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“物體的熱脹冷縮”探究活動(dòng)
“物體的熱脹冷縮”探究活動(dòng) 長(zhǎng)沙市桐梓坡小學(xué) 陳雷
一、小組討論,初步探究
課前,在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)桌上,教師未準(zhǔn)備任何器材,只是把部分器材放在了實(shí)驗(yàn)室的準(zhǔn)備桌上。學(xué)生在獲得液體、固體有熱脹冷縮的性質(zhì)后,教師要求學(xué)生對(duì)空氣是不是也有熱脹冷縮的性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。然后,教師將學(xué)生的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并指出:要證明你們的猜想是否正確,還需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。我們都知道科學(xué)家研究一個(gè)問(wèn)題,是由自己選擇實(shí)驗(yàn)器材,今天,我們也要像科學(xué)家那樣自己來(lái)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
問(wèn)題一出,同學(xué)們馬上議論開(kāi)了。有的用手在比劃,有的拿出了紙和筆,有的借助書(shū)的幫助。此時(shí)的我,也加入到了學(xué)生討論的行列,只聽(tīng)到這個(gè)說(shuō)“空氣看不見(jiàn),怎樣才能發(fā)現(xiàn)空氣的體積有變化呢?”;那個(gè)說(shuō)“怎樣讓空氣受熱、受冷呢?”;這邊說(shuō)“把空氣裝到塑料袋里”;那邊說(shuō)“把空氣裝到氣球里”。學(xué)生熱烈的討論,新奇的想法,是因?yàn)榻處熃o了學(xué)生充足的時(shí)間思考、討論,因而學(xué)生才能把問(wèn)題想得深、想得廣、想得全。
二、組際交流,再次探究
經(jīng)過(guò)組內(nèi)充分的討論,應(yīng)該說(shuō)每一個(gè)學(xué)生對(duì)這個(gè)問(wèn)題都有了新的認(rèn)識(shí),為了讓每一組都有展示自己的機(jī)會(huì),我要求學(xué)生把本組認(rèn)為最好的方案說(shuō)出來(lái),讓其他同學(xué)聽(tīng)聽(tīng),看有沒(méi)有不同意見(jiàn),此外每組同學(xué)還要為自己的設(shè)計(jì)做好答辯的準(zhǔn)備。
有學(xué)生迫不及待地站起來(lái):“我們是這樣設(shè)計(jì)的,準(zhǔn)備一個(gè)鐵球和一個(gè)鐵環(huán),球內(nèi)有空氣,并且這個(gè)球正好通過(guò)鐵環(huán),用酒精燈加熱這個(gè)球,過(guò)一會(huì)兒,看球還能不能通過(guò)這個(gè)鐵環(huán),如果不能通過(guò),就證明了球內(nèi)的空氣受熱體積膨脹,然后把它放進(jìn)冷水里,再看它能不能通過(guò)這個(gè)鐵環(huán),能通過(guò)就證明球內(nèi)的空氣受冷體積收縮�！笨磥�(lái),上節(jié)課固體熱脹冷縮的實(shí)驗(yàn)給他們留下了深刻的印象。
“有沒(méi)有不同的看法?”“我們認(rèn)為他們的實(shí)驗(yàn)不夠完善,因?yàn)樵诩訜徼F球時(shí),鐵球內(nèi)的空氣和鐵同時(shí)受熱,這樣就不能肯定是空氣受熱膨脹�！逼渌瑢W(xué)聽(tīng)了紛紛點(diǎn)頭,看來(lái),學(xué)生的能力確實(shí)不能低估,關(guān)鍵在于你怎么去挖掘。
又有同學(xué)站起來(lái):我們準(zhǔn)備的材料很簡(jiǎn)單,需要一個(gè)小塑料袋,里面裝有空氣,再把塑料袋綁緊,把它放進(jìn)熱水中看它會(huì)不會(huì)鼓起來(lái),再把它放進(jìn)冷水里,看它會(huì)不會(huì)癟,如果癟了,就證明空氣有熱脹冷縮的性質(zhì)。“請(qǐng)問(wèn)你們?cè)诖永镅b多少空氣?”“裝小部分�！笨磥�(lái),學(xué)生對(duì)這個(gè)方案已經(jīng)認(rèn)可。
“我們準(zhǔn)備用氣球裝空氣�！焙茱@然,這一組受了剛才發(fā)言同學(xué)的啟示�！拔覀儨�(zhǔn)備用一個(gè)杯子……”“上來(lái)畫(huà)個(gè)圖好嗎?”學(xué)生一邊畫(huà)一邊講解,“上面蒙一張塑料紙,然后加熱杯子,看塑料紙會(huì)不會(huì)鼓起來(lái),再讓杯子受冷,看塑料紙會(huì)不會(huì)癟下去。”同學(xué)們的發(fā)言一個(gè)比一個(gè)精彩,想法越來(lái)越豐富。
