关于探究性学习在《蒸发》教学中的探讨

北京师范大学成都实验中学         李俭慧

【摘要】

探究性学习是一种着重培养学生能力的教学法,本文从启发学生猜想、设计实验方案,指导学生实验及进行实验总结等四方面浅谈对《蒸发》一课实施探究性教学的着力点。

关键词      探究性学习    蒸发教学

社会的迅速发展对人才的培养提出了更高的要求,“创新精神和实践能力的培养是素质教育的核心。”中学教育的目标要由重分数向重能力方向转化,要实现这种转化,教师首先要转变教学方式,而探究性学习正是一种着重培养学生能力的教学法,但许多教师把探究学习理解得过于深奥,因而觉得无从入手。其实,所谓“探究”,也就是仔细考察某一事物、获得有关知识的一种活动。而探究性学习是指学生从各种学科领域或现实生活的问题出发,通过形式多样的探究性活动,以获得知识和技能、培养探究能力和应用能力、获得情感体验为目的的学习方式。

探究性学习的内容是广泛的,可以是教材以内的课题,也可以是教材以外的课题,探究方式可分为指导性探究和开放性探究两种方式,其探究的结果也分为有统一结论和无统一结论两种形式。

开放性探究消耗的时间长,其探究的结果往往是不固定的,对教师素质和学校硬件设备的要求也较高,这是许多教师想进行探究性教学但又不知如何选材,或是一般条件下难以达成开放性探究的目标的原因。但我们能否结合物理学科的特点,采用指导性探究,特别是利用课堂进行微型探究实验,充实科学探究实验的内容,为学生“做科学”创设更多的实践条件,使探究学习在有限的时间和空间领域里也能发挥其作用呢?

下面我以初中物理《蒸发》一课为例谈谈初中物理课堂探究教学的着力点。按照教材的处理,影响蒸发快慢的三个因素只需通过引入晾衣服的例子便能推出,既无学生实验,也无演示实验,从知识掌握的角度看,能基本实现教学目标,但我觉得,我们完全可以利用这样一个课题的教学来培养学生的探究和动手能力。本课的突出特点是启发学生设计实验方案并通过实验来探究影响蒸发快慢的因素。

在探究性教学的课堂上,新课的引入应当为学生的探究活动服务,备课时应精心设计新课的引入方法和手段,为此,本课采用以下方式来引入:首先用酒精在黑板上写下“同学们好”,学生起立之后,教师提问:“我刚才写的字呢?”学生回答:“蒸发了!”以此来引入课题,调动学生思维的积极性。然后用较短的时间介绍蒸发的概念,接下来便是本课重点:启发学生猜想影响蒸发快慢的因素,并设计实验证明自己的猜想。以下我从猜想、设计、实验和总结四方面做较详细介绍。

第一、 启发学生猜想影响蒸发快慢的因素

提高学生大胆提出猜想和形成假设的能力,理解假设对科学探究的作用是科学探究的具体内容之一,在探究性课堂教学中,首先要引导学生提出问题,这是探究课在课堂上需要解决的第一个问题,即进行课堂探究教学的第一着力点,同时也是鼓励学生大胆猜想,养成积极思考问题的习惯的行之有效的途径,因此,在引导学生猜想影响蒸发快慢因素的教学中,我做了如下处理:

教师引言:“蒸发现象在生活中应用很广泛,比如,我们把衣服洗完后要把它晾起来,让衣服上的水蒸发掉,那么,用什么方法能使衣服干得更快呢?”

学生回答                        教师写副板书:(有意识归类)

A):晾在有阳光的地方;      

B)夏天比冬天干得快;           阳光、季节、温度、加热

C)用熨斗加热;

D):通风的地方;                  空气流动、通风     

E)电吹风吹

(教师提示:暖风好还是冷风好)          

暖风好! 

(教师提示:衣架的作用是什么?)          

F)把衣服展开,扩大表面积                 面积

G)干燥的天气比潮湿的天气干得快           湿度

教师总结并板书:温度、季节、阳光、加热属于一类即液体温度(板书);

空气流动、通风属于一类即空气流动快慢(板书);面积属于一类即液体的表面积(板书);

湿度单独为一类即空气湿度(板书);

(由于学生没提到物质,在学生设计实验方案时教师应提示:桌面上有一杯酒精和一杯水,你们会用什么来做实验?然后补充板书)

             不同物质,蒸发快慢不同

这段教学就本课而言,是启发学生积极思考,得出影响蒸发快慢因素的猜想,但学生在探究的同时也将生活与物理很自然的结合在一起,让学生知道物理原来与生活如此接近,对提高初二学生学习物理的积极性有很大的推动作用,同时也培养学生的分析归纳能力。

