（二）对上述编写流程的理解
　　分子动理论部分是为引出热力学重要的态函数“内能”服务的：通过分子动理论，由分子热运动引出分子的动能，由分子间作用力引出分子的势能。然后由微观到宏观引出物体内能的概念。
　　改变内能的两种方式是本章的关键点，承上启下，为引出“能量守恒定律”做好了铺垫：通过改变内能的两种方式，使学生初步感受到热量和功在能量转移和转化中的意义，使学生认识到内能之间、内能与其他形式能之间可以转移和相互转化，这其中隐含着热力学第一定律的思想。然后由内能与其他形式能进一步扩展到各种形式能之间的转移和转化，从而引出能量转化和守恒定律。
　　热机的效率为今后进一步学习热力学做好了准备：在热机中讨论效率的问题，这为探讨下一章关于能量转化的方向性打下了伏笔。这其中也隐含着热力学第二定律的思想，这为今后进一步学习卡诺循环、熵的概念以及用熵的观点看问题做好了准备。
　　通过对本章内容的学习，使学生逐渐形成对物理问题的另一种观点，即除了用一般的物理原理去解释物理现象、过程之外，还可以从能量的角度去分析我们看到的物理问题，甚至于扩展到从能量的角度去分析自然现象乃至于社会现象。从而，完成了本章在《课程标准》中的最终目标──让学生形成用能量的观点看世界的意识。
　　因此，在实际教学过程中要紧紧抓住这一终极目标，创造并利用一切机会为达成该目标服务。
　　三、本章教学中的方法论
　　任何教学都是在一定的方法指导下的教学过程。因此，我们首先来谈谈本章教学过程中的方法，以便为教学的实施提供工具。方法可以包括程序化的思维方法（即探究教学的思维程序）和具体化的思维方法（科学研究方法等）。下面我们分别讨论。
　　（一）关于本章的探究教学
　　1．探究教学的内容。
　　（1）《课程标准》中的探究要求有两个：一是通过观察和实验，初步了解分子动理论；二是通过实验，了解比热容的概念。
　　（2）教材中的探究内容有两个：一是探究改变内能的方法；二是探究不同物质的吸热本领（比热容的概念）。
　　（3）上述探究内容，尤其是《课程标准》中所要求的内容是教学中不可缺少的最基本要求。除此之外，我们还可以根据教学需要，自己选定一些以实验为基础的探究内容。如探究各种形式的能量相互转化。有时我们也可以进行一些非实验型的探究，如逻辑式探究：探究热量计算公式的导出；调查式探究：探究各种热机的效率问题；等等。
　　2．探究教学的思维程序。
　　探究的思维程序是探究教学的流程设计和成功的关键。在《课程标准》中提出了一种常用的思维程序：提出问题──猜想与假设──制定计划与设计实验──进行实验与收集证据──分析与论证。
　　这种思维程序显得简单、易掌握，不失为一种不错的过程。但也有其先天的不足，它不是真实的探究过程，也不是科学家进行科学活动的过程。因为真实的探究过程是问题解决的过程，它并不是有意识地寻找问题从而提出问题的，应该是在解决问题的过程中才发现问题的。另外，上述程序在解决本章探究时，也会遇到一些麻烦，例如，在探究改变内能的方法时，提出问题：“怎样才能改变物体的内能”，然后猜想可以怎样改变。显然这无法猜想。无法猜想又如何根据猜想去设计方案呢？
　　因此，我们要根据探究内容的不同，找到灵活多样的探究程序，而不能墨守成规。《课程标准》只是给我们提供了一个很好的范例而已。下面以“探究改变内能的方法”为例，阐述一下探究思维程序的运用。
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　　对于“改变内能的方法”的探究，我们可以采取如下几种思维程序。
　　（1）解决实际问题──找到具体办法──归纳分析──得出结论。
　　要解决手冷的问题──让学生找到许多办法（搓手、用炉烤手、捣沙袋、用热水袋……）──用归纳法与分类法进行分析──得出结论：做功和热传递。
　　上述探究程序仅仅是初步探究，它是不完整的，因为我们直接将归纳分析的结果当做结论是不十分科学的，它只能当做一种假说，还应该进一步进行检验才能成为结论或规律。因此我们可以采取如下的两种探究过程：
　　（2）解决实际问题──找到具体办法──形成假说──设计实验去检验假说。
　　要解决手冷的问题──……（同（1）──用归纳法与分类法分析形成假说──设计改变铁丝的内能等实验去检验假说的正确性。
　　（3）解决实际问题──找到具体办法──形成假说──用假说解释有关现象并与实际情况进行比较，看看是否一致。
　　要解决手冷的问题──……（同（1））──用归纳法与分类法分析形成假说──用该假说解释让铁丝变热的办法，并回忆日常中的做法、进行比较是否做法相同。
　　当然，探究过程中要将“交流与合作”贯穿在整个探究过程中，运用团队的力量进行探究；探究之后都要有“评估”，从而为今后的探究积累经验与教训。
　　（二）关于本章的具体科学方法教学
　　由于本章始终是围绕着分子、内能等微观、抽象的问题进行讨论，因此；运用科学方法就显得十分重要，它不仅能够帮助学生对本章的知识深入浅出地理解，而且也可以使学生理解并掌握常用的科学方法，这对他们今后的学习与工作意义重大，其作用将超越物理知识本身。因此，教师在教学过程中要充分利用好本章中进行科学方法教育的素材。
　　1．物理学研究方法及创造学方法的教学。
　　（1）转换法。
　　许多看不见、摸不着的问题我们无法直接研究，可以通过转换成能够看得见摸得着的问题来研究，这种方法称作转换法。在本章教材上也用“方框”栏目明确提出了这种方法，只是没有给出具体的名称而已。这种方法在本章中体现得比较突出：
　　①分子热运动、热运动与温度的关系我们无法直接研究，可以转换成扩散这种宏观的现象来研究。
　　②分子之间的引力和斥力，我们无法看到，但是可以转换成固体或液体被压缩或拉长、弹簧秤拉水面中玻璃等宏观现象来研究。
　　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。
　　
，初中物理“热和能”教材分析