一分意外的收获

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  【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)34-0265-02
  2015学年上学期,在我校开展的科学教研活动中,我上了一节有关探究物质溶解性的公开课,对科学探究的方法和步骤作了更进一步尝试。根据新课程标准中的教学目标要求,课堂教学过程的案例作如下总体设计。
  【案例构思】
  通过设置学生感兴趣的情境,引导学生操作、体验。学生通过对有关问题的探究活动,体验科学探究的过程,了解探究过程中的猜想与假设、设计实验方案、通过观察与实验、搜集事实证据、分析论证、交流评估等环节,从而提高学生科学探究的能力,增进对科学探究的理解。
  分析过程
  一、创设情境,引入新课
  师:春节时有客人到家里来,我们首先会拿什么茶招待客人?
  生:我们会给每位客人泡一杯糖水来招待客人。
  师:那我们两人一组利用桌上的器材泡一杯糖茶好吗?学生很快动手泡起粮水来,教师巡回指导,要求学生规范操作但不做其他提示。
  分析:教师通过创设学生感兴趣的情境,提供实践素材和机会,引导学生操作、体验,激发学生学习的兴趣。
  二、引导发现、提出问题
  师:同学们,在泡糖水的过程中,你们有什么发现?又有哪些疑问?
  学生的疑问:
  1、糖放入水中为什么会消失呢?那么這些糖到哪里去了呢?
  2、在水中溶解了糖后为什么水变甜呢?
  3、我们这一组,水中糖放得多了一点,为什么糖不会完全溶解而还有剩余呢?
  4、有什么办法能使剩余的蔗糖溶解完呢?
  5、糖在水中的溶解能力大小到底与哪些因素有关呢?
  6、若把糖换成其他物质(如食盐、味精等)放入水中,食盐、味精也能溶解在水中,它在水中的溶解能力和糖一样吗?如果不一样,那么哪个会更大一些?
  7、通过搅拌能使糖的溶解加快,此外,还有什么办法能加快蔗糖的溶解吗?
  8、糖放在水中能够在水中溶解,在其他液体(如酒精或汽油)中也能够溶解吗?
  9、固体物质能够溶解在水中,但酒精、食用油等液体和气体也能溶解在水中吗?
  学生讨论:
  生1:糖能溶解在水中,是因为蔗糖和水是由分子构成的,而分子在不停的做着无规则运动,且分子之间有空隙;把糖放入水中后,蔗糖分子运动到水分子的空隙里去了。
  生2:事实上,这是一种物质的扩散现象。是蔗糖分子和水分子无规则运动而引起的。
  生3:对!而且我认为温度越高,蔗糖溶解得越快,因为温度越高,分子运动越剧烈。
  生4:糖还有剩余,说明糖在水中溶解的数量是有限的。
  生5:我认为这句话不太科学,因为如果再加一些水,或者改变其他条件,剩余的糖有可能还会溶解。
  生6:对,我认为可以这么说:“在一定条件下,糖在水中能溶解的数量是有限的。”
  生7:我认为也可以说成:“在一定条件下,蔗糖在水中的溶解能力是有限的。”
  生8:液体(酒精)和气体也能溶于水,如打开汽水瓶盖时,会有气泡冒出来,这些气泡应该是原来溶解在水中的气体
  生9:在夏天放出的自来水放置一段时间后,容器内壁上会出现许多小气泡,这些小气泡应该是原来溶于水中的空气。
  生10:以前我们做过观察水的沸腾实验,当水加热到一定温度,但还未沸腾时,水就不断有气泡冒上来,这显然是原来溶解在水中的空气,在水温升高时气体的溶解能力减小而从水中跑出来了。
  生11:这个实验是否表明,空气在水中的溶解能力与温度有关,温度越高,空气的溶解能力越小?
  生1 2:啤酒和汽水瓶盖没有打开时,没有看见有气泡冒上来,而瓶盖一打开,气泡就不断地冒上来,说明气体在水中的溶解能力还可能与其他的外界因素有关。
  生1 3:这些现象表明气体在水中的溶解能力大小与气压有关。
  简析:学生应用以有知识和生活经验对某些问题作出尝试性的解释,并做出各种合理的猜想、假设,为下面进行科学探究活动打好基础,同时也培养了学生相互合作交流的能力。但是使我觉得始料不及的是学生有这么多而又广泛的问题,同时也具备相当丰富的生活经验,思考和讨论问题时能举一反三、旁征博引,这在我以前的教学过程是很少见到的。
  三、建立假设,寻求实验方案
  教师引导学生选取几个典型的问题进行探究。
  问题一:蔗糖在水中的溶解能力与什么因素有关?