“我們準(zhǔn)備用一根管子”,“用這樣的管子可以嗎?”我舉起了試管,學(xué)生點(diǎn)點(diǎn)頭,“在管子上面輕輕地塞一個(gè)塞子,加熱管子,如果塞子往上動(dòng),就證明空氣受熱體積膨脹,受冷時(shí)如果塞子往回縮,就證明空氣受冷體積收縮。”這個(gè)實(shí)驗(yàn)我有一些懷疑,但學(xué)生既然都認(rèn)為他們?cè)O(shè)計(jì)的合理,那就干脆等實(shí)驗(yàn)時(shí)讓事實(shí)去說(shuō)話�！拔覀兊膶�(shí)驗(yàn)最簡(jiǎn)單,我們也是要用一根管子,用手按在管子口,加熱,如果感覺(jué)到有向上沖的力,就證明受熱體積膨脹,再把管子放進(jìn)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(xué)們的設(shè)計(jì)開(kāi)闊了我的視野,看來(lái),我們平時(shí)慣用的“看看桌上的材料,你能想辦法來(lái)證明嗎?”這樣的方法在一定程度上的確束縛了學(xué)生的思維,扼殺了學(xué)生創(chuàng)新思維的火花。組與組的交流,更大地激活了學(xué)生的思維,他們?cè)跓o(wú)拘無(wú)束的探索空間里使自己的思維得到極大的發(fā)散。
三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,深入探究
學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的思考,設(shè)計(jì)出各種各樣的實(shí)驗(yàn),更進(jìn)一步加深了對(duì)空氣是否有熱脹冷縮性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)的同時(shí),學(xué)生思維的深度、廣度得到了延展。但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理,還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證、完善。
“陳老師,我感覺(jué)到了!我的手確實(shí)感覺(jué)到有力在向上推。”這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單的那組,“受冷呢?”“受冷時(shí)感覺(jué)到有股力向下拉�！薄八芰洗浧饋�(lái)了!又縮回去了……”“鼓起來(lái)了!癟下去了……”“我的氣球怎么鼓不起來(lái)呢?”“我的塞子也沒(méi)有動(dòng)靜!”看到別人的實(shí)驗(yàn)都成功了,實(shí)驗(yàn)“失敗”的同學(xué)未免有些心急,“別著急,看看其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn),再想想自己的,你們一定能找出原因。”教師鼓勵(lì)的話語(yǔ)激起了學(xué)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(lái)�！薄拔覀冞@組的可能是塞子松了,氣從四周溜走了�！睂W(xué)生通過(guò)自行探究找到了失敗的原因,臉上露出了成功的喜悅。其實(shí),學(xué)生經(jīng)歷失敗再吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)重新實(shí)驗(yàn),再次嘗試所獲得成功的實(shí)踐經(jīng)歷將會(huì)刻骨銘心。同時(shí),還能體驗(yàn)到科學(xué)探索迂回曲折,知識(shí)來(lái)之不易,還感受到自己的努力是有效的,這樣更有助于學(xué)生全面理解科學(xué)。
四、課后靜思
以往的課堂內(nèi)容,教師在組織學(xué)生研究一個(gè)問(wèn)題時(shí),往往是讓學(xué)生根據(jù)老師為他們準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)材料來(lái)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),老師為學(xué)生準(zhǔn)備的往往是精心設(shè)計(jì)、能排除許多負(fù)面影響、直指實(shí)驗(yàn)結(jié)果的材料。很顯然,這樣安排雖然容易得出結(jié)論,但在研究中對(duì)學(xué)生自行探索能力的培養(yǎng)是有限的。學(xué)生在老師的安排下,做老師要求做的實(shí)驗(yàn),我們的學(xué)生并沒(méi)有像“小科學(xué)家”一樣在真刀真槍地搞科學(xué)!我以為這樣做,會(huì)使學(xué)生的思維集中于正確的事物,使學(xué)習(xí)過(guò)程以一個(gè)正確的順序展開(kāi),教師為學(xué)生掃除困難直接解決問(wèn)題,對(duì)于學(xué)生日后去面對(duì)各種實(shí)際問(wèn)題并沒(méi)有太多啟示。相反如讓學(xué)生受到挫折,獲得一些失敗的經(jīng)歷,對(duì)學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度是有益的。
總之,通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自主準(zhǔn)備材料,“解放了孩子的腦、思想、手、腳和時(shí)間”(劉墨耕語(yǔ)),拓展了學(xué)生自行探究的空間,滿足了學(xué)生“希望自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”的需要,學(xué)生真正成為了探索活動(dòng)的主體。
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