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在探索中享受快乐

2010-07-03吉林省松原市前郭蒙古族中学王爱生

黑龙江教育(教育与教学) 2010年5期
关键词:瓶内饮料瓶小孔

✿吉林省松原市前郭蒙古族中学 王爱生

创新思维是创新教育素质的核心内容。创新始于质疑,能否提出问题是判断思维是否具有独创性的一个重要表现。我们在落实“课程标准”的过程中,注重体现师生的民主性,教师保护学生的自尊心和进取心,讲究探究与参与性,更注重在示范性的前提下,具体采用教师示范学生模仿质疑、设立宽松的教学环境引导学生敢于质疑、巧妙设置情景乐于质疑、结论不一的开放问题诱导质疑、多次探讨行成主动质疑等策略。培养学生大胆质疑,不唯书、不唯师、不唯权的精神,现从具体的一个成功案例说明学生的质疑。

一、背景

在讲授“沸点随气压改变”内容时,觉得课本上介绍的演示实验仪器繁多、操作复杂,无法让学生自己动手实践。为了激发学生的兴趣,鼓励全体学生积极参与到学习之中,我采用了一种用饮料瓶来实验的简捷方法来探究。该方法如下:

如图1所示实验时,将热水倒入瓶中盖好瓶盖,并在瓶盖上打一小孔,把瓶倒立,流出一部分水后,马上可以看到水沸腾起来,可自动反复几次,现象十分明显。为了增加可信度,把热水倒出,再倒入冷水,重做实验就没有这种沸腾现象了……

二、问题的提出

上课后,为了采用探究式的教学,我向学生提出:液体的沸点与压强有什么关系?我让学生设计实验,用什么方法来证明沸点与压强的关系,学生提出了各种方案,包括已有的课本上的方法、用封闭性好的易改变气压的注射器等非常优秀的设计。学生间交流和评价后,气氛稍稍稳定,我将从刊物上学习的方案说了出来,并给了很好的评价。同时将准备好的塑料饮料瓶等器材,发给各实验小组进行实验、讨论、得出结论,课堂非常热闹,就在我心满意足地想结束这节课时,平时“淘气”的丁力举手(没等我允许)大声说:“老师,饮料瓶中的水不是真沸腾!”听到丁力的话,学生先是安静,然后就七嘴八舌说开来。我还没有理顺好思路,下课的铃声就响了,此时的我感到进退两难,便想到何不探究一下,就布置道:“同学们,今天的作业就是探究一下‘水到底沸腾了没有’,把你的想法、设计方案、理由准备好,下节课我们继续研究这个实验。”就这样,我金蝉脱壳了。

三、问题的探究

我把问题带到教研室,同事们也进行了一番唇枪舌战,虽然没有达成共识,但是心里有了底。因此,第二天的物理课,我带着一份自信,也带着一份困惑走进了课堂。随着鼠标的移动,大屏幕上出现了昨日“水沸腾”的画面和简短的文字说明以及如下几个问题:

1.水是沸腾了吗?你是怎样想的。

2.水沸腾,还是不沸腾,你想通过怎样的实验,证明你的观点是正确的?

3.若不是沸腾,那是一种什么现象?怎样形成的?

4.通过这次探究,你有什么收获?

问题提出来,学生就热烈地讨论开了,但没有抓住问题的主旨。如何让学生尽快进入本节课的主要任务,即液体沸腾的条件是与气压有关的。我引导道:“大家的意见都很好,有些还非常有价值。但是我们能不能考虑一下,怎样使瓶中的气压变小呢?”

看到学生的讨论已进入了正题,有的画草图、有的翻开课本,有的写文字说明。我在他们之间倾听着、观察着,不时地给予引导,鼓励学生进行组内交流,因为我知道学生间存在着差异,我要通过组内和组间交流的方式缩小这种差异,鼓励全体学生都充分参与探究学习之中。

讨论在小组内继续展开。有一个小组的张贺同学举手说:要会报告他们的想法。走到讲桌前。大屏幕上显示出他们组的讨论结果。

如图2所示,塑料饮料瓶用橡胶塞紧,用带针头的注射器,通过橡胶塞向外吸水。当注射器的活塞向外拉动时,注射器中吸入了热水(吸入的热水比原文“自然”流出的量要多),使瓶内压强减小,并观察到塑料瓶已收缩变型,但未见热水沸腾的气泡产生,而按原文的方法操作时,根本观察不到瓶子变型就有气泡产生。为了增加可信度,我们用硬质玻璃瓶(输液用的吊瓶)重复操作(吸入的热水比原文“自然”流出的量要多)也未见热水沸腾。可见,原文的方法中产生的气泡,并不是热水“自然”流出,瓶内压强减小,沸点降低,热水沸的结果。他边讲解,边实验操作。教室里片刻的沉默之后响起了学生热烈的掌声。大家都为巧妙而创新的设想感到高兴和佩服。

学生都听得非常认真,不时有的点头,有的皱眉,学生已经把注意力集中到探究上了。我现在要做的就是引导学生不断深入地展开讨论,于是我及时地提出:“大家对这个设计方案,有什么不同的看法?”

