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难点突破：导入比热容概念的奇思妙想
奇思妙想一：比热容倒过来说是容热比
比热容这一概念很抽象，而且涉及到的物理量比较多，所以成为学生学习的难点。学生在学习时其困难主要在于：⑴实验探究前，没有明确需要探究的问题；⑵没有弄清实验为什么要这样设计；⑶不能从实验数据中找到其中隐含的物质特性。针对以上难点，在设计教学时，我觉得更要坚持从生活走向物理。我主要是利用两个创设情境导入，而后引导学生明确要具体探究的问题，并亲自设计实验，进行实验操作，让学生在探究中体验比热容概念的生成过程。
比热容倒过来说也就是容热比，顾名思义即对各种不同的物质在容纳热的能力方面进行的比较，既然是比较，就要科学的去比较（注意控制变量）所以我平时教学中的做法是先通过生活中的情景让学生体会“比较容纳能力的大小”的规则，这就给学生的下一步的实验设计提供了参考的依据。具体做法是：
教师创设情境1：小明拿了一块干燥的和普通肥皂一样大小的海棉，小红拿了一条刚刚洗澡时用过的一条半干不湿的毛巾，二人同时想到海绵和毛巾在生活中都是用来吸水的，于是二人想研究一下它们二者谁的吸水能力更强一些，他们找来了一个吃饭用的碗，分别加满水，最后通过实验发现那块海绵只吸收了半碗不到的水，而那条毛巾却吸收了几乎整整一碗水。于是他们就得出了毛巾比海绵的吸水能力更强的结论。
师提问：他们的研究方法对吗，你是怎样考虑的？
生1：研究方法不对，应该让毛巾和海绵一样的干燥，才能比较二者的吸水能力，否则不在同一前提下，根本无法比较。
师评价：说得非常好，其它同学呢，还有什么不同的看法？
生2：我认为除了要让二者同等程度的干燥之外，还应该让二者的大小体积或者说质量也要一样大，否则也没有可比性，因为一块小海绵或小毛巾当然是吸水少，一块大毛巾或者大海绵当然吸水多。
师评价：嗯，很好，生2补充的更加完善了，考虑问题很严谨，我们应该向生2学习他的这个优点。
师紧跟提问：以上这两位同学所考虑的问题，都是在提醒我们在一个科学的探究中应该注意什么样的科学方法呀？
全体生回答：控制变量法。
教师创设情境2：小明家里来了客人，小明妈妈连忙对小明说：“我要去招待客人，暖瓶里只有前天烧的半热不烫的温水了，没法冲茶给客人喝，你赶快去烧壶开水来给客人冲茶，限你在最短时间内完成，否则客人就要走了”。于是小明打开自来水龙头接了一满壶冷水开始烧水。
师提问：你认为小明的做法是否合理，谈谈你的看法。
生3：烧开一满壶水太慢了，不如烧半壶或者三分之一壶烧开的快。
师：很好，看来你比小明聪明多了，其它同学还有补充吗？
生4：根据我的生活经验，我觉得用暖瓶里的温水烧半壶或者烧三分之一壶烧开的会更快。
师：哇，太好了，看来小明家的客人可以更快的喝上茶了，看来你在家里是经常烧水呀，都烧出经验来了。同学们在家里学习之余要经常干些家务活，因为劳动的确可以使人变得更聪明。（不失时机的进行情感态度价值观的培养）
师：通过以上分析看来：烧开一壶水比烧开半壶水用的时间长，烧开半壶冷水比烧开半壶温水用的时间更长。那么同学们考虑一下，假设用同样的炉子烧水且火苗大小一样，那么烧水时间长短不同时，水所吸收的热量相同吗？
生5：不相同，烧水时间越长，炉子对外所提供的热量就越多，水所吸收的热量就越多，反之，烧水时间越短，炉子对外所提供的热量就越少，水所吸收的热量就越少，若时间相同，则水吸热相同。
