關(guān)于“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)的實(shí)踐與思考

摘要: “交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)是將“科學(xué)探究型”的教學(xué)、“互動(dòng)型”教學(xué)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化組合的一種教學(xué)模式。在這種教學(xué)中，教師是組織、引導(dǎo)的主體，學(xué)生是探究、學(xué)習(xí)的主體。教師充分挖掘教材中的各種有利因素，在教師的啟發(fā)、誘導(dǎo)下，通過(guò)學(xué)生的親自參與和探究活動(dòng)，由學(xué)生主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)概念、規(guī)律。在這種形式的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不僅能學(xué)到知識(shí)，更重要的是能學(xué)到獲得知識(shí)的過(guò)程與方法。這樣能培養(yǎng)學(xué)生的主體意識(shí)、科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。本文作者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，講述了在新課標(biāo)背景下實(shí)施“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)的實(shí)踐和一些體會(huì)。

關(guān)鍵詞: 初中科學(xué)“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)課堂教學(xué)理論依據(jù)教學(xué)實(shí)踐

二十一世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的世紀(jì)，知識(shí)經(jīng)濟(jì)呼喚著創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)依賴(lài)先進(jìn)的教育理念。目前，新一輪課程改革正在全國(guó)實(shí)施，傳統(tǒng)教學(xué)模式妨礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)方法改變了“教師講”、“學(xué)生聽(tīng)”、最后練的傳統(tǒng)模式，把問(wèn)題的提出、模型的建立、猜想的預(yù)見(jiàn)、假設(shè)的論證、結(jié)論的應(yīng)用提升為教學(xué)的主要組成部分，有效地提高了學(xué)生的動(dòng)手操作能力、分析問(wèn)題能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)精神和創(chuàng)新思維的習(xí)慣。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，深入開(kāi)展學(xué)科素質(zhì)教育，深化學(xué)校教育教學(xué)改革，我于2004年9月開(kāi)始初中科學(xué)“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)的實(shí)踐與探索，經(jīng)過(guò)5年來(lái)的實(shí)踐，取得了一定的成效。

一、問(wèn)題的提出

最早提出在學(xué)校科學(xué)教育中要用探究方法是美國(guó)教育家杜威，二十世紀(jì)初，大多數(shù)教育者認(rèn)為科學(xué)教育方法主要通過(guò)直接讓學(xué)生學(xué)習(xí)大量的科學(xué)知識(shí)概念和原理，而杜威認(rèn)為科學(xué)教育不僅僅是要讓學(xué)生學(xué)習(xí)大量的知識(shí)，更重要的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)研究過(guò)程或方法。五十年代，探究作為一種教學(xué)方法的合理性越來(lái)越明確了。美國(guó)教育家施瓦布指出:“如果要學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)方法，那么有什么學(xué)習(xí)比通過(guò)積極地投入到探究的過(guò)程中去更好呢?”這句話對(duì)科學(xué)教育中的探究學(xué)習(xí)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。施瓦布認(rèn)為教師應(yīng)該用探究的方式展現(xiàn)科學(xué)知識(shí)，學(xué)生應(yīng)該用探究的方式學(xué)習(xí)科學(xué)內(nèi)容。

施瓦布、杜威等人的研究，影響了五十年代直到七十年代早期的課程教材。在新的一輪基礎(chǔ)教育課程改革中，教師要改變課程過(guò)于注重知識(shí)傳授的傾向，強(qiáng)調(diào)形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生獲得基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的過(guò)程，同時(shí)成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀的過(guò)程;改變課程實(shí)施過(guò)于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力，獲取新知識(shí)的能力，分析和解決問(wèn)題的能力，以及交流與合作的能力。

然而，傳統(tǒng)的教育教學(xué)思想和陳舊呆板的教學(xué)模式仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，其主要表現(xiàn)為:教師期望學(xué)生按照教案設(shè)想得出答案，教師的任務(wù)就是努力“引導(dǎo)”學(xué)生直接得出預(yù)定答案。這種只注重結(jié)果，不注重學(xué)習(xí)過(guò)程，不顧學(xué)生心理體驗(yàn)和心理感悟的呆板的教學(xué)忽視了學(xué)生個(gè)性發(fā)展，影響了學(xué)生的身心健康，扼殺了學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造性思維品質(zhì)。

