例析“熵”的教学设计.docx
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1、例析“熵”的教学设计 摘 要:留意从思想性上进行深度挖掘以彰显物理学的魅力,让学生在较小的学习代价下有较大的收获,探讨“熵”的教学就显得特别重要。 关键词:物理教学; “熵” 中图分类号:G6337 文献标识码:A 文章编号:1016-3315(2022)7-113-002 在以往的中学物理教材中,有关熵的内容几乎从未涉及,老师们普遍认为熵的概念晦涩难懂,胆怯学生学得一知半解,再加上考试不行能出现,不情愿对其补充、拓展,这使热学部分的完整性有所缺失,极具有学科教化价值的资源没有得到有效发挥,给教学留下缺憾。然而,在新课程的视角下,尽管学生由于数学学问储备不足而对熵的概念难以全面、深刻地理解,但
2、它却是提高学生科学素养甚至培育学生科学世界观的极好素材。 一、重视过程体验 人们对热力学其次定律的最初相识来源于长期的实践,为了使学生对此有更深的体验,使其更好地接近和理解热力学其次定律,老师可作如下设计: 师:将一杯开水放在桌上,过一段时间水便冷却下来接近室温;将一块冰放在桌上,过一段时间冰便会溶化成水并渐渐接近室温。这两个过程都是自发进行的,都满意热力学第肯定律。 对称性是很多物理规律的一个重要特性,那么,会不会有相反的过程存在呢?在室温下,一杯水过一段时间会自动沸腾起来;在室温下,一杯水会自动地结成冰块。常识告知我们,这些是肯定不行能实现的,但这些过程并不违反热力学第肯定律。 我们还可以
3、举出更多的例子。 一盆清水中滴入一滴墨汁,顺时针搅拌101圈,会看到什么现象?再逆时针搅拌101圈,会看到墨汁重新聚集成一滴吗?常识告知我们,肯定不行能。 同学们还可以举出一些类似的例子吗? 生:斗争中,一枚炸弹击中一间小木屋,木屑纷飞;又一枚炸弹落下,结果小木屋轰然重现。 生(哄堂大笑):怎么可能! 师:类似的例子还能举出许多,一些过程随处可见,但它们的逆过程绝不行能发生。可这些逆过程都符合热力学第肯定律或能量守恒定律,但明显都不行能发生。这说明一个热力学过程能否发生,热力学第肯定律并非唯一制约因素,因为它不能解决方向性问题,于是人们意识到肯定还有一个制约着物理过程发生方向的规律存在。这就是
4、热力学其次定律。 二、重视科学方法的学习 良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能,而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥。课程标准希望学生通过物理概念和规律的学习,了解物理学的探讨方法,相识试验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。详细在教学中就是在系统和全面地学习物理学的同时,进一步强调物理学的探讨思想和方法。 例如,为使学生正确理解熵的概念,教材举出了扑克牌依次、气体分子运动、搭积木等例子,运用排列组合的学问,求出各种情形下微观态的个数,引导学生将事情发生的几率与各种情形微观态的数量相联系,归纳出“自然过程总是沿着有序无序的方向进行”的结论,这时老师可以进一步地归纳引导: 师:你能排
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