  学生讨论猜想:
  1.蔗糖在水中的溶解能力大小与水的质量多少有关。
  2.蔗糖在水中的溶解能力大小与水的温度高低有关。
  学生分组讨论、设计实验方案
  方案1.在两个盛有适量水的试管中分别放入一定量的蔗糖,振荡一会儿使之充分溶解,且使两个试管中都有蔗糖剩余。
  方案2.在一个试管中再加入一定量的水,振荡,观察剩余的蔗糖是否溶解。
  方案3.把另一个试管放在酒精灯火焰上加热,观察蔗糖能否继续溶解
  简析:由于学生对“溶解能力”的涵义不理解。导致有的小組设计的实验方案有误,但教师不直接指出,而允许学生按照自己设计的方案去实验,鼓励学生从实验中发现问题、解决问题,以培养学生的反思能力。但在这一部分实验过程中我惊奇地发现学生有较强的组织实验能力,并能针对建立的假设来设计实验方案。学生两人一组利用教师提供的器材进行实验,教师指导学生规范操作,要求学生仔细观察,同时引导学生努力从实验现象中发现问题。
  生1:通过实验,我发现加水和加热都能使剩余的蔗糖继续溶解。这说明水越多,温度越高,蔗糖在水中的溶解能力越大。   生2:我通过实验发现,加水虽然使剩余的蔗糖继续溶解,但不能使蔗 糖的溶解能力变大。
  生3:加热后,剩余的蔗糖继续溶解了,这说明蔗糖在水中的溶解能力与温度有关。而且,温度越高,蔗糖的溶解能力越大。
  生4:也不见得,也许当水温升高到一定程度后,蔗糖的溶解能力不再变大。
  师:对,我们只能说“蔗糖在水中的溶解能力与温度有关”,至于具体关系如何,必须通过大量的实验和严格的分析才能确定。
  简析:学生在教师创设的安全、宽松的氛围中自由地讨论、争辩、猜想、假设,逐渐放弃自己原有的错误的想法,试着接受别人的正确的合理的观点,从而不断建构起有意义的知识体系。本来我要在学生进行实验后的讨论分析中作一番分析的,但在新课程理念下实施的教学结果,使我这个带着老眼光看新问题的“老教师”深感意外。
  四、实际应用
  教师引导学生运用探究得到的结论解释生活中的一些现象,如:
  问题一:为什么用热水洗碗比冷水洗碗更干净?
  问题二:在一定条件下,食盐和蔗糖在水中溶解能力哪个大?
  学生讨论猜想:
  1.可能是食盐大?
  2.可能是蔗糖大?
  3.可能是一样大?
  学生分组讨论、设计实验方案。
  教师引导(渗透控制变量的思想,两杯水的质量相同,温度相同,分析溶解食盐和蔗糖,比较哪一种物质溶解的多。
  实验方案:
  方案1.在两杯质量和温度相同的水中,分别放入等质量的食盐和蔗糖,充分搅拌后,如果观察到一杯完全溶解,另一杯还有剩余,就可以得到结沦。
  方案2.在兩杯质量和温度相同的水中,分别放入等质量的食盐和蔗糖,充分搅拌后,如果两杯物质都有剩余,比较剩余物质的多少,就可以得到结论。
  方案3.在两杯质量和温度相同的水中,分别逐渐加食盐和蔗糖,一边加一边搅拌,加到都不能溶解为止,比较溶解质量的多少,就可得到结论。
  学生两人一组选择自己喜欢的方案进行实验,教师指导。
  生1:通过实验,我发现在水的质量和温度都相同的情况下,蔗糖要比食盐溶解得多,说明在一定温度下,蔗糖的溶解能力比食盐大。
  生2:取两杯质量和温度都相同的水,一杯放蔗糖,一杯放食盐,如果进去的蔗糖比食盐多,但最后蔗糖完全溶解了,而食盐还有剩余,也能得到上述结论。
  师:你的思路是对的。但一开始并不知道蔗糖的溶解能力比食盐大呀?
  生3:我也是在知道了结论之后才想到这个方法的。
  生4:我认为实验中两杯水的质量也不一定要相同。比如,可以使第一次水的质量是第二杯的两倍,然后使第一杯水中放入的食盐质量是第二杯水中放入蔗糖的两倍,再来比较它们溶解的程度,也能得到结论。
  师:你这样设计的道理是什么?