第二、 启发学生设计实验方案

启发学生设计实验方案,是探究性物理实验课的核心,也是学生进行课堂探究活动的第

二个着力点。在传统的实验课中,老师往往按照教材或自己提前设计好的实验方案,在学生实验前将自己设计好的的方案“灌”给学生,实验的目标也仅是证明已有的实验结论和简单培养学生的动手能力,而学生的兴趣只停留在对实验过程的自在感受,缺乏对问题探究的强烈愿望,探究性实验课则完全不同,其特点主要有两点:第一,学生在实验前有自己的猜想,并渴望用实验来验证自己的猜想;第二,实验方案由学生自己设计,充分发挥学生在课堂教学中的主体作用,培养学生的创新精神和创新能力。

    如何设计实验方案来验证学生对影响蒸发快慢因素的猜想,教师在课堂上可做如下处理。

教师引言:“以上四个影响蒸发快慢的因素是我们的猜想,光凭猜想是不能说明问题的,

我们必须设计实验来验证我们的猜想,不过,我首先要说明两点:第一,我们不能同时让几个因素都变化,这样就无法讨论问题,因此,要分析某一个因素对蒸发的影响,就要保证其它四个因素相同,例如,要分析温度高低对蒸发的影响,就要用相同的物质,并在液体表面积和空气流动快慢相同的条件下来做;第二,湿度变化的实验我们今天没法做。接下来请每个小组至少选择一个因素进行3分钟的讨论,并推荐一名同学向大家介绍你们的实验方案。”

学生讨论35分钟。

教师提问:“现在请各组代表来给大家介绍实验方案,其余同学做好记录,谁先来?”

(学生介绍实验方案,教师注意启发学生说出实验器材并转化为今天能提供的器材)”

实践证明,孩子的想象力是非常丰富的,经过3分钟激烈的讨论,每个小组都提出了非常精彩的实验方案,如在纸上分别滴上等量的酒精,一张放窗台上,一张放在屋子里,观察蒸发快慢;分别在烧杯和脸盆里盛等量的酒精,观察蒸发的快慢等等。

当然,初中学生的逻辑思维能力是有限的,他们在探究过程中想象力很丰富,但有些方案在课堂内很难实现,比如用纸做实验需要的时间较长,有些实验器材实验室没有准备等(《蒸发》一课实验室准备的实验器材有:毛细滴管、两块载玻片、温度计、酒精和水各一小瓶),但教师可以启发学生根据原有思路进行实验器材和局部方法的转换,同样达到学生预期效果,如反问学生用两张纸的目的是什么,能否用两个载玻片来代替呢?窗台上有风,我们能否制造风呢?立刻会有学生摇晃自己的手,老师此时得抓住机会,用手摇晃能得到风,还有更好的办法吗?大部分学生都会想到用练习本扇风的方法。

任何实验都应把安全放在第一位。如学生提到用酒精灯加热来提高液体温度,但在蒸发的实验中,为了节约时间,实验室准备的液体是酒精,学生在实验过程中难免会将酒精洒在桌面上,如果点燃酒精灯,很容易出事,因此,教师必须启发学生如何用体温来代替酒精灯,但教师只能启发,不能直说。学生在知道不能用酒精灯时,首先想到吹气,本实验成功的关键是条件相同,吹气不仅提高温度,也加快了空气流动,但毕竟已经引出了体温,将吹气转化为滴酒精在手背上也就一步之遥了。

可见,在课堂有限的时间里,同样可以实施探究式教学,在学生探究的过程中,教师辅助适当的启发,既能让学生掌握知识,又能培养学生的探究习惯和探究能力。

第三、 指导学生实验

经过猜想和实验方案的设计,学生将以极大的兴趣开始自己的实验,但俗话说,“说者容

易做者难”,受初中学生心理特点、知识水平和认知能力的影响,学生的某些实验方案不一定能实现,因此,在学生实验前和实验过程中,教师进行适当的指导是非常必要的,这是学生进行课堂探究实验活动的第三个着力点。

学生在探究影响蒸发快慢因素的实验中,最大的困难就是如何取等量的液体,而且时间有限,液体量不宜太多,实验前,教师先对毛细滴管取液体的使用方法做了详细介绍:“这个毛细滴管是用来取液体的,首先将毛细滴管较细的一端浸入液体中,如果所需液体量较少,把它直接拿出来在载玻片上点一下即可,如果所需液体量较多,则先用食指将较粗一端滴管口堵住,再把毛细滴管拿出来,接触载玻片后松开食指即可。”,