师：很好，回答的思路很清晰，看来，我们可以把此结论推广一下，加热物质时，加热时间的长短就决定了被加热物质吸收热量的多少（容纳热的多少）。
师：结合以上烧水的生活经验和大家的讨论分析，同学们可以猜想一下“被加热物质吸热的多少（容纳热的多少）与哪些因素有关以及具体是什么关系吗？
生6：肯定与被加热物质的质量和升高的温度数有关，质量越大，升高的温度数越高，吸热越多（即容纳的热越多）。
教师指出：本节课我们要研究的是比热容的概念，即要研究比较各种不同物质在被加热时容纳热的能力大小，加热水和牛奶时二者都要吸热，都具有容纳热的本领，那么到底谁容纳热的本领更强一些呢？我们应该如何探究这个问题呢？
老师要求学生分组讨论交流：本实验的总体设计思路，所需器材以及实验的大致步骤和要注意的事项等等。
之后各小组派代表起来发言。
组1：要比较牛奶和水的容纳热的能力，我们应该控制住质量和升高的温度数这两个因素，即取相同质量的牛奶和水，进行加热，并且让它们升高相同的温度数，而后观察比较二者的吸热多少，吸热多的则容热能力更强。
师提问：根据刚才1组同学所说，在实验中我们应该如何具体控制牛奶和水的质量相同，以及如何保证升高的温度数也相同，并且最后如何确定二者的吸热的多少。
组2：在实验中可用天平称出等质量的牛奶和水，加热时用温度计随时测定水和牛奶的温度，来保证二者的升高温度数相同，同时记录下对二者的加热时间，加热时间长的则容热能力强（吸热多）。
师提问：在实验中我们要用酒精灯进行加热，对于酒精灯的使用我们要注意什么。
组3：应使酒精灯火苗大小大致相同，并且离被加热物质远近要相同。
师：为什么呢？
组3另一位同学：只有这样才能保证是完全相同的加热条件，才可完全通过比较加热时间的长短来比较吸热的多少。
师提问：在加热时我们应如何保证水和牛奶受热均匀，使得所测温度更准确。
组4：我们准备把水和牛奶先放在试管中，而后浸没到烧杯中的水面以下，通过加热烧杯中的水来加热试管中的水和牛奶，即采用水浴加热法，并且在加热中不断搅拌水和牛奶。
师：这么看来在实验中，我们都需要哪些器材，哪个组的同学来总结以下。
组5：水和牛奶，天平，大小烧杯，试管、铁架台、酒精灯、石棉网、温度计、表、搅拌器。
师指出：对水和牛奶进行加热时，周围器材也是要吸热的，因此我们要保证所使用的大烧杯，试管、铁架台、石棉网、温度计、搅拌器这些器材要完全相同，以保证实验数据更准确，实验结论更可靠。
学生开始实验，并把实验数据记录于表格中。（数据表格略）之后分析实验数据，组内交流讨论所得结论。
师引导：通过分析数据，的确可以看出：相同质量的水和牛奶，在升高相同的温度数是，所吸收的热量是不同的，即证明水和牛奶的容纳热的能力是不相同的。
师指出：物理学中引入“比热容“这一概念来反映各种不同物质容纳热的能力是不同的。
（请注意：本实验设计中没有采用沙子或煤油，主要是因为沙子不易搅拌，受热不易均匀。煤油离学生生活比较远，不易引起学生兴趣，并且煤油在加热时有刺激性气味出现，对学生健康极为不利，并且易燃，增加危险性，因而采用了牛奶）。
奇思妙想二：找准突破口，理解“比热容”也不难
以下是突破难点的教学片断：
引入：1.家里暖气片中流动的是什么液体? 汽车发动机为什么用什么液体来冷却?
2.新疆有句谚语： “早穿皮袄午穿纱 ，怀抱火炉吃西瓜”你能说出它的道理吗？
3.夏日的太阳火辣辣的，走在沙滩上和海水中有什么不同的感觉吗？
?
