从“大气的压强”的教学设计谈探究性教学的几个问题

《义务教育(物理)课程标准》指出:“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准,旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。让学生体验科学探究的乐趣,学习科学的探究方法,领悟科学的思想和精神。”可见,探究性教学应把培养学生的创新精神、探究能力和实践能力,作为教学目标的取向之一;把培养学生的科学态度和价值观、实践操作、解决生活中与物理学相关的实际问题的能力作为教学的重点。探究性教学的教学设计应主要围绕学生的学习策略和学习环境这两方面来展开、本文仅就现行的初中教科书《物理》(第一册)第十一章中的“大气的压强”一节的教学设计,浅析探究性教学设计中学习策略和学习环境的有关问题。

1.设置发现问题的学习环境

观察1 将一干燥的玻璃瓶放在酒精灯上均匀加热一段时间,用一插有长细玻璃管的橡胶塞把玻璃瓶的瓶口塞紧,并倒插入盛水的玻璃槽中,这时玻璃管中的“水往高处走”,如图1所示。

观察2 在一玻璃杯中装满水,用一盖玻片将其盖住,手压住盖玻片,将玻璃杯口向下倒置,放开手后盖玻片并不掉下,如图2所示。

观察3 把一个内径比手指肚稍小一点的玻璃管或饮料吸管插入水中,直到全部被水淹没。用手指堵住管子的一端并将其从水中取出,水依然保留在管中,只有当手指松开被堵塞的管口,水才会流出来,如图3所示。

现象的观察主要是为学生正确理解“大气具有压强”提供感性认识,引起学生注意,也就是为他们发现问题和提出问题提供一种学习环境。同时,这一环境也激发了学生的好奇心,激发了他们学习物理的良好欲望。

2.引导学生思考。促使学生现有概念向科学发展

物理概念的学习是物理学习的基础,只有让学生的感性认识上升到理性认识,才能真正掌握物理概念。科学概念的形成需要有一个构建已有事实的逻辑数学结构的过程,因此,教师还应引导学生做出玻璃管中水、盖玻璃片的受力示意图,进一步明确大气压的存在,这是把原始问题抽象成物理(或数学逻辑结构)模型,也是解决物理问题的关键。

3.从现象的分析与印证,促进学生现有概念向科学概念的转化,培养思维能力和良好的思维习惯

现象的观察与分析为学生建立了“大气压”的概念,但是,概念的正确与否却需要有实验的验证。有步骤地进行实验,不但增强了学生的体验机会,更重要的是为学生概念的形成提供帮助。这时教师可以在组织学生在认真分析前面三个演示实验的基础上,列举出与大气压强有关的自然现象或物理现象,并演示给学生看,或者说,让学生亲自参与到实验中来。

教师也可利用物理学史中关于人类对大气压强的认识,帮助学生构建具有抽象意义上的“大气的压强”。如马德堡半球实验:德国物理学家奥托?格里克利用自己发明的抽气机把两个直径只有26.4厘米的铁球抽成真空。然后用8匹马来对拉,却怎么也拉不开两个铁球,可见大气压强有多大。

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