学生在实验过程中,还往往会出现面对器材无从下手,或者忘记实验条件的情形,因此,在学生实验过程中,教师需要巡视,提醒或暗示学生实验中的不足,但必须把握分寸,给自己正确的定位,从知识的传授者、占有者的地位转变为学生探究的引导者、合作者或共同参与者,为学生解决问题提供帮助和服务,并留给学生足够的思考余地。

第四、 总结实验结论

人们常说“失败乃成功之母”,但对初中生来说,“成功也是成功之母”,在引导初中生进

行探究活动中,教师应尽量使学生成功,这是引导初中学生进行探究活动的第四个着力点。对初中学生而言,探究的重要意义在于培养学生的创新精神和实践能力,而成功是激发初中学生探究兴趣的良好动力,成功让学生自信,而自信是学生获得成功的催化剂。

通过猜想,设计和反复实验,学生最大的渴望便是成功,并向他人展示自己的成功,因此,让学生自己来总结实验结论,既是完成本课知识结构的需要,更是给学生展示自己,提高学生自我价值感的需要。

在实验总结这个环节,我们可做如下处理:

教师引言:“通过刚才的实验,大家验证了自己的猜想吗?能把你们看到的实验现象告诉大家吗?”

学生(甲):相同条件下,液体温度越高,蒸发越快;(教师板书)

在学生在说到相同条件时,教师要启发学生把什么条件相同说出来,以渗透研究问题的一种方法——控制变量法。

学生(乙):相同条件下,液体表面积越大,蒸发越快;(教师板书)

学生(丙):相同条件下,液体表面上空气流动越快,蒸发越快;(教师板书)

学生(丁):相同条件下,不同物质蒸发快慢不同。(教师板书)

教师介绍易挥发的液体:“像酒精这种容易蒸发的液体我们通常称之为易挥发的液体,比如汽油、乙醇、油漆烯料、乙醚等等,这类物质大量挥发在有限的空间里,将引起爆炸事件,工厂发生的爆炸事件也往往是这类易燃易爆物质引起的,因此,对于这类物质的保存要注意密封并放在通风的屋子里。”

这样的总结,不仅完善了知识结构,也满足了学生渴望表现的强烈愿望,同时理论与实践相结合,再次让学生感受到物理来自于生活又服务于生活,激发了学生学习物理的积极性。

关于《蒸发》一课的其它教学过程不再赘述。

实践证明,学生对于这样的实验课非常感兴趣,尤其是初中学生,他们年龄偏低,自我调控水平也较低,因此,学生按照自己设计的实验方案来完成实验的积极性远远超过按照教师的方法来进行实验,不仅培养学生学习物理的兴趣,让学生由于喜爱物理实验而喜爱物理;还能培养学生动手操作的能力和自主学习的能力,充分发挥学生在学习中的主体作用,提高学生发现问题、提出问题、解决问题的能力,掌握基本的科学方法,养成科学精神和科学态度,教师也在不断的总结、反思、提高,不断增强“以学生发展为本的”教育理念,打开备课思路,面对同样的教材,我原来总拘泥于教材,而现在能随时考虑可否增加学生讨论和分组实验的内容。

可见,探究性教学是可以在课堂教学中进行的,通过《蒸发》一课的教学,我充分认识到,在初中物理课堂教学中采用指导探究实验教学,能解决教师想进行探究式教学又无从选材的困惑。其着力点可概括为一句话:在学生探究过程中,教师给予恰当的启发指导。它可以回避教师对开放式探究耗时、结论不唯一的担忧,是初次尝试探究式教学的有效途径。同时,指导探究实验教学又有别于传统的启发式教学。在传统的启发式教学中,学生基本上是被教师牵着鼻子走,学生的思考仅仅是回答教师的提问,缺乏自主猜想和设计的过程,很难发挥学生的主体作用,而探究与启发相结合,是先给学生探究的机会和时间,然后教师给予适当的启发指导,既能完成教材所需的教学目标,又能充分调动学生探究的积极性,让学生在实验中去经历、感受、领悟科学过程,提高学生科学探究的水平。当然,有些问题是在课堂探究教学的过程中不能解决的,我们可以将它确立为开放探究的课题,这正是一条选择开放探究课题的有效途径,将课内指导探究与课外开放探究相结合,让学生在活动中学会体验,学会思考,学会合作,培养学生的探究能力和创新意识。

 

                                           

 

 

参考文献:

《中国特级教师教案精选》(初二年级物理分册)  杨雄生  王绍符 编著    北京师范大学出版社

《北京师范大学附校学报》第4期  北京师范大学附属学校与研究中心 主办

 《初中探究型课程实施指南》沈雪林  主编   学林出版社