應(yīng)用“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)正是基于順應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)課程改革的發(fā)展，初中科學(xué)是一門(mén)起始課，它是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。許多基本理論，基本概念，物質(zhì)的性質(zhì)、制法都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。在舊的教材中，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性的，這只能說(shuō)明某一結(jié)論是正確的，然而，得到這一結(jié)論的過(guò)程卻往往被忽略。其實(shí)，學(xué)生得到任何結(jié)論、任何發(fā)現(xiàn)都是需要一個(gè)探究過(guò)程，在探究過(guò)程中學(xué)生會(huì)充分體現(xiàn)主體地位。

二、“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)的理論依據(jù)

“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)是以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)的。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)新的知識(shí)時(shí)，是通過(guò)個(gè)體對(duì)知識(shí)單元的經(jīng)驗(yàn)解釋把知識(shí)轉(zhuǎn)變成自己的內(nèi)部表述，知識(shí)的獲得是學(xué)習(xí)個(gè)體與外部環(huán)境交互作用的結(jié)果。學(xué)習(xí)是一種建構(gòu)的過(guò)程，學(xué)習(xí)者只有真正掌握所學(xué)內(nèi)容之后才能形成可靠的知識(shí)結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)期以來(lái)，多數(shù)教學(xué)理論都是以客觀主義認(rèn)識(shí)論為基礎(chǔ)的。客觀主義認(rèn)識(shí)論把知識(shí)看作是不依賴(lài)于人腦而存在的實(shí)體，認(rèn)為在知識(shí)完全遷移到人的大腦內(nèi)部、進(jìn)入人內(nèi)心活動(dòng)世界時(shí)，人們就真正獲得了知識(shí)。因此，以客觀主義為基礎(chǔ)的教學(xué)理論偏重于教的方面。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者的知識(shí)應(yīng)該是他們?cè)谂c環(huán)境的交互作用中自行建構(gòu)的，而不是灌輸?shù)摹Ｒ蚨?gòu)主義教學(xué)理論特別側(cè)重于學(xué)的方面。

建構(gòu)主義認(rèn)為，只有在真實(shí)世界的情境中學(xué)習(xí)才能更為有效。學(xué)習(xí)的目的不僅僅是讓學(xué)生懂得某些知識(shí)，而且要讓學(xué)生能真正運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決現(xiàn)實(shí)世界中的問(wèn)題。在真實(shí)世界情境中，學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)能否發(fā)揮作用，學(xué)習(xí)者能否運(yùn)用自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行思維，是衡量學(xué)習(xí)是否成功的關(guān)鍵。教師是學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的支持者、輔導(dǎo)者和高級(jí)合作者，負(fù)有調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者積極性的使命。學(xué)習(xí)者對(duì)外部世界的理解是各不相通的，只有通過(guò)協(xié)商才能達(dá)到共識(shí)。教學(xué)評(píng)價(jià)也應(yīng)該側(cè)重于學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程，而不是行為產(chǎn)品。

1.“科學(xué)探究型”的教學(xué)模式是理查德·蘇赫曼(Richard Suchman)通過(guò)觀察、分析科學(xué)家的創(chuàng)造性探索活動(dòng)概括而成的。它的目的是使學(xué)生了解如何對(duì)一種陌生的事物進(jìn)行科學(xué)探究，加深認(rèn)識(shí)，教會(huì)學(xué)生從事科學(xué)與研究的方法。

2.“互動(dòng)型”教學(xué)模式是依據(jù)當(dāng)代美國(guó)著名心理學(xué)家A·班圖拉的“交互決定理論”，將“傳授式”教學(xué)與“活動(dòng)式”教學(xué)進(jìn)行有效結(jié)合的教學(xué)模式。教學(xué)過(guò)程分三個(gè)階段:啟動(dòng)階段→聯(lián)動(dòng)階段→能動(dòng)階段。

3.科學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和強(qiáng)烈求知欲的重要內(nèi)容。教師的責(zé)任是既要利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)這一得天獨(dú)厚的條件，引導(dǎo)學(xué)生去觀察、感知、探究科學(xué)知識(shí)，又要通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，教會(huì)學(xué)生科學(xué)研究的方法，發(fā)展學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

基于上述理念，我將優(yōu)化組合成的“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)模式作為研究課題。

三、“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)的設(shè)計(jì)

“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)模式的功能目標(biāo)在于學(xué)生養(yǎng)成自主探索、研究的主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)，并培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)創(chuàng)造能力，學(xué)會(huì)怎樣發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、怎樣加工信息，并對(duì)提出的假設(shè)如何推理論證，形成全新的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境。

1.創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題。

我認(rèn)為課題的展示要從學(xué)科本身出發(fā)，并結(jié)合學(xué)生的實(shí)際與社會(huì)生活，以一定的情景作為鋪墊，要能吸引學(xué)生，能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，要注意問(wèn)題一定要難易適度，并能使學(xué)生明了所提出問(wèn)題的指向性。

2.分析問(wèn)題，提出假設(shè)。

提出問(wèn)題后，學(xué)生就會(huì)針對(duì)問(wèn)題展開(kāi)討論。學(xué)生會(huì)產(chǎn)生很多疑問(wèn)，此時(shí)，教師就要給學(xué)生提供大量的資料、素材，就會(huì)出現(xiàn)師生互動(dòng)的局面。

接著，在學(xué)生對(duì)課題進(jìn)行充分討論的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)盡量在誘發(fā)性的問(wèn)題情景中引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析、比較、綜合、類(lèi)推等不斷產(chǎn)生假設(shè)并圍繞假設(shè)進(jìn)行推理，引導(dǎo)學(xué)生將原有的各種片斷知識(shí)、素材，從各個(gè)不同的角度加以考慮，從中發(fā)現(xiàn)必然的聯(lián)系，逐步形成比較合理的探究方案。

3.動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)。

驗(yàn)證是學(xué)生確定自己的假設(shè)是否成立的關(guān)鍵，是獲得理論知識(shí)的基本保證。驗(yàn)證最好的方法是動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。學(xué)生要以實(shí)驗(yàn)中觀察到的科學(xué)事實(shí)為依據(jù)來(lái)判斷假設(shè)的科學(xué)性，當(dāng)實(shí)驗(yàn)事實(shí)與假設(shè)不符時(shí)，學(xué)生可再進(jìn)行討論或向教師提出疑問(wèn)。教師則要引導(dǎo)學(xué)生找出失敗的根源所在，指導(dǎo)學(xué)生重新進(jìn)行假設(shè)、驗(yàn)證。

4.討論結(jié)果，獲取知識(shí)。

在假設(shè)、驗(yàn)證的基礎(chǔ)上學(xué)生必然能得到結(jié)論，使感性體驗(yàn)知識(shí)化，成為學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的內(nèi)在成分。因此，教師可對(duì)學(xué)生經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的假設(shè)進(jìn)行加工，用科學(xué)的語(yǔ)言來(lái)表達(dá)結(jié)論，適時(shí)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u(píng)論，讓學(xué)生真正體會(huì)到從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的歡愉。

5.知識(shí)應(yīng)用，拓展思維。

在獲得知識(shí)的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生把抽象化了的概念、原理同社會(huì)、生活實(shí)際相聯(lián)系，應(yīng)用到新情景之中，用概念原理去解釋新的現(xiàn)象，這種過(guò)程既是對(duì)原有知識(shí)結(jié)構(gòu)的完善，又是概念、原理的復(fù)現(xiàn)，有助于學(xué)生理解、記憶，增強(qiáng)應(yīng)用概念、原理來(lái)解決問(wèn)題的能力。

四、教學(xué)案例

[案例1]課題:實(shí)驗(yàn)探究(趣味實(shí)驗(yàn))

1.創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題。

教師在燒杯A中裝入約20ml蒸餾水，滴入幾滴酚酞試液(向?qū)W生介紹是甲溶液)，在燒杯B中裝入約10ml液體(液體向?qū)W生介紹是乙溶液)。用一個(gè)大燒杯把A、B兩燒杯罩在一起，過(guò)幾分鐘，看到小燒杯A中裝的甲溶液變紅色。提出問(wèn)題，上述現(xiàn)象說(shuō)明了什么?

2.提出假設(shè)，設(shè)計(jì)探究方案。

教師引導(dǎo)學(xué)生討論，提出假設(shè)，設(shè)計(jì)探究方案填寫(xiě)在教師印發(fā)的探究報(bào)告上。然后，學(xué)生相互交流各自的假設(shè)、方案，并對(duì)各種假設(shè)、方案進(jìn)行評(píng)議。

學(xué)生的假設(shè)很多，如:

①甲溶液為酚酞溶液;②乙溶液為濃氨水;③乙溶液具有揮發(fā)性;④甲溶液變紅與乙溶液有關(guān)，等等。

3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

提出假設(shè)合理、方案科學(xué)的學(xué)生，派出代表進(jìn)行驗(yàn)證演示。教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)的錯(cuò)誤操作作評(píng)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生中出現(xiàn)的錯(cuò)誤結(jié)論作評(píng)析。

4.結(jié)果討論。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，學(xué)生獲得結(jié)論有:①甲為酚酞試液;②乙為濃氨水;③濃氨水具有揮發(fā)性;④氨水顯堿性;⑤酚酞遇堿溶液變紅;⑥分子是不斷運(yùn)動(dòng)的，等等。

教師將學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究后的結(jié)論進(jìn)行分析、綜合，引導(dǎo)學(xué)生嘗試從宏觀、微觀上解釋A中酚酞試液為何變化。

宏觀:B中濃氨水揮發(fā)出的氨氣溶解到A中的水里，氨水使無(wú)色酚酞變紅。

微觀:B中濃氨水中的氨分子運(yùn)動(dòng)到A中，與水分子結(jié)合成氨水分子，氨水分子電離出的氫氧根離子，使無(wú)色酚酞變紅。

5.知識(shí)應(yīng)用，拓展思維。

教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)獲得的結(jié)論進(jìn)行知識(shí)應(yīng)用。如:農(nóng)村使用氨肥氨水時(shí)，在貯存和施用要注意防止其揮發(fā)，鑒別酸和堿溶液可用酚酞等。然后鼓勵(lì)學(xué)生另選藥品，設(shè)計(jì)出類(lèi)似實(shí)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)合理的，讓學(xué)生展示并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。如甲為石蕊試液、乙為濃鹽酸，或甲為AgNO3溶液、乙為濃鹽酸，等等。

6.小結(jié)鞏固。

學(xué)生對(duì)本節(jié)課發(fā)表見(jiàn)解和體會(huì)。

7.課外研究(作業(yè))。

布置具有探究性質(zhì)的有關(guān)作業(yè)，讓學(xué)生在課外繼續(xù)研究。

附:本節(jié)課印發(fā)的探究報(bào)告和作業(yè)

實(shí)驗(yàn)與探究(趣味實(shí)驗(yàn))

1.探究

作出假設(shè)(猜想)

驗(yàn)證方法及操作

現(xiàn)象

結(jié)論

示例:A中的甲溶液過(guò)一會(huì)兒會(huì)變紅，與B燒杯無(wú)關(guān)。

示例:大燒杯瓶壁上沾有某種物質(zhì)，散發(fā)出肉眼看不到的粒子溶于A溶液中，使A溶液變紅

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，對(duì)這個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)，你得出的結(jié)論是:

①?搖?搖?搖?搖?搖②?搖?搖?搖?搖?搖③?搖?搖?搖?搖?搖④?搖?搖?搖?搖?搖⑤?搖?搖?搖?搖?搖……

3.[思考]另選藥品，你能設(shè)計(jì)出類(lèi)似實(shí)驗(yàn)嗎?

【思考】

著名化學(xué)羅伯特·波義耳(RobertBoyle)在一次實(shí)驗(yàn)中，不小心將鹽酸濺到紫羅蘭花瓣上，過(guò)一會(huì)兒，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，紫色的花瓣出現(xiàn)了紅點(diǎn)。波義耳對(duì)這一意外的發(fā)現(xiàn)作出了各種假設(shè)，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，探究普遍規(guī)律，終于獲得了成功。對(duì)紫羅蘭花瓣遇鹽酸變紅的觀察，你有哪些假設(shè)?請(qǐng)將你的假設(shè)和驗(yàn)證假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案填寫(xiě)在下表中:

你對(duì)紫羅蘭花瓣遇鹽酸變紅現(xiàn)象的各種假設(shè):

你驗(yàn)證假設(shè)的實(shí)驗(yàn):

[案例2]大氣壓強(qiáng)

1.引入:教師演示兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一:在一個(gè)透明的塑料瓶中裝滿(mǎn)紅色的水，并在瓶底扎一個(gè)孔。將瓶蓋旋松時(shí)，水就從瓶底流出;把瓶蓋旋緊時(shí)，水就流不出來(lái)了。反復(fù)操作幾遍。

實(shí)驗(yàn)二:在一個(gè)裝滿(mǎn)飲料的瓶。塞上帶玻管的橡皮塞，請(qǐng)一位學(xué)生來(lái)吸出里面的飲料(結(jié)果:無(wú)論用多大的力也吸不出來(lái)。)(學(xué)生很是驚訝，平常生活中的簡(jiǎn)單問(wèn)題也變得如此困難，太不可思議了。)

(這幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生的求知欲。)

2.新課:引出大氣有壓強(qiáng)。

師:大氣有壓強(qiáng)嗎?如果有，那我們生活在大氣中，為什么一點(diǎn)感覺(jué)也沒(méi)有呢?

體驗(yàn)現(xiàn)象:將學(xué)生預(yù)先分為四人一組，分組做三個(gè)實(shí)驗(yàn)。

1.用吸鉤模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。

2.“覆杯”實(shí)驗(yàn)。

3.“瓶吞雞蛋”實(shí)驗(yàn)。

注:在實(shí)驗(yàn)過(guò)程教師可以引導(dǎo)學(xué)生“拓展實(shí)驗(yàn)”，如可以將吸鉤上下拉或斜著拉，看能不能拉開(kāi);可以將裝滿(mǎn)水的杯側(cè)放，再觀察水還會(huì)不會(huì)流出來(lái);不裝滿(mǎn)水，再觀察水還會(huì)不會(huì)流出來(lái)。

3.分析思考。

組織學(xué)生分小組討論實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，并回答兩個(gè)問(wèn)題:

(1)氣體到底存在不存在壓強(qiáng)?

(2)氣體如果存在壓強(qiáng)，那么氣體壓強(qiáng)又有哪些特點(diǎn)?

生:氣體存在壓強(qiáng):

A.將兩只吸鉤放在一起，不擠壓，很易拉開(kāi);擠出里面的空氣，使很大勁拉也拉不開(kāi)。說(shuō)明外面有大氣存在壓力，所以拉不開(kāi)。

B.玻璃杯倒?jié)M水，用硬紙片壓在杯口，倒過(guò)來(lái)水和紙片都不往下掉。說(shuō)明外面有大氣壓力“托住”紙片，所以紙片不掉下來(lái)。

C.給廣口瓶里加熱，冷卻后，瓶口的雞蛋會(huì)自然被吞進(jìn)去。是因?yàn)橥饷娴臍怏w壓強(qiáng)大于里面的氣體壓強(qiáng)，把雞蛋壓進(jìn)瓶中的。

師:在生活中，還有哪些現(xiàn)象可以說(shuō)明大氣壓存在著壓強(qiáng)?

生:吸盒裝飲料時(shí)，紙盒會(huì)變形。

生:還有拔火罐。

生:廚房里的吸盤(pán)掛鉤。

(學(xué)生舉的例子越多越好，旨在培養(yǎng)他們善于觀察生活的良好習(xí)慣。)

師:大氣壓強(qiáng)有什么特點(diǎn)呢?

生:和液體一樣，向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。因?yàn)閷壕o的吸鉤左右拉、上下拉、斜著拉，都拉不開(kāi)。說(shuō)明大氣壓強(qiáng)的方向是向著各個(gè)方向的。

生:裝水的杯子傾斜時(shí)，水和紙片也不會(huì)掉下來(lái)，沿各個(gè)方向都有大氣壓強(qiáng)。

師:回到我們開(kāi)始的問(wèn)題，既然大氣存在著壓強(qiáng)，為什么人生活在大氣之中，卻沒(méi)有感覺(jué)呢?

生:因?yàn)槿梭w內(nèi)也有氣體，里面的氣體向外有壓強(qiáng)，外面的氣體向里通外有壓強(qiáng)，所以人感覺(jué)不到。

4.整理擴(kuò)展。

為了豐富學(xué)生對(duì)大氣壓強(qiáng)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)他們動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、探究問(wèn)題的良好習(xí)慣，教師進(jìn)一步鼓勵(lì)學(xué)生猜想、實(shí)驗(yàn);如果在“覆杯實(shí)驗(yàn)”中的硬紙片上扎一個(gè)孔，水會(huì)不會(huì)流出來(lái)?扎兩個(gè)孔呢?如果在杯(可用礦泉水瓶替代)上扎一個(gè)孔，或兩個(gè)孔呢?

以可自如地控制出水與否的小茶壺為例，請(qǐng)學(xué)生猜一猜茶壺的機(jī)關(guān)何在?進(jìn)而說(shuō)明大氣壓強(qiáng)在生活中的應(yīng)用無(wú)處不在。

(這一教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，是有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生從看似簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題。例如，在硬紙片上扎一個(gè)孔，水不會(huì)流下來(lái);扎兩個(gè)孔，水也不會(huì)流下來(lái)。在密封的礦泉水瓶上扎一個(gè)孔，水不會(huì)流下來(lái);扎兩個(gè)孔(一上一下)，下面的孔中卻會(huì)有水流出來(lái)。這些奇特的現(xiàn)象極大地激發(fā)了學(xué)生的探索熱情，學(xué)生都希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)還能發(fā)現(xiàn)一些更有意思的問(wèn)題。)

師:大氣壓強(qiáng)很大，那么我們?nèi)绾螠y(cè)量大氣壓強(qiáng)的值呢?

(要求每組學(xué)生根據(jù)桌上準(zhǔn)備的器材動(dòng)腦筋想辦法。)

生:用彈簧秤測(cè)出拉開(kāi)吸鉤瞬間的拉力，再除以面積，可以得出大氣壓強(qiáng)。

生:不行，吸鉤剛被拉開(kāi)時(shí)的力很難準(zhǔn)確地測(cè)到。

生:用倒置的水杯可以測(cè)出大氣壓的值。杯中水對(duì)紙片的壓強(qiáng)就等于大氣壓強(qiáng)。

生:不對(duì)，用再高的水杯裝滿(mǎn)水倒置，水和紙片也不會(huì)掉下來(lái)。

……

師:大家的討論非常好。請(qǐng)同學(xué)們看大屏幕。

思考問(wèn)題:將裝滿(mǎn)水的量筒浸入水中，口朝下，抓住筒底向上提，在筒口離水面前，量筒露出水面的部分()。

(1)是空的;(2)有水但不滿(mǎn);(3)充滿(mǎn)水。為什么?動(dòng)手做做看。

生:始終充滿(mǎn)水。因?yàn)橥饷娴拇髿鈮罕攘客矁?nèi)的水壓大。

師:如果有一只足夠才并可自由伸縮的玻璃管，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，不斷向上拉伸玻璃管，(管上不離開(kāi)水面)玻璃管會(huì)一直被水充滿(mǎn)嗎?

生:不會(huì)，因?yàn)楫?dāng)玻璃管內(nèi)的水壓等于外界的大氣壓，再拉伸玻璃管，水就不再充滿(mǎn)玻璃管了。

師:這個(gè)實(shí)驗(yàn)是不是給我們提供了一個(gè)測(cè)量大氣壓強(qiáng)的可行性方法?可是由于水的密度過(guò)小，玻璃管要求的長(zhǎng)度很長(zhǎng)。不方便操作。應(yīng)該用什么液體用這一實(shí)驗(yàn)?zāi)?

生:選擇密度大的——水銀。

師:這就是著名的托里拆利實(shí)驗(yàn)。

(托里拆利實(shí)驗(yàn)在以往的教學(xué)中的出現(xiàn)都很突然，學(xué)生會(huì)疑問(wèn):為什么會(huì)想到用這種方法測(cè)量大氣壓?這樣的設(shè)計(jì)就是希望能引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家當(dāng)年的設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)過(guò)程，而不僅僅是了解“托里拆利”這個(gè)名詞。)

學(xué)生通過(guò)錄像演示托里拆利實(shí)驗(yàn):長(zhǎng)約1米的玻璃管、水銀、水銀槽、刻度尺。

思考以下問(wèn)題:

(1)開(kāi)始時(shí)，水銀為什么下降?

(2)什么時(shí)候水銀不再下降?

(3)玻璃管內(nèi)水銀柱的上方是真空還是空氣?

(4)大氣壓的值如何計(jì)算?

P=ρgh

P0=pgh=13.6×103千克/米3×9.8牛/千克×0.76米=1.01×105帕

課后思考題:

(1)做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，將玻璃管換成粗管，會(huì)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果?

(2)做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，將玻璃管傾斜，會(huì)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果?

(3)做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，玻璃管中不慎混入空氣，會(huì)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果?

(4)做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，玻璃管頂不慎被打破，會(huì)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果?

本節(jié)教學(xué)過(guò)程始終圍繞“感受”兩個(gè)字展開(kāi)。因此，教師將演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。充分地發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，利用一系列源于生活、新奇的大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生和學(xué)習(xí)興趣和對(duì)生活的熱愛(ài)之情。通過(guò)對(duì)生活中有關(guān)大氣壓強(qiáng)現(xiàn)象的分析與應(yīng)用，學(xué)生增強(qiáng)了發(fā)散思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。按照“創(chuàng)設(shè)情境、提出問(wèn)題→分析問(wèn)題、提出假設(shè)→動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證假設(shè)→討論結(jié)果、獲取知識(shí)→整理擴(kuò)展、鞏固應(yīng)用”的模式，學(xué)生通過(guò)生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)大氣壓的存在，討論概括大氣壓強(qiáng)的特點(diǎn)，應(yīng)用大氣壓強(qiáng)的知識(shí)解釋生活現(xiàn)象，解決實(shí)際問(wèn)題，并探究測(cè)定大氣壓強(qiáng)大小的方法。

五、“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)實(shí)踐后的收獲與思考

1.收獲。

(1)“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)有助于開(kāi)發(fā)學(xué)生的智慧潛力。中學(xué)生正外于良好思維結(jié)構(gòu)形成的重要時(shí)期，他們有富于想象、勇于創(chuàng)新、敢于批判的品質(zhì)。我們?cè)诮虒W(xué)中必須把握有利時(shí)機(jī)、創(chuàng)設(shè)寬松的教學(xué)環(huán)境，使更多的具有創(chuàng)造潛能的學(xué)生盡快地脫穎而出。在以“教師為中心”的傳統(tǒng)課堂中學(xué)生難以得到很好的發(fā)展，以“重復(fù)演練”為主要手段的應(yīng)試教育極大程度上抑制了學(xué)生創(chuàng)造性思維活動(dòng)的正常展開(kāi)。這是傳統(tǒng)教學(xué)的最大弊端所在。相反，交互式實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)以“問(wèn)題”、“現(xiàn)象”、“方法”為基本要素，以假設(shè)、實(shí)證、類(lèi)比為基本研究方法，給學(xué)生造就了較大程度的自由思考、自行設(shè)計(jì)、自主探究的時(shí)空條件，為幫助學(xué)生新異思想的萌發(fā)提供了良好的情境。在實(shí)施交互式實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)過(guò)程中我們觀察到，學(xué)生表現(xiàn)出來(lái)的嚴(yán)謹(jǐn)、專(zhuān)注、自信和果斷，是以往教學(xué)中難以見(jiàn)到的。

