“誘思探究教學(xué)”在《原子結(jié)構(gòu)》上的應(yīng)用

吳慧香

【摘要】“誘思探究教學(xué)”的教學(xué)模式，其核心在于學(xué)生的“思”，“思”的前提是教師的“誘”，“思”的結(jié)果則是學(xué)生的“探究”。本文運(yùn)用該理論設(shè)計(jì)人教版高中物理教材3-5第十八章第二節(jié)《原子的核式結(jié)構(gòu)模型》，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的過程，增強(qiáng)了課堂的趣味性和科學(xué)性。

【關(guān)鍵詞】誘思探究教學(xué) 原子的核式結(jié)構(gòu) α粒子散射實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）17-0160-02

“誘思探究教學(xué)”是讓學(xué)生成為教學(xué)過程的主體的一種教學(xué)模式。其核心在于學(xué)生的“思”，“思”的前提是教師的“誘”，“思”的結(jié)果則是學(xué)生的“探究”。人教版高中物理教材3-5第十八章《原子結(jié)構(gòu)》第二節(jié)《原子的核式結(jié)構(gòu)模型》，傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往是通過介紹原子的西瓜模型或棗糕模型，α粒子散射實(shí)驗(yàn)，從而得到原子的核式結(jié)構(gòu)模型。α粒子散射實(shí)驗(yàn)很明顯是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，大多數(shù)課堂先只是直截了當(dāng)?shù)慕o出了盧瑟福的實(shí)驗(yàn)原理圖，然后通過動(dòng)畫來重現(xiàn)這一實(shí)驗(yàn)過程。雖然高中的條件沒辦法實(shí)際來操作這個(gè)實(shí)驗(yàn)，但我很期待學(xué)生置身于盧瑟福的時(shí)代，像他們一樣的去思考問題和解決問題，增加他們研究科學(xué)的信心和興趣。基于此，本節(jié)課筆者采用“誘思探究教學(xué)”。

1.運(yùn)用“誘思探究教學(xué)”探究實(shí)驗(yàn)構(gòu)思

在介紹完湯姆生提出原子的棗糕西瓜模型之后，我們開始了“誘思探究”之旅。

師：這只是湯姆生的一個(gè)猜想，那么我們?nèi)绾蝸眚?yàn)證它的正確性呢？（誘導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)）

生（齊聲說）：用實(shí)驗(yàn)。

師：那么用什么樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)亍＃ㄟ@是一個(gè)泛?jiǎn)枺黄诖龑W(xué)生回答，但有利于我的下一步啟發(fā)。）

師：（進(jìn)一步啟發(fā)）假如有人吃了個(gè)硬東西進(jìn)去，既不能出來，又不能消化掉。如果醫(yī)生要弄清楚到底是什么東西，可以采取什么辦法。

生：可以開刀。還可以拍片子。

師：對(duì)。原子就像肚子，那么你想弄清它里面有什么，大家覺得該怎么辦。

生：有學(xué)生嚷道——開刀或拍片子。學(xué)生同時(shí)笑，覺得不可思議，但很期待老師的答案。（“誘”讓學(xué)生注意力相當(dāng)集中）

師：那么怎么給原子開刀呢，要開刀得找個(gè)比原子還小的刀啊，找不到吧。那么我們能不能想辦法給原子拍個(gè)片子呢。（狂笑）大家想想，拍片子的原理是什么，就是一些粒子能穿過軟組織，但不能穿過硬東西，讓人能看到影像。那么我們能不能用某種粒子來穿過原子呢？

生：哦！學(xué)生似乎明白了什么，他們的反映告訴我他們進(jìn)入了我設(shè)定的物理場(chǎng)景。

師：為了讓學(xué)生更加清楚，得到實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，我又引入了一個(gè)情景：有個(gè)西瓜裝在一個(gè)黑箱子中，箱子不能打開，如果我想弄清楚它是紅瓤還是黃瓤的，怎么辦？

