關注探究活動提升學生科學素養

曹雪榮

【摘 要】“流體壓強和流速的關系”一課是“人教版”《物理》九年級十四章第四節內容，其介紹了具有流動性的氣體和液體的壓強與流速的關系，屬于流體動力學的知識，該知識在日常生活和生產中有著較為廣泛的應用。教材通過實驗得出流體壓強和流速的關系，然后又通過實驗并結合飛機機翼的橫截面分析飛機升力產生的原因。流體壓強與流速關系這一知識點較為抽象，所以初中學生學習起來有一定的困難。本節課的教學主要是讓學生動手做實驗，觀察流體運動產生的一些現象，這樣更有助于學生對這一知識的理解，并在獲得知識的過程中提升學生的科學素養。

【關鍵詞】探究活動；提升；科學素養

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2017）12-0102-02

執教“流體壓強與流速的關系”這節課，上課前筆者經過認真研究，確定了本節課的兩個核心問題：流體壓強和流速之間存在什么關系？”和“飛機的升力如何產生”。為了讓學生真正理解知識，筆者采用開展探究活動的方式讓學生自己發現問題、總結規律，在一系列的活動中，主要遵循以下設計思路：設計哪些實驗？選取哪些器材？實驗中需要改變的條件是什么？通過什么方式改變的？改變的實驗條件引起研究對象發生什么變化？這種變化說明了什么問題？從中獲得最直接的、生動的實驗事實，培養學生自主探究的能力和對科學的熱愛。整個教學過程以學生動手動腦為主，教師點撥引導為輔，知識的得來水到渠成，學習的過程興趣盎然。放手實驗，課堂回歸學生，給教師頗多啟發。

一、導入： 吹乒乓球比賽

上課開始，筆者出示漏斗和乒乓球并問學生：將乒乓球放在漏斗里，漏斗口朝下，如果對準漏斗用力向下吹氣，會看到什么現象？然后將學生的回答板書在黑板上，接著找4名學生上臺做吹氣演示（強調用力吹氣的同時松手），讓其他同學觀察現象并交流產生這一現象的原因，然后漏斗口朝上吹氣，其他同學觀察現象交流。我們發現：整個比賽沒有成功者。乒乓球沒有離開漏斗的原因是什么呢？

很普通的道具、很簡單的操作、最基本的問題，道出了一個深刻的道理，激發了探究熱情，效果明顯。

二、借我一雙慧眼——是真的嗎

多媒體展示4段視頻：

1. 向兩張自然下垂的紙中間吹氣，紙向外運動。

2. 硬幣跳高。

3. 向并行兩船中間注水，船向中間靠攏。

4. 兩根吸管成直角，一端放在紅水里，對著另一端吹氣，會看到彩虹。

模仿電視節目《是真的嗎》，讓學生先猜想哪些可能是真的。一石激起千層浪，學生會根據自己的想象或者生活經驗猜想，繼而利用準備好的器材去嘗試。在實驗的過程中，一定要給必要的溫馨提示，讓學生能正確地做實驗，同時要相互幫助提醒，看看在實驗中能發現些什么，并且積極思考，把自己發現的問題記錄下來，然后全班交流。如此激發了學生思考和體驗科學探究的樂趣，而通過自己動手做實驗，驗證了自己的猜想是否正確，從而進一步會思考：為什么會出現如此的現象呢？知識的得來不再是簡單的灌輸和陳述，而是一步步的探究；得到的知識也不是膚淺的一兩句話或者一兩個符號，而是有生命力的真正的姓“我”的知識。

活動中，筆者及時對學生的分組實驗進行指導。比如用注射器向兩船之間注水，一定要保證注射器水平向前，不要向下注水；再比如硬幣跳高的實驗，學生要離開凳子，蹲下來在硬幣上方水平向前吹氣。對于實驗中敢嘗試、善思考的學生及時表揚鼓勵，使學生能夠在課堂上大膽交流、張揚個性，增強他們學習的積極性和主動性。通過此次學習活動，培養了學生邏輯思維能力和歸納總結的能力；在討論交流過程中，培養學生口頭表述自己觀點的能力，有初步的交流意識。同時，使學生充分體驗到成功的喜悅，從而進一步培養學生學習物理的興趣，為以后的物理學習打下基礎。