  生5:在这里盐水的质量虽然增大到了原来的两倍,但根据我们第一个探究活动得到的结论,这不会影响食盐的溶解能力,因此可以用这种方法比较食盐和蔗糖的溶解能力。
  师:对,实际上这晕的设计思想还是与上面一致的。
  生6:只用一杯水来进行实验。我是指在同一杯水中,先逐渐加食盐,搅拌,加到再不能溶解为止,然后再逐渐加蔗糖,搅拌,同样加到不能再溶解为止,再比较加入食盐和蔗糖的质量,就可以得出结论。
  生7:同一杯水中加两种物质,它们的溶解能力会不会受到影响?
  师:这倒是一个值得探究的问题,有兴趣的同学可以在课外进行探究。不过生6的想法的确很独特!刚才大家通过相互合作,设计出了许多比较食盐和蔗糖溶解能力大小的方法。但是,大家注意到没有,这些方法都有一个共同点,那就是把食盐和蔗糖加到水中来比较。我们能不能反过来来考虑呢?
  生8:先分别在两个烧杯中放相等量的食盐和蔗糖,再不断向食盐和蔗糖中加水,搅拌,使之溶解,一直加到食盐和蔗糖都不能再溶解为止,比较两个烧杯中加水的多少,也能得到结论。
  简析:在该过程中,教师通过引导学生从各个不同的角度考虑问题,鼓励学生相互启发、相互补充,设计出了多种比较食盐和蔗糖溶解能力的方法,充分培养了学生的发散思维和创新能力,同时也深化了学生对控制变量思维的理解。
  五、师生共同探讨、质疑
  师:对刚才的探究活动,大家还有些什么想法?
  生1:我认为刚才得到的结论的正确性值得怀疑,刚才所做的实验,只能说明在该温度下,蔗糖的溶解能力比食盐大。但如果温度发生改变,蔗糖和食盐的溶解能力都要改变,此时,哪一种物质的溶解能力大还是小是不能确定的。
  师:对,你的想法很有道理。那么,你认为要比较食盐和蔗糖溶解的大小,你应该做些什么?
  生2:我认为应该多做幾次实验,即在不同的温度下,重复上述实验,才能得到比较正确的结论。
  师:所以说,只通过一次实验得到的结论往往是不可靠的。
  简析:本环节是学生对探究得到的结论进行反思,质疑,评估的过程应该说,这位学生提出的问题是我原来没想到的,但也正是如此,才体现了学生学习的主动性,同时也体观了教学的成功之处。
  【教学反思】
  本节课主要通过创设一个学生较熟悉的情境,引发了一连串的问题,然后通过引导学生参与对问题的探究,使学生亲身体验了科学探究的过程,并着力培养了学生发现问题和提出问题的能力、设计实验方案的能力、实验能力和合作交流能力。本课设计的两个探究活动都包含了多个要素,但又各有侧重:“探究蔗糖在水中的溶解能力与什么因素有关”的活动,突出了分析论证这一环节;“探究在一定条件下,食盐和蔗糖在水中的溶解能力哪个大”的活动,突出了实验设计和讨论交流这一环节,并渗透了控制变量的思想。这样处理,既是教学内容的需要,又有所侧重地发展学生的科学探究能力,丰富学生对科学探究各个要求的理解。
  鼓励创新,主要表现为两个方面:一是为学生营造了民主、平等、宽松的教学氛围,如对学生在探究过程中出现的错误,教师并不立即指出,而是鼓励学生继续探索,让学生通过实验观察、讨论交流、反思总结去发现问题,解决问题,从而为学生提供了一个安全、自由的环境,使学生能大胆探索,有所发现;二是注重对学生质疑精神和创新思维的培养,如设计实验时,引导学生从各个不同的角度、不同的方向进行思考,通过分组讨论、交流合作、相互启发、相互完善,设计出多个不同的方案,很好地培养了学生的发散思维能力。
  通过学生对物质溶解实验过程的质疑、猜想和实验的亲手验证,充分说明在探究活动的情景下,教师才能真正地从知识传授者转变成学生发展的引领者、促进者,使课堂充满激情、智慧和灵感,使学生真正成为课堂的主人、学习的主人和自我发展的主人。这是我在这一节公开课中又一意外的收获。
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