(2)“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)自然科學(xué)的興趣。交互式實(shí)驗(yàn)探究從問(wèn)題和矛盾入手，力圖使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力。教師在教學(xué)中要充分考慮學(xué)生的實(shí)際能力，堅(jiān)持自主性和啟發(fā)性相結(jié)合的原則，循序漸進(jìn)地使每一位學(xué)生都能達(dá)到成功的彼岸。從學(xué)生聚精會(huì)神的眼光中，我明顯察覺(jué)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)自然科學(xué)抱有濃厚的興趣，學(xué)習(xí)習(xí)慣也有所變化。調(diào)查表明，有44.2%的學(xué)生認(rèn)為自己從以前實(shí)驗(yàn)的“旁觀者”轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的參與者，有63.7%的學(xué)生喜歡“自行設(shè)計(jì)、自主實(shí)驗(yàn)”的探究性實(shí)驗(yàn)。由此可見(jiàn)，源于教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改變引起的學(xué)生自然科學(xué)學(xué)習(xí)興趣變化，往往比其他外界的新奇刺激引起的興趣更為穩(wěn)定。課堂教學(xué)從“講、聽(tīng)、記、練”到“看、想、做、用”，改變的不僅是學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)方式，更重要的是將改變學(xué)生的思維品質(zhì)和學(xué)習(xí)心向，使學(xué)生更理性地投入學(xué)習(xí)，不斷進(jìn)取，努力追求自我完善。這正是現(xiàn)代教學(xué)觀的具體體現(xiàn)。

(3)“交互式實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。盡管教學(xué)中所涉及的探究性的內(nèi)容不同，解決問(wèn)題的方法也各有差異，但探究過(guò)程都充分體現(xiàn)了心智技能與操作技能的和諧統(tǒng)一。學(xué)生必須學(xué)會(huì)對(duì)各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和篩選，發(fā)現(xiàn)提供假設(shè)和作出推理的關(guān)鍵素材，運(yùn)用已學(xué)的規(guī)律或簡(jiǎn)單的計(jì)算推測(cè)可能的生成物。更有價(jià)值的是，通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能深切體驗(yàn)到收集課題資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、運(yùn)用科學(xué)方法的重要性。當(dāng)課本上的現(xiàn)成知識(shí)不足以解決問(wèn)題時(shí)，一部分學(xué)生自覺(jué)地表現(xiàn)出前所未有的超前獲取知識(shí)的能力。我曾對(duì)103位初二學(xué)生作過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，通過(guò)交互式實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，學(xué)生自認(rèn)為觀察能力有明顯提高的約占53%，自認(rèn)為對(duì)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和推理的能力有明顯提高的約占28.3%，自認(rèn)為獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力有明顯提高的約占37.2%。雖然能力變化的機(jī)制是較為復(fù)雜的，但有一點(diǎn)可以認(rèn)定:交互式實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的思想方法對(duì)學(xué)生深入學(xué)習(xí)科學(xué)具有積極的遷移作用。

2.思考。

(1)在教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)目前交互式實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中的一些不足，比如學(xué)生受傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響，思維發(fā)散能力不強(qiáng)，思考問(wèn)題也有局限性，主動(dòng)提問(wèn)的意識(shí)和語(yǔ)言表達(dá)能力較差，這也反映了目前中學(xué)生的素質(zhì)未能跟上。但是隨著我國(guó)中小學(xué)科學(xué)教育改革的深入和素質(zhì)教育的全面推進(jìn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性一定會(huì)得到充分的體現(xiàn):規(guī)律學(xué)生會(huì)自主發(fā)現(xiàn)，方法學(xué)生能自主尋找，思路學(xué)生會(huì)自主探究，問(wèn)題學(xué)生能自主解決。

(2)交互式實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)難度較大。教學(xué)效果如何，關(guān)鍵在于教師對(duì)課題的選擇和問(wèn)題的設(shè)置，探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)等。它要求教師改變教學(xué)觀念和教學(xué)策略，調(diào)整自己與學(xué)生的關(guān)系，提高具有開(kāi)放特征的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織能力;針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，挖掘適于學(xué)生探究的素材，選擇探究性教學(xué)的最佳時(shí)機(jī)，實(shí)事求是地運(yùn)用、評(píng)價(jià)、推廣探究式教學(xué)。目前，它還處于初級(jí)階段，但它與當(dāng)前國(guó)家教育改革的大環(huán)境是協(xié)調(diào)的。我堅(jiān)信，隨著新教材的試用，隨著研究的深入，這種教學(xué)將取得更多更好的成效。

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