“我认为这个方案,虽然说明了水沸腾不是‘自然’流出,气压减小使水沸腾的,但不能解释那气泡是怎么来的。”朝鲁同学发表自己看法并做进一步解释:“饮料瓶中的气泡由何产生的呢?我们认为,饮料中倒入一些热水,盖好有小孔的瓶盖,将瓶子倒立时,瓶内被封闭的冷空气与热水相互交换位置时充分接触,使空气受热体积膨胀,压强增大,当大于瓶外大气压时,将热水挤出去(这正是装入冷水时水不流出。也没有空气从瓶盖小孔进入,看不见‘沸腾’的气泡的缘故。)随着热水的停止‘流出’瓶内空气的压强减小,达到与瓶外大气压相等时,热水停止‘流出’。此时瓶内上部被封闭的空气与外界热交换,受冷体积缩小,压强减小,当瓶内的压强和水产生的压强之和小于瓶外的压强时,空气便从瓶盖小孔进入,这就是我们观察到的‘沸腾’的气泡。若瓶内封闭的空气没有受冷过程,就只有向外挤压热水,没有空气进入了,我们用如下实验证明自己的观点。”说着,他又拿出了自己小组讨论时的装置图,在大屏幕上展示起来。如图3所示:

A是去掉底的瓶颈的大塑料饮料瓶;B是瓶盖上带有小孔的饮料瓶(与图1装置相同)。实验时B瓶中倒入热水,拧好盖,倒立在A瓶中,从瓶盖小孔中有热水被挤压出去。再把热水倒入A瓶中,并达到完全浸没B瓶,(其目的是用来保持B瓶内封闭空气的温度一段时间内不变)。我们就会观察不到B瓶停止流水很长时间内(当时观察6分钟,课后观察到约20分钟)也没有发生“沸腾现象”。

朝鲁的讲解和实验非常精彩,博得学生的掌声。讨论达到了高潮,我心里也非常高兴。这样的讨论不仅对学生的学习起到相互促进的作用,更重要的是,学生真正把课堂当成了积极参与学习的场所。这样的学习氛围,对于培养学生良好的学习情感,发展学生的科学素养起到积极的作用。

讨论还在进行着,有的悄悄地说,那压强减到多大时,水会沸腾呢?能计算出来吗?这时我观察到,昨天把问题提出来的丁力,却没有出色的表现。考虑到他平时的成绩不突出,想关注一下他,便提问:“丁力,你有什么意见,同意他们的做法吗?”他站起来说:“老师,我在没有改变原文的装置就能证明那沸腾是假的。”教室里又一次安静下来。我鼓励他到前面来说一说。他从讲桌上拿起昨日的瓶盖上带小孔的饮料瓶,打开瓶盖,倒入一些热水,拧紧再倒立过来。观察到热水从小孔流出,当有“沸腾”现象时,丁力手拿气球皮迅速堵住瓶盖上的小孔(我担心没有保护怕热水烫着他),“沸腾”停止了。松开气球皮后,又看到热水重新“沸腾”。因为我昨日请教张老师时,张老师用注射器做沸点与压强关系的实验,没有进气,就观察到了热水沸腾了,现象十分明显。这足以说明那“沸腾”的气泡是空气从小孔钻进去的。寂静的教室又响起了热烈的鼓掌声。学生都为丁力巧妙解决问题而兴奋。

讨论仍然热烈地继续着,但快下课了,我让学生谈谈通过“水沸腾”这个问题的探究有什么样的收获和体会。

一个学生说她有两点体会:“(1)本节课进一步知道了沸点与压强的关系;(2)大胆的怀疑是科学进步的动力。”一个学生说:“通过本节课,我想起了鲁迅先生的名言:人们往往把上了书的东西当作神圣的真谛,于是人云亦云、依样画葫芦,使某些不甚妥当的东西得以延续。”还有另一个学生说:“科学探究的力量真伟大,感受到了魅力无穷……”虽然节外生枝的这一节课过了很长时间,但每每想起,我都有一种尝试探究成功的喜乐,同时品味到了新课程带来的创新精神。尽管以上做法的简单,但也是我在落实新课程中的一点体会,仅供各位同仁参考。

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