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“物體的熱脹冷縮”探究活動
“物體的熱脹冷縮”探究活動 長沙市桐梓坡小學 陳雷
一、小組討論,初步探究
課前,在學生的實驗桌上,教師未準備任何器材,只是把部分器材放在了實驗室的準備桌上。學生在獲得液體、固體有熱脹冷縮的性質(zhì)后,教師要求學生對空氣是不是也有熱脹冷縮的性質(zhì)進行預測。然后,教師將學生的預測結果進行統(tǒng)計,并指出:要證明你們的猜想是否正確,還需要經(jīng)過實驗來驗證。我們都知道科學家研究一個問題,是由自己選擇實驗器材,今天,我們也要像科學家那樣自己來準備實驗材料,自己設計實驗。
問題一出,同學們馬上議論開了。有的用手在比劃,有的拿出了紙和筆,有的借助書的幫助。此時的我,也加入到了學生討論的行列,只聽到這個說“空氣看不見,怎樣才能發(fā)現(xiàn)空氣的體積有變化呢?”;那個說“怎樣讓空氣受熱、受冷呢?”;這邊說“把空氣裝到塑料袋里”;那邊說“把空氣裝到氣球里”。學生熱烈的討論,新奇的想法,是因為教師給了學生充足的時間思考、討論,因而學生才能把問題想得深、想得廣、想得全。
二、組際交流,再次探究
經(jīng)過組內(nèi)充分的討論,應該說每一個學生對這個問題都有了新的認識,為了讓每一組都有展示自己的機會,我要求學生把本組認為最好的方案說出來,讓其他同學聽聽,看有沒有不同意見,此外每組同學還要為自己的設計做好答辯的準備。
有學生迫不及待地站起來:“我們是這樣設計的,準備一個鐵球和一個鐵環(huán),球內(nèi)有空氣,并且這個球正好通過鐵環(huán),用酒精燈加熱這個球,過一會兒,看球還能不能通過這個鐵環(huán),如果不能通過,就證明了球內(nèi)的空氣受熱體積膨脹,然后把它放進冷水里,再看它能不能通過這個鐵環(huán),能通過就證明球內(nèi)的空氣受冷體積收縮!笨磥,上節(jié)課固體熱脹冷縮的實驗給他們留下了深刻的印象。
“有沒有不同的看法?”“我們認為他們的實驗不夠完善,因為在加熱鐵球時,鐵球內(nèi)的空氣和鐵同時受熱,這樣就不能肯定是空氣受熱膨脹!逼渌瑢W聽了紛紛點頭,看來,學生的能力確實不能低估,關鍵在于你怎么去挖掘。
又有同學站起來:我們準備的材料很簡單,需要一個小塑料袋,里面裝有空氣,再把塑料袋綁緊,把它放進熱水中看它會不會鼓起來,再把它放進冷水里,看它會不會癟,如果癟了,就證明空氣有熱脹冷縮的性質(zhì)!罢垎柲銈冊诖永镅b多少空氣?”“裝小部分!笨磥,學生對這個方案已經(jīng)認可。
“我們準備用氣球裝空氣!焙茱@然,這一組受了剛才發(fā)言同學的啟示!拔覀儨蕚溆靡粋杯子……”“上來畫個圖好嗎?”學生一邊畫一邊講解,“上面蒙一張塑料紙,然后加熱杯子,看塑料紙會不會鼓起來,再讓杯子受冷,看塑料紙會不會癟下去!蓖瑢W們的發(fā)言一個比一個精彩,想法越來越豐富。
“我們準備用一根管子”,“用這樣的管子可以嗎?”我舉起了試管,學生點點頭,“在管子上面輕輕地塞一個塞子,加熱管子,如果塞子往上動,就證明空氣受熱體積膨脹,受冷時如果塞子往回縮,就證明空氣受冷體積收縮!边@個實驗我有一些懷疑,但學生既然都認為他們設計的合理,那就干脆等實驗時讓事實去說話!拔覀兊膶嶒炞詈唵,我們也是要用一根管子,用手按在管子口,加熱,如果感覺到有向上沖的力,就證明受熱體積膨脹,再把管子放進冷水中,如果手感到有股向下的力,就證明空氣受冷體積收縮。”
同學們的設計開闊了我的視野,看來,我們平時慣用的“看看桌上的材料,你能想辦法來證明嗎?”這樣的方法在一定程度上的確束縛了學生的思維,扼殺了學生創(chuàng)新思維的火花。組與組的交流,更大地激活了學生的思維,他們在無拘無束的探索空間里使自己的思維得到極大的發(fā)散。
三、實驗驗證,深入探究
學生經(jīng)過自己的思考,設計出各種各樣的實驗,更進一步加深了對空氣是否有熱脹冷縮性質(zhì)的認識。在設計的同時,學生思維的深度、廣度得到了延展。但實驗設計是否合理,還需要通過實驗來驗證、完善。
“陳老師,我感覺到了!我的手確實感覺到有力在向上推。”這是實驗設計最簡單的那組,“受冷呢?”“受冷時感覺到有股力向下拉。”“塑料袋脹起來了!又縮回去了……”“鼓起來了!癟下去了……”“我的氣球怎么鼓不起來呢?”“我的塞子也沒有動靜!”看到別人的實驗都成功了,實驗“失敗”的同學未免有些心急,“別著急,看看其他同學的實驗,再想想自己的,你們一定能找出原因。”教師鼓勵的話語激起了學生繼續(xù)探索的信心。
于是,他們到別的組去“取經(jīng)”,“可能是氣體膨脹產(chǎn)生的力不夠大,不能使氣球脹起來。”“我們這組的可能是塞子松了,氣從四周溜走了!睂W生通過自行探究找到了失敗的原因,臉上露出了成功的喜悅。其實,學生經(jīng)歷失敗再吸取經(jīng)驗教訓重新實驗,再次嘗試所獲得成功的實踐經(jīng)歷將會刻骨銘心。同時,還能體驗到科學探索迂回曲折,知識來之不易,還感受到自己的努力是有效的,這樣更有助于學生全面理解科學。
四、課后靜思
以往的課堂內(nèi)容,教師在組織學生研究一個問題時,往往是讓學生根據(jù)老師為他們準備好的實驗材料來自行設計實驗,老師為學生準備的往往是精心設計、能排除許多負面影響、直指實驗結果的材料。很顯然,這樣安排雖然容易得出結論,但在研究中對學生自行探索能力的培養(yǎng)是有限的。學生在老師的安排下,做老師要求做的實驗,我們的學生并沒有像“小科學家”一樣在真刀真槍地搞科學!我以為這樣做,會使學生的思維集中于正確的事物,使學習過程以一個正確的順序展開,教師為學生掃除困難直接解決問題,對于學生日后去面對各種實際問題并沒有太多啟示。相反如讓學生受到挫折,獲得一些失敗的經(jīng)歷,對學生形成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度是有益的。
總之,通過引導學生自主準備材料,“解放了孩子的腦、思想、手、腳和時間”(劉墨耕語),拓展了學生自行探究的空間,滿足了學生“希望自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”的需要,學生真正成為了探索活動的主體。
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