生：思考，提出自己的方案，有人說砸開，用刀切開，用槍打……（發(fā)散思維，讓學(xué)生積極探究，提出自己的看法）

師：對(duì)，同學(xué)們的做法都可以，我們選一個(gè)做法——用支槍射擊黑箱，打出子彈，看子彈上到底粘的是紅色的還是黃色的。

生（若有所思）

師：那么大家想想能不能用這個(gè)辦法來探究原子的結(jié)構(gòu)呢？

生：似乎可以。學(xué)生沉默之后開始討論。

2.運(yùn)用“誘思探究教學(xué)”得到實(shí)驗(yàn)中需要的α粒子

實(shí)驗(yàn)的思路大體建立起來了，必須通過“誘思探究”去發(fā)掘?qū)嶒?yàn)的器材。α粒子是這樣讓學(xué)生得到的。

師：（我進(jìn)一步提示）原子可比做什么呢？

生：箱子。（學(xué)生已經(jīng)學(xué)會(huì)了對(duì)比，他們正在思索打開微觀世界的辦法）

師：對(duì)啊。

生：那么用什么當(dāng)子彈呢？學(xué)生發(fā)問

師：是啊，應(yīng)該找個(gè)什么東西呢，這個(gè)東西有什么特征呢？

生：要比原子小，要有大的速度，還要很堅(jiān)硬能打透原子。學(xué)生很容易的得到“子彈”的特征。

師：對(duì)，我們有這樣一個(gè)東西——α粒子，就是氦核，它符合所有的特征。我們的子彈就是α粒子！用發(fā)射器產(chǎn)生足夠大速度的α粒子穿過原子內(nèi)部。

生：哈哈（笑，似乎很滿足，覺得得到了自己想要的。這在無行當(dāng)中完成了一個(gè)科學(xué)探究過程）

3.運(yùn)用“誘思探究教學(xué)”得到實(shí)驗(yàn)中需要的金箔

知道了α粒子，我們必須得到金箔，如何引導(dǎo)學(xué)生去思考呢？

師：箱子是原子，單個(gè)的原子哪里去找呢。

生：討論非常，最后有人提出，可不可以用很薄的東西代替。

師：我給出兩幅圖，說明問題。圖3是原子排列的一個(gè)圖像，圖2是一張很薄的金箔，它是由一兩層圖4疊成的。

生：哦。（似乎在說終于解決了）

師：由于原子之間縫隙很大，即便有幾層原子，“子彈”打進(jìn)去也可以認(rèn)為是單層的原子。這里我們用金箔來代替單個(gè)原子。

4.運(yùn)用“誘思探究教學(xué)”得到實(shí)驗(yàn)中需要的熒光屏

到這里，學(xué)生往往覺得已經(jīng)完成了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這里先引導(dǎo)學(xué)生思考粒子打進(jìn)去之后實(shí)驗(yàn)還沒完，還要檢測(cè)得到粒子出來的信息。

師：但到這里還沒完，我們用什么東西來檢查打出來的“子彈”呢。打完西瓜之后，我能夠撿起來看看上面粘的東西，這里我們用什么東西來檢驗(yàn)?zāi)亍?/p>

生：（疑惑，討論）得找個(gè)東西能摸到打出來的α粒子啊（有人狂笑）

師：找什么東西去摸呢，當(dāng)然不能用手。

生：（哈哈）學(xué)生討論，有人說找個(gè)接受器，有人說熒光屏，……

師：接受器在這里就是熒光屏。再引導(dǎo)，那么熒光屏應(yīng)該怎樣放呢。

生：沉默，思考

師：熒光屏的作用就是要接到這些“子彈”，不能漏掉一個(gè)。應(yīng)該怎么樣呢。

生：圍一圈（學(xué)生很順利的得到結(jié)論）

師：對(duì)，就是這樣，用一圈熒光屏。展示圖5。

5.得到α粒子的散射實(shí)驗(yàn)裝置

結(jié)合上面的幾點(diǎn)，我們就能理所當(dāng)然的得到了實(shí)驗(yàn)的裝置了（如圖6）：

師：實(shí)驗(yàn)中打出來的粒子打倒熒光屏上，直接用眼睛觀察可以嗎？

生：是啊，這個(gè)光應(yīng)該很微弱，單但用眼睛來看行嗎？如果不行怎么觀察呢？可以借助于望遠(yuǎn)鏡，學(xué)生說，像觀察遠(yuǎn)遠(yuǎn)的微弱的星光一樣。

師：說對(duì)的，盧瑟福當(dāng)年就是在一個(gè)望遠(yuǎn)鏡片上涂上了熒光粉在觀察的，為了便于觀察，他讓望遠(yuǎn)鏡可以移動(dòng)。至次，我們得到了α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置。

小結(jié)

在老師的“誘”的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過“思”，終于完成了推理探究的過程。該過程培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯推理能力，讓學(xué)生通過自己的思考得到了科學(xué)規(guī)律，學(xué)生在獲得滿足感的同時(shí)，增強(qiáng)了自信，同時(shí)激發(fā)了他們對(duì)科學(xué)研究的興趣。