学生思考，回答老师的问题。
老师：这些都是我们生活中经常见到的现象，你们想不想知道这些现象当中包含的道理啊？今天我们就一起来探讨其中的道理。
老师课下让你们做了一个调查：（活动一：调查冬季气温比较低，夜间睡觉时你们一般采取什么方式取暖？）
我收集了同学们的调查。（活动一结果：空调、暖气片、煤炉、热水袋。）
接下来同学们进行，活动二：讨论
1、烧水时，水吸收的热量与水的质量有什么关系？（用生活里的现象支持你的观点）
2、烧水时，水吸收的热量与水的温度升高多少有什么关系？ （用生活里的现象支持你的观点）
3、热水袋内的水可以用煤油来代替吗？
学生开始小组讨论，先小组内交流，再组间交流。通过交流总结出：水吸收的热量与水的质量、升高的温度有关。
学生：我们还没发现热水袋里的水用煤油代替的呢，这到底是为什么呢？
老师：生活中我们的热水袋里都装热水，不装煤油；暖气片里也流动的是热水，是不是因为水便宜呀？
学生：有这个可能，不过也有不少人很有钱啊。他们应该能用得起吧。
老师：我想比尔盖茨能用得起。
学生：那就说明不光是水便宜的问题了啊。
老师：有道理，请同学们接着进行：
活动三：猜想：
物质吸收的热量多少除了与物质的质量和温度的变化有关系外，可能还与什么因素有关？
学生：是不是还和物质的种类有关啊。
老师：到底有没有关系呢，我们用什么来验证啊？
学生：实验。
设计意图：“比热容”这个词学生在生活中虽然几乎没听说过，但是生活中的一些现象和“比热容”是息息相关的，只是学生不知道。所以引入时要把一些和学生的生活联系紧密的例子展现给他们，让他们体会到“比热容”在他们的生活中有很广泛的应用，并不陌生。有了感性认识以后，再进行探究前的准备工作，由提出的问题引出物质吸收的热量多少除了与物质的质量和温度的变化有关系外，可能还与物质的种类有关。
接下来进行试验探究的教学，为了突破难点，我设想了以下的教学片断：
老师：那我们怎么来验证物质吸收的热量和物质的种类有关呢？
学生：我们可以找两种不同的物质，可以是水和食用油，因为这个很好找。
老师：很好，那水和油的质量有没有什么要求呢？
学生：前边我们知道了物质吸收的热量和物体的质量、升高的温度有关系，所以水和油不光质量要相等，还要控制它们升高的温度也相等。
老师：看来同学们很好的掌握了控制变量法，那我们需要准备哪些器材呢？
学生：水和油要吸收热量，就要有加热装置，为了控制它们升高相同的温度，要有温度计。
老师：我这里有两种加热装置，酒精灯和电加热器（热得快），同学们讨论下用哪种好呢？
学生经过讨论，选择了相同的电加热器。器材也经过讨论确定好了。
老师：我们怎么实施实验呢？在试验中我们要测量哪些数据？
学生：我们想知道的是相同质量的水和煤油升高相同的温度，谁吸收的热量多。
老师：那怎么样才能知道到底谁吸收的热量多？
学生：沉默中……
老师：烧开一壶水和烧开半壶水，哪个吸热多啊？
学生：烧开一壶水吸热多。
老师：你们是通过比较什么判断的？
学生：烧开一壶水用的时间长啊。（学生恍然大悟）
老师：那现在你们知道怎么判断谁吸收热量多了吧。
学生：我们控制水和油的质量，升高的温度相等，加热以后观察温度计的示数，可以都让它们升高50摄氏度，看谁用的时间长，那谁就吸热多。
老师：非常好，那大家开始吧。
实验探究结束后，分析结论，发现水和油在质量、升高的温度相同时，吸热是不同的。大量研究说明不同的物质在质量、升高的温度相同时，吸收的热量是不同的，这说明不同的物质吸热能力是不同的，为了表示不同物质的这种特性，引入了比热容这个物理量。比热容就表示不同物质的吸热（放热）能力。（放热也是一样的。）
设计意图：学生不明白的地方是实验中要测量什么物理量，通过以上设计由老师的启发（烧开一壶水和烧开半壶水用的什么不一样？）学生知道了物质吸热的多少可以通过时间反映出来。由于涉及到三个变量，要用到控制变量法，学生可以讨论加上老师的启发，就可以完成实验探究了。由水和油推广到不同的物质，是学生应该掌握的一种推理方法。
奇思妙想三：比比谁“盛”热的容量大
要建立比热容的概念，首先要清楚比热容产生的知识背景以及引入这个物理量的意义。比热容的产生有大、小两个知识背景：“大背景”是，物体吸热就升温，放热就降温。如果吸放热用以发生物态变化的话，则不能用比热的知识来解释了。这个“大背景”存在的条件有两个：1.不能有影响内能的做功现象，2.不能发生物态变化(少许的蒸发可以不考虑)。 “小背景”是，影响物体吸放热多少的因素有三个：物体质量，变化的温度，物质种类（即比热）。其实比热研究的就是“小背景”中物体“吸放热多少”跟“物质种类”这一个因素的关系，换种说法：比热就是反映了不同物质吸放热本领（性能）的大小。如果明确了这些，学生自然会知道要探究什么问题，也就会用“控制变量”的方法去设计实验了。（我困惑的是要不要让学生明白“大背景”存在的两个条件？讲吧会增加难度，不讲吧就存在知识链接上的一个漏洞，有没有一个巧妙的方法？
