善待學生“發現” 推進探究深入

唐健安

一、課堂上的發現

這是筆者在一次聽課活動中看到的。在液體的熱脹冷縮實驗中，學生發現一個奇怪的實驗現象。

經典實驗：把一個平底燒瓶灌滿水，用一個插有玻璃管的橡皮塞子蓋住燒瓶。當燒瓶置于熱水中后，玻璃管中的液柱上升；當燒瓶置于冷水中后，液柱下降。

奇怪的現象：課堂上有學生提出，在燒瓶置于熱水中的最初階段，液面下降，然后才慢慢上升，當燒瓶置于冷水中的最初階段，液面上升，然后才慢慢下降。

課上，執教教師對于學生提出的這個問題，不知如何解釋，僅以課本的結論為結論，即液體熱脹冷縮。課后，筆者與該教師一起討論了這個現象，并在“固體的熱脹冷縮”的一次公開課中刻意再現了這個現象。

二、鐵環的熱脹冷縮實驗啟示

在“固體的熱脹冷縮”公開課中，教師的演示實驗：銅球過鐵環實驗，這是每一個教師在講金屬熱脹冷縮時都會想到的實驗，而且實驗現象非常明顯。銅球在未經加熱前可以順利通過鐵環，用酒精燈加熱銅球后，銅球就卡在鐵環上了，銅球入水中冷卻后，又可以順利通過鐵環。

當時的執教教師設計了這樣一個環節，問學生：如果我們給鐵環加熱，銅球沒有加熱，銅球還能不能穿過去呢？幾乎所有的學生都猜想，鐵環加熱后，受熱膨脹，外圈變大、內圈變小，因此，銅球不能通過鐵環。實驗的結果讓學生大為驚訝，銅球居然又順利通過鐵環。

如果把鐵環剪開，可以看成鐵絲的膨脹，膨脹的結果是圓周長的增大和鐵絲長度的增加，當我們再度將鐵絲閉合成圓環狀會發現，周長變長了，內徑也變大了。明白了這個道理，也就可以解釋“熱縮冷脹”這一奇怪的現象了。

三、再做液體熱脹冷縮實驗，引導學生仔細觀察

還是文首提到的那個經典實驗，把一個平底燒瓶灌滿水，將一個插有玻璃管的橡皮塞子蓋住燒瓶，燒瓶置于熱水、冷水中，觀察玻璃管內液面的變化過程。因為這個實驗此前已經做過，所以教師特別提醒學生仔細觀察液柱的變化，并要求學生記錄玻璃管液面變化的過程，用表格記錄。

實驗后，許多學生有了這樣的結論：燒瓶最初浸入熱水的較短時間后玻璃管內液面下降，此后玻璃管內液面逐漸上升，燒瓶浸入熱水較長時間后玻璃管內液面上升直至穩定。之后再將燒瓶浸入冷水中，在最初比較短的時間內玻璃管內液面上升，此后玻璃管內液面逐漸下降直至穩定。

四、實驗現象的討論

1.為什么玻璃管內的液面在燒瓶最初浸入熱水中時會下降？后來又逐漸上升？

2.為什么玻璃管內的液面在燒瓶最初浸入冷水中時會上升？后來又逐漸下降？

這兩個問題，學生一時難以解答，執教教師在課堂上提醒學生觀察玻璃管的受熱膨脹與剛剛做過的鐵環受熱膨脹現象，馬上有學生說，當燒瓶接觸熱水的短時間內，玻璃管首先膨脹，容積變大，液面就先下降了，但當水也受熱膨脹時，水面就上升了，此時水的膨脹是主要因素。當燒瓶接觸冷水的短時間內，玻璃管首先縮小，容積變小，液面就先上升了，但當水也受冷縮小時，液面就下降了，此時水的體積的縮小是主要因素。

課堂上的討論非常熱烈，教師通過有效引導，解釋了“熱縮冷脹”的反常現象，從而去偽存真，加深了學生對固體、液體熱脹冷縮的理解。

五、課后的反思

1. 課堂上學生的“奇怪”發現，往往是激發學生思考的原動力。教師要善于捕捉這樣的發現，積極思考，深入研究，讓探究性實驗真正走向實處。

2. 教學方法的確定，必須是科學的，符合科學教育的規律，符合學生的認知規律。本節課通過固體的熱脹冷縮的實驗，再回到液體的熱縮冷脹的奇異現象的討論，知識的學習、討論是在固體的熱脹冷縮實驗的基礎上進行的，具有知識的鋪墊性。

3.教學方法的確定，必須有利于學生生動、活潑、主動的學習。這節課的學生實驗、討論，就是在這樣的原則下進行的，課堂氣氛活躍，學生參與性強。

4.教學方法的確定，必須有利于指導學生進行科學探究，必須有利于學生各種探究活動的開展。本節課的探究性是基于教師的科學指導，實驗表格的設計就是引導學生積極思考，認真觀察。

5. 教學方法的確定，必須有利于學生親身經歷探究過程，在探究過程中獲得體驗。學生在實驗中，通過自我操作、觀察，增強了探究的積極性。

6.教學方法的確定，應當在吸收傳統教學方法的基礎上，立足創新，重視創造出一些與傳統教學方式不同的新教學方法。本節課的創新之處，就是利用學生的“發現”，再次進行液體的熱脹冷縮實驗，既加深了對液體熱脹冷縮的印象，又鞏固了對固體熱脹冷縮概念的理解。

（浙江省紹興市越城區教學研究室 312000）