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吴美玲1 蒋亚彬1 杨云2 杨承印1
(1.陕西师范大学化学与材料科学学院;2.深圳市宝安实验学校)
长期以来,传统的传递―接受式的教学方式下教师的任务是把头脑中储存的知识提供给学生,学生再把知识储存到自己的大脑中。由此带来的直接后果就是学生养成了被动接受的学习习惯,形成过分强调接受,单一被动和陈旧的学习方式。而实施新课程后,教育者都在寻求着更好的教学方式。其中的科学探究学习(教学)过程更为学生所喜爱。
科学探究学习的思想渊源可以追溯到20世纪初,最早倡导和实验探究学习的当属杜威,他指出,对于科学,学生要掌握的不只是知识,还应该包括过程或方法,因此他主张“做中学”,学生的“做”不是机械的技能操作,而是要强调动脑,强调主体与外部相互作用基础上的反思。教学要在学生已有兴趣和经验基础上,由他们自己通过探究来自主地建构知识,提高问题解决的能力。
带着这样的教学理念,我在2007年9月4日来到了深圳市宝安实验学校实习。这是一个开设了科学课的学校。这里的老师们都在摸索着上好科学课的方法。为了上好我的第一堂课(第一章第五节《水的浮力》),我准备把我探究教学的思想运用到实践中去。
本人授课的班级是八年级(9)和(10)班。从小学到初一年级,学生已经积累了一定的基础知识,如二力的平衡、水具有压强等,具有了一定的计算能力,几种简单的仪器操作能力。在浮力方面,能够通过观察水面上漂浮的树叶等现象知道漂浮概念,不过大多数学生还不能从这一现象中分析出什么是浮力,也不能客观地了解浮力的大小和哪些因素有关。总体来说,学生的条理性、逻辑性不够,概况、归纳能力也不强。但这些并不重要,因为八年级的学生正处在对一切外界事物很感兴趣的时期,思维较活跃,喜欢发言、思考,潜力大,可塑性强。只要科学地引导、培养,将会进步很快。
“浮力”是科学课程标准中“运动和相互作用”部分的一个重要的基本概念,是继第八章学习了弹力、重力、摩擦力之后接触的生活中常见的力。一方面,学生通过学习,对力有了初步的认识;另一方面,生活中与浮力有关的现象并不少见,“浮力”这个名词也并不陌生,应该说这个概念还是比较好理解的。只是由于生活中原有的一些不正确观点的误导(前概念)影响了学生对科学概念的理解,如“上浮的物体受到浮力,下沉的物体不受浮力”“大石块下沉、小木块上浮是因为木块受到的浮力比石块受到的浮力大”等观点,这些在教学中都需要通过相应的探究活动加以纠正。为了突破浮力这一教学难点,本教学活动应以学生的活动为主线,让学生亲历探究活动的整个过程,获取充足的感性材料和生动体验,并体会科学精神、科学态度和科学方法。
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通过实验操作观察水具有浮力,以及浮力大小与物体排开液体的体积有关。通过测定物体的浮力实验,学会使用测力计、溢杯等仪器。
通过感受、体会及讨论探究的过程,形成实验设计的简单思路。
通过本实验的经历,体验科学过程、改善实验态度。体验亲自动手操作实验对于得到正确结论的重要性和小组实验中的分工协作对于迈向成功的意义。
如何引导学生用科学探究方法研究浮力与物体排开液体的体积大小的关系。
如何自己设计方案来研究二者的关系。
水盆、空塑料瓶、测力计、钩码、溢杯、量杯、钩码瓶。
以探究式教学为主的包括引导、启发、实验法的综合教学方法。
老师:老师准备了一个盛了水的盆和一个空塑料瓶。大家先假想一下如果我们把空塑料瓶放到盆中,空瓶会呈现什么状态?
学生:会浮在水面上。
老师:那么我们验证一下你们的假想(说着将空瓶投入水中),同学们看到了什么?
学生:瓶子浮在水面上。
老师:可见与假想一致。那么请大家根据这一现象,思考一下水对瓶子具有什么作用力?
学生:具有浮力。
老师:对,具有浮力。这节课我们就来研究一下“水的浮力”。(板书:水的浮力)
(自评:目的是吸引学生的注意,让学生认识到简单的生活现象中也有科学,从而引出本节课的话题。)
老师:只谈不体验多没意思!大家想不想在课堂上来感受浮力的存在呢?
学生:想,很想!
老师:哪位同学愿意上来感受浮力?
很多学生举手,选择学生1号。
老师:请用手向下按住水中的瓶子,并注意体会手的感觉。请把感觉描述给大家,共同分享。
学生1:我感到手受到瓶子向上顶的力。
(自评:让学生参与课堂实验,亲身感受和体会探究浮力的实验过程。学生们很喜欢用这种形式参与课堂实验。这是激发学生兴趣的好方法)
老师:水中漂浮的物体受到浮力作用,这个比较好理解。那扔到水中会下沉的物体有没有受到浮力作用呢?
学生A组:没有。
学生B组:有。
(自评:拓展到下沉的物体有没有受到浮力,就以这一问题来培养学生的科学探究意识和解决问题的能力)
老师:猜想和感觉是实证的基础,所以我们需要“测力计”这个客观的实证工具,来证实我们的猜想(拿出测力计)。
老师:谁能说出测力计使用时的注意事项?
学生2:需要调零。
学生3:要注意量程。
老师:看来都掌握了。那么实验过程中希望大家仔细观察实验,记录数据。
老师先把一个钩码挂于测力计上,放置在空气中,测力计上的示数G为多少?
学生4:G=1.3N
老师:再观察把钩码浸入水中后,示数F拉为多少?
学生5:F拉=1.0N
老师:现在实验结束,看看我们得到的数据。思考问题:数据前后有什么变化?变化的原因是什么呢?
学生思考、讨论片刻后,
学生6:数据变小了。原因是钩码浸入水中后受到水对其向上的浮力作用。
老师:很好,很会分析实验现象。同学们再想一想受到浮力,示数就变小,那么浮力的大小如何计算?是否和这前后数据有关呢?
学生A组:有关系,F浮=G–F拉
学生B组:没有关系。
学生C组:不知道。
(师生共同进行受力图分析,确保大家都明白。)
老师:我们来总结一下前两个实验能得到的结论,同桌间先相互讨论,然后我来提问。
学生7:第一个实验说明了漂浮在水中的物体受到浮力作用。
学生8:第二个实验说明了沉入水中的物体也受到浮力作用。
老师:我们共同概括一下:我们把漂浮在水面和沉入水中均概括为浸在。那我们可以说:浸在水中的物体受到的水对其向上托的力――水的浮力。(板书)
(自评:这个环节加强了学生对实验的仔细观察态度和认真记录数据的科学探究习惯。最后通过引导让学生自己概括,这样可以培养学生对实验现象的分析、概括、总结能力)