类比？
?教学片断如下：
???? 创设情景，引入新课：手拿一个烧杯，它可以作为盛水的容器，有谁知道什么可以作为盛“热”的容器啊？（这么“怪”的问题！哈哈！我就是制造悬念来吸引你的眼球和脑神经的，能把你的注意力吸引过来我就得逞了。）
引导：盛水的容器可以向里装水，盛热的容器就可以向里吸热呀！
学生：哦！那任何物体都可以吸热啊
老师：真聪明！（鼓励一下）所以任何物质都可以做“盛”热的容器。往杯里倒水，水面会升高，那物体吸热往往会有什么现象？
学生：温度升高。
老师：一定升高吗？什么情况下可不升高呢？举例说明
学生：冰熔化、水沸腾的时候（太简单了，上一章刚学过）
总结：就是在发生物态变化的时候，吸热可不升温。就好比这杯子，水满了再加水，水面就不升高了。那什么情况下在水不满时，加水水面也不升高啊？（脑筋急转弯，哈哈）
学生：杯子漏了呗，哈哈哈！（完全正确，这回是真聪明！）
类比：什么情况下没发生物态变化，吸热也不升温呢？（这回可不是脑筋急转弯了！有难度滴！）
支援一下：前面刚学了，热传递会影响～内能（温度可是内能的重要表征量之一啊），什么情况下吸热内能不会增大啊？
学生：对外做功。（相当于杯子漏了！这里是能量“流走”了）
师生：若物体对外做功而消耗内能，吸收了热量，即使不发生物态变化，也不一定升温。(好比杯子漏了，往里加水，即使水不满，水面也不一定升高。)
总结：物体吸热时,影响升不升温的因素有两个：一是做不做功，二是有没有发生物态变化。当这两个因素都没有变化时，吸热一定升温，放热一定降温。
（哇！太费劲了！同志们，你们要觉得这段太难，就删了吧，直接从“小背景”知识开始讲。）
强调：所有物质都有这个性质！那不同的物质表现有什么不同呢？
猜想：可能升温情况不同吧。（应该很容易猜到的）
肯定、鼓励：这个猜想很好！吸热时升温不同。可否换个说法：不同的物质升温时吸收热量不同？（学生认可）
总结：这也属于物质的一种性质：可理解成吸（放）热本领的大小。
继续深入：我想比较水和煤油哪种物质的吸热本领大，你认为该怎么比较？
（挺难的！还是类比吧）
类比：两个人想比比饭量（吃饭的本领）谁的大，你认为怎样比才公平合理？
学生：吃一样的饭，都是一顿吃的，饥饿程度一样，相同时间······（七嘴八舌）
理清思路：能影响饭量的因素有很多，如：饭的差异，饥饿程度等等，咱们只想比较人吃饭的本领，应该使其他影响因素保持一样。（绕了半天，这不就是学过的“控制变量”法吗？）
回归正题：要比较水和煤油吸热本领的大小，你认为要保持什么因素一样？除了物质种类外还有哪些因素会影响吸热的多少？
（学生在交流合作下，应该能想到质量和升高的温度，若想不到的话，可列举以下事例引导：1.在家烧开一壶水和烧开半壶水吸收热量一样吗？2.同样的两壶水一壶烧到50℃一壶烧到100℃吸收热量一样吗？）
学生制定实验计划和方案，老师巡查指导。
重点关注以下几方面问题：
1.是否注意到应用“控制变量”的方法。
2.实验器材能否满足需要。
3.方法步骤是否合理。
4.如何比较吸热的多少。
检查出的问题通过交流讨论来解决，特别是第4条，没有测热量的工具,怎么比较吸热的多少呢?(提示:家里也没测热量的工具,怎么比较烧一壶水比烧半壶水吸热多的呢?)学会用“转化”的思想方法。取相同的加热器通过比较加热时间的方法来比较吸收的热量。
然后进行实验……分析论证……
得出正确结论：相同质量的不同物质升高相同的温度，吸收热量不同。
??????????? （或：相同质量的不同物质吸收相同的热量，升高温度不同。）
老师：咱就用比热容来表示物质的这一性质（吸热本领或性能）
注意一定让学生参考速度（或密度、功率、压强）等概念自己试着给比热容下定义，培养学生科学的学习方法和归纳能力。
为方便记忆，可通俗的将“比热容”理解为：不同的物质“比比谁盛放热的容量大”。(这种说法不一定科学，只是帮助学生理解记忆而已。)
奇思妙想四：谁能帮我解决这个难题
