《科学之旅》的教学探究
通辽市东北希望国际学校初中部梁兰英
一、制定教学目标
人教版新教参第九页写道:“这部分相当于全书的绪论,目的有两个,一是让学生认识到物理是有趣的、有用的,二是初步了解学好物理应该注意的事情”。根据《课程标准》里规定的“课程目标”,我制定本节的教学要求还有:
①让学生“经历观察物理现象的过程”。逐步教会学生“能简单描述所观察物理现象的主要特征”。初步领悟“直觉并不都是可靠的,只有进行科学研究,才能很好地认识自然规律”,逐步培养学生“实事求是、尊重自然规律的科学态度”和“树立正确科学观”。
②初步培养学生“能在观察物理现象过程中发现一些问题”和“有将自己的见解公开并与他人交流的愿望”。
③初步培养学生“对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理”。
二、实验教学设计
为了实现本节教学目标,我注重学生参与、阐明学习方法,并体现身边物理。
1.注重学生参与
“注重学生参与”,就是让每位学生都能够“经历观察物理现象的过程”。比如:
(1)“低压沸腾”:
教师在演示书中图0.1-1所示的实验前问学生:“停止沸腾的热水,浇上冷水后会发生什么现象”?演示完后再追问:你猜对了吗?”、你还有别的办法,让停止沸腾的热水,不再给它加热也能沸腾起来吗?”……
然后再指导每组学生都做“使用一个大注射器,也能让小试管里的热水沸腾起来”的“低压沸腾”实验。主要做法有:①用新购买的大注射器,到医院里去兑换使用中的大注射器,以推管用水湿润后靠其重力能自由下滑为宜。②用试管夹夹住小试管,向管里倒进装在保温瓶里的热开水,管内仅留1-2ml空间,堵紧用最小号打孔器打孔的胶塞。③将大注射器的推管用热水湿润后推进注射器前端,将注射器前端的乳头直接插进胶塞孔里,然后用力向上拉推管,小试管内热水会立即“沸腾”起来,慢慢放松推管后再用力向上拉它,小试管内的热水会第二次“沸腾”起来,再重复上述动作,直到小试管内的热水不再沸腾时为止。如果此实验进行顺利,教学时间有余,还可以指导一名学生表演“用冷水能使烧瓶中的热水沸腾”一次,再向瓶内再加热水,使瓶颈内仅留有2-3ml空间,塞紧带孔的胶塞,使用“两用气筒”抽气,教学效果更好。
(2)利用市面上出售的手持简易放大镜(直径约5~10cm、焦距约9~110n,售价在2~3元/个),安排学生做图0.1-3实验,效果比使用光具座上配套的放大镜好。教师要提示学生:“什么条件改变了,才造成透过放大镜所观察到的现象(注:应为“物像”)发生了改变”?
总之,在学生做观察实验时,要逐步培养学生“有初步的观察能力”:“能有目的地观察现象,辨明观察对象的主要特征及发生的条件”,使学生逐步“养成爱问‘为什么’的习惯,用疑问的眼光看待各种现象,探究我们不知道的自然规律”。
2.阐明学习方法
为了使学生能深刻地理解“物理是一门以观察、实验为基础的科学,人们的许多物理知识是通过观察和实验,经过认真地思索而总结出来的”,更突出“观察、实验和思索”是学好物理最基本的方法,我们设计了下列实验(以下各实验,均先让学生猜想可能会发生什么现象?然后再验证其猜想是否正确。这样,不仅能突出“观察、实验和思索”是学好物理最基本的方法、有益于培养学生的观察能力和实验能力,而且还有利于适时地进行“想象并不一定都符合事实”等思想教育):
(1)吹乒乓球:
把图0.1-4所示的“吹乒乓球”实验,变为学生实验的困难是:由于人的“肺活量”有限,常见的漏斗管径较粗,所以用力吹气时,乒乓球在漏斗里旋转而不下落的时间较短。改进的办法有:
①在直径约3.2~4mm脱掉药皮的电焊条芯上(或直径相应的十字花螺丝刀杆上),用厚纸卷几层长约10cm纸筒,然后塞进漏斗管内,露出管外部分纸筒,用透明胶带包扎好,确保不漏气。
②用展平的铁筒饮料盒铁皮制作铁片漏斗:先剪出半径4~5cm圆形,再剪掉约1/4圆面积后围成漏斗型,仿上所述卷成一根长约8cm铁皮管焊牢即可。铁管吹气一端套紧一段长约3cm软塑管,以防伤唇。
教师先演示:把乒乓球放在展平的掌心上,用漏斗口对着乒乓球水平吹气,球将很快滚动落地。再把球装进口朝上的漏斗里后问学生:谁能用漏斗向上“吹气把球吹起来?”(一定要注意口腔卫生,下同)先让体质弱的女学生吹,再让“不服气”的体质壮的男学生吹,然后师生共同做实验,结果谁也不能把球吹起来。
教师再演示:让漏斗口朝下后把球放进漏斗里,一松手,在重力作用下球将下落。再问学生:如果把“球装进口朝下的漏斗里先用手摁住,然后用力向下吹气后再松手,球将会怎么样”?师生共同做实验,结果出乎学生的预料,停止吹气后球才下落,学生十分惊奇;接着把球放在桌面上问学生:“不准直接用手接触球,有什么办法能把球从桌面上移到展平的掌心里”?用漏斗罩住乒乓球后用力吹气,也能达到上述要求(注:若把球放在掌心上,将漏斗内壁离球约1cm间隙后用力吹气,结果会使球向上跳进漏斗里转动,也能引起学生惊喜)。
(2)吹铁架台:
将自行车内胎的气门芯拔掉,在气门嘴子上接一根长约50cm乳胶管(管口另一端插进一段有倒角的短玻璃管,用以便于吹气,下同),保留气门嘴子,将内胎截取约30cm长、内胎两端胶死不漏气,用铁罐头盒皮在铁架台的铁杆上围一段长8~10cm铁管、焊缝,取下铁管,把它的一端砸扁成刀刃状。
实验时,先把内胎平放在讲桌上,把铁架台的底座压在内胎上问学生:谁上来用嘴从乳胶管端吹气,“把铁架台‘吹’起来?”(注: