陳良陽
一、挖掘實驗資源概述
挖掘實驗資源是指,在科學教學中以三維目標的達成為根本宗旨,通過多渠道、多維度探尋貼近學生最近發展區的素材作為課程資源,在自主、合作的過程中,運用各種方法,發展學生的多種能力,從而實現教材的知識結構、能力結構、學生的認知結構和課堂的教學結構三者的和諧統一,實現習得知識,提高能力,獲得情感體驗,從而培養學生的科學素養。
二、挖掘實驗資源突破教學難點例談
科學學科教學中存在很多難點,《大氣壓強》這一課就是其中一例,筆者在教學中深感突破教學難點之困惑。知識本身對理解能力要求較高,能運用大氣壓強的知識,解釋生活中的實際問題這樣的能力要求,對思維還沒有完全發育成熟的初中生而言本身就具有一定難度。
(一)觀察現象——生疑問
首先,播放事先錄制好的視頻。展示一些生活中與大氣壓有關的實例和實驗,其中有“泰山報紙”“吸管插土豆”、“雙吸杯”“‘吸水易拉罐”“吸塵器”(當然其中一些現象做過適當的處理),吸引學生的注意力,讓學生判斷該現象是“真”是“假”,在困惑中開展思維之旅。
(二)基于知識——建假設
讓學生充分思考,形成疑惑,得出自身對大氣壓強知識理解的困難處,運用科學探究的方法,建立假設,為后面的探究討論準備。
(三)實驗探究——辨真偽
等學生有了自己的一個判斷之后,要求學生證實自己的觀點,通過給出的儀器,自主、合作、探究各自的觀點;然后讓學生展示自己的探究成果,驗證自己的觀點,每組之間進行生生互評,通過動手和語言總結得出大氣壓強對生活的影響。這個環節主要采用師生交流,引導對話,總結的方法,通過桌上的儀器,自主、合作、探究,得出每個人的觀點;通過組內交流,明確大氣壓的變化與實例之間的關系,落實大氣壓的基礎知識。
1.泰山報紙
(1)操作介紹:把報紙壓平,尺子插在報紙和桌子之間,被報紙壓住一半,用力壓尺子露出的一側,發現尺子會被報紙壓住動彈不得,故名“泰山報紙”。
(2)原理分析:由于尺子一側突然受力,另一側原本要翹起,但是尺子上部分被報紙壓住,形成了一個氣壓較低的低壓區,報紙上部分的大氣壓就給報紙一個向下的壓力,使尺子和報紙無法向上突起。
2.吸管插土豆
(1)操作介紹:生土豆那么硬,塑料吸管那么軟,吸管都折了,插不進去,土豆皮都不一定破,用大拇指堵住吸管的上端,快速用力地把下端插向土豆。
(2)原理分析:由于吸管較為柔軟,在插入土豆時發生彎曲,大拇指堵住塑料吸管上端,下端快速插向土豆的時候,也被堵住了,這樣吸管里就密封了一段空氣。此時吸管要是再發生彎曲,內部容積變小,空氣受到壓縮,壓強變大,對管壁壓力變大,大大增加了它的強度,不會輕易發生彎曲,就能夠輕易穿透土豆了。
3.雙吸杯
(1)操作介紹:用熱水把兩個塑料杯都燙熱,迅速在一個杯口蓋一張濕潤的紙巾,把另外一個杯子端正地倒扣在上面,用手壓緊,動作也要快,讓杯子變涼,然后提起上面的杯子,你會發現下面的杯子也一起被提起了。
(2)原理分析:濕潤的紙巾起密封作用。兩個扣在一起的杯子慢慢變冷之后,由于熱脹冷縮的原因,里面密封的空氣體積變小,壓力變低。而外界大氣壓是不變的,在大氣壓的壓力下,兩個杯子就吸在了一起。
4.“吸水”易拉罐
(1)操作介紹:在一個易拉罐中加人大概十毫升的水,然后用酒精燈加熱,使水沸騰,然后迅速把易拉罐倒扣如冷水中,易拉罐就會被大氣壓擠扁,而并非把水吸進去。
(2)原理分析:易拉罐內水加熱煮沸后,使得易拉罐內充滿水蒸氣,當易拉罐突然被倒扣到冷水中,罐內水蒸氣迅速液化,罐內幾乎接近真空,易拉罐本身質地較為柔軟,自然被壓成餅狀。
5.吸塵器
(1)操作介紹:用礦泉水瓶和小電動機制作一個簡易的吸塵器。
(2)原理分析:根據大氣壓原理制作的,靠近小風扇,在塑料瓶和牙刷杯內形成低壓區,外界大氣壓大于瓶口大氣壓就把灰塵吸入瓶內。該實驗也為后面流體流速壓強的關系埋下伏筆。
(四)總結分析——獲真知
采用這樣的教學策略和方法,既把課堂抓在手上,又還給了學生,因為只有師生之間、生生之間的互動才能讓這節課堂延續下去,也只有這樣,才能使“雙基”獲得落實,又能讓全體學生的知識和能力得到提高。
三、體會
實驗的設計要符合課程標準,要以三維目標的達成為宗旨,不能天馬行空,隨心所欲。實驗的設計要符合學生的認知水平和規律,要沿著學生的思維發展順序逐步搭建攀巖扶梯,使學生能逐步突破自己的最近發展區。實驗的設計要能激活學生的思辨,只有在思辨中,學生的思維水平才能得到良性的發展。
科學實驗是科學學習的基礎,讓實驗走向生活,引導學生把做實驗的科學思想方法常態化,激發興趣,才能達到科學學習的最佳效果。