? 比热容是一个比较抽象的概念，虽然学生的思维正从形象思维向抽象思维过渡，但在理解这个概念上还是存在一些差距，如果教师把这个概念强制性给学生，学生一方面“心有余而力不足”，同时会让他们对这个知识点感到陌生，因为他们未曾经历知识的产生过程，学习知识的时候难免机械记忆，学生的思维和能力得不到发展，所以我采用分散知识点和运用建构法相结合的方法，通过设置情境导入，学生自己设计实验，修正方案，进行实验操作，让学生在探究中体验知识的产生过程，通过新旧知识的对比和重新整合，学习知识和方法。
教学设计如下：
一、创设情景，引导学生发现问题。
师：今天我们的话题是“比比谁更能盛”同学们有什么疑问？
生：能“盛”什么呀？
师：你想比什么呀？
（生众说纷纭，兴致倍增。比谁吃的多，比谁喝得多，---------）
师：好，咱今天就先来比比谁能喝。怎么比？
（相互讨论：必须是两个人都用同样大的碗，每碗盛得一样满，中间不能溜号-----。主要是让学生明确怎么比才公平，控制变量法的运用。）
师：谁来帮我解决一个难题？（带着挑衅的语气发问，意在激发学生的斗志。）
生：说出来听听，就凭我们的高智商没问题！（学生一般都不服输）
师：怎么比谁更能盛“热”？（语气放慢，深沉）
生：这---------（怎么还有比这个的，头回听说，一脸的茫然。）
师：咱济南今年夏天的最高气温达39℃，中午的时候柏油马路上能煎鸡蛋，这点报纸上都报道了，可是能用晒的水煮熟鸡蛋吗？
生：太阳能里的能行，但那样比不公平。相同条件放置在太阳下晒的水不行。
师：很多同学都去过海边，站在沙滩上和站在海水里的感觉有什么不同？
生：沙子烫脚，水里挺凉爽。
师：你对此现象有哪些猜想？（创设情境，相互讨论，开阔思维）
生1：可能是它们的吸热能力不相同，沙子的吸热本领大温度高。
生2：可能与它们的质量有关，海水多，升温慢，温度低。
生3：可能因为它们吸收的热量不一样多。
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二、设计实验方案
板书学生提出的：温度的高低.质量.吸收的热量.水和沙子。
引导学生说出质量和温度升高多少会影响吸热多少的事例：烧开一壶水与半壶水、把水烧温和把水烧开。
小组讨论设计实验方案，老师下去倾听学生的设计，并给予适当点拨.帮助。
分享设计方案，请其他同学认真听，并对方案提出质疑。
设计的方案可能有：
?①用相同质量的水和沙子，让它们吸收相同的热量，看看谁的温度升高的多。
?②用相同质量的水和沙子，让它们升高相同温度的，比较它们吸收的热量。
学生讨论中可能提出的质疑有：?
?1．怎样获得质量相同的水和沙子？
2．怎样保证它们吸收相同的热量？
3．实验中用酒精灯和热得快，哪个能更好的完成本次探究活动？
?（建议学生用“热得快”，能更好的控制不同物质在单位时间内吸收的热量相同。这样就可以通过比较加热时间来比较吸收热量多少了）
?学生思考、讨论，并逐一回答，教师作正确引导，把学生的方法引向更合理的途径上。
?进行实验、收集数据──科学事实是进行科学分析的根据
三、?学生进行实验
自己设计出合理的表格收集数据。教师巡回指导，发现问题及时纠正。
?表1　质量相同、加热时间相同时升高的温度/℃
???
水
沙子
升高的温度/℃
?
?
?表2　质量相同、升高相同的温度时加热的时间/S
?
水
沙子（
加热的时间/S
?
?
四．分析归纳──“实验后的思考有时比实验本身更重要！──牛顿”
?请同学们从这些数据中，总结出不同物质的吸热能力，谁的吸热能力强，谁的吸热能力弱。
?学生自由讨论，并归纳结论。
?? 可能存在的分歧：在第一种设计方案中用相同质量的水和沙子，加热相同时间，通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的强弱时。很多同学都可能认为“沙子温度升高的多，所以沙子的吸热能力强”。这实际上是学生已习惯的顺向思维方式阻碍了学生正确判断。可以这样来帮助学生理解：在给等质量的水和沙子加热时，水只需要升高较小的温度就可以吸收与沙子相同的热量，当然水的吸热能力强。
五、得出结论?
（一）在给等质量的水和沙子加热时，让它们吸收相同的热量，水升高的温度低，吸热能力强；沙子升高的温度高，吸热能力弱。?
（二）在给等质量的水和沙子加热时，让它们升高相同的温度，水吸收的热量多，水的吸热能力强；沙子吸收的热量少，沙子的吸热能力弱。
得出概念：在物理学中用“比热容”表示各种物质在这种性质上的差异。

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