三、關注細節，由實驗活動走向思維天空

學生通過活動，已經發現哪些現象是真的，此時的引導至關重要，它相當于用鑰匙打開密室的方法。4個實驗，我們都看到了什么相同的現象？——物體的形狀或者運動狀態發生了改變；這個現象說明了什么？——物體受到了力的作用；我們都做了什么？——吹氣或者注入水流；而此做法改變了什么？——氣體或者液體的流速。流速的改變導致了物體運動狀態或者形狀改變，可見流速間接改變的是力，而力的作用效果通過壓強顯示。通過如此的刨根問底，我們找到了流速改變壓強的事實。也就是通過具體的分析，學生不再停留在實驗現象上，而了解到從現象按圖索驥，追根求源。而整個思維過程，教師始終只是一個引導者，在關鍵的時刻給你一個啟發，真正努力去尋找方向的，是學生自己。很多時候，教師都覺得，學生活動已經很要時間了，再花費時間去教學生思考，（況且，思考習慣不是一朝一夕就形成的）那還不如直接告訴學生結論來得方便。其實，我們教的是關注，關注你所看到的任何現象之間的聯系，每一環節是怎么聯系的，便是知道如何去思考，教會思考，有的時候只是需要活動之后的一個引導，或者一個問題。而筆者在教學中試著去處理好這樣的細節，或者細微之處，讓學生真正體會到知識是經過自己的大腦得來的，而這樣得來的知識永生不會忘記。

此時，總結出流體壓強與流速的關系，再回顧課前的吹乒乓球比賽，學生也便能說出乒乓球上下方的流速不同導致壓強不同，繼而壓力不同。此時的回顧也不失為一個關注細節的行為，學生課前產生的疑惑也是教師在上課中應該關注的。

四、空中的大鳥——飛機的升力

筆者問學生：飛機為什么能夠像鳥一樣在天空中飛？它和鳥有許多相同點。就機翼的形狀看，有什么發現嗎？根據學生反饋的信息，筆者用多媒體課件展示了飛機的機翼與鳥的翅膀的圖片讓學生觀看，與鳥類的翅膀進行比較，學生易于理解。接著，筆者運用多媒體Flash動畫展示了飛機飛行情況，并安排活動，讓學生分組利用卡紙或塑料泡沫制作機翼模型并進行比賽，且評價出優秀組給予表揚。此活動，讓學生在動手的過程中感受機翼的形狀——上凸下平，緊接著用吹風機吹風模擬迎面氣流，會看到機翼模型緩緩升起。升力從何而來？接下來的思考就是利用前面的知識分析，上表面凸起，氣流通過的路程長，上下表面氣流經過時間相同，而路程不同會導致速度不同。此時教師只需做個傾聽者，或者是質疑者。而學生由動手感知形狀，實驗感受現象，思考解決疑惑，學習難點的突破一氣呵成，課堂真正還給學生，學生真正做學習的主人。

學生交流：在生活中，還有哪些物體利用了類似飛機機翼的升力？使知識進一步擴展與延伸。

（1）噴霧器的工作原理

（2）踢出的香蕉球

（3）駛過的轎車后面樹葉向中間飛起

（4）火車的安全線如何而來

（5）強風為什么能掀起房頂

最后，通過小結培養學生的綜合概括能力，同時通過講評同步與配套練習題，加深對所學知識的理解和鞏固，使所學知識得到進一步升華。

反思本節課教學，有以下幾點：

反思之一：物理教學要巧用身邊的器具、生活中的器材。利用常見物品做實驗，一來實驗器材學生能找到、有親近感，做物理實驗不難；二來物理實驗就在身邊，可以在玩中學、學中玩，學生興趣高。這不僅符合新課改思想，也符合學生的年齡特點和興趣愛好，還能成為學生喜歡的物理課教師。何樂而不為呢！

反思之二：學生交流合作，提出問題并解決問題是物理課堂教學不可缺少的環節。學生有問題提出，說明學生動腦筋了，并通過師生互動，肯定了學生的思考，從而讓學生覺得自己學得有價值。通過生活中的知識得到應用的現象的了解，使學生把物理和生活有機、自然地聯系起來了，拉近了物理與生活、物理與學生的距離。

反思之三：通過實驗探究、動手制作，滲透自然美的教育，同時也培養了學生團結合作的精神，學生學習興趣高漲，也明白實驗是檢驗真理的標準。

反思之四：使學生的思維由具體走向抽象，從物理走向生活；通過解釋相關的物理現象，讓學生認識到物理知識與人們的日常生活、生產息息相關；培養了學生思維的全面性和逆向思維的能力。

總之，本節課的知識目標要求不高，重點是通過探究讓學生自己得出流體壓強與流速的關系，并會運用結論解釋現象，所以在教學中應大膽放手，讓學生盡可能多地通過動手實驗，感悟流體壓強特點，讓學生在探究中掌握知識。而在教學中，教師是合作者、引導者，應充分體現以學生為主體，培養學生相互交流、合作的能力，使學生利用所學的知識來解釋一些生活中的物理現象，加深學生知識的理解和應用，也認識生活處處都有物理，增強學生學習物理的積極性和興趣，真正提升學生的科學素養。

（編輯：張 婕）