1、文檔來源為 :從網絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持 1文檔來源為 :從網絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持 科學探究的本真追求 例談“物質的密度”的教學 江蘇省泰興市黃橋初級中學 劉宏 225411 在全日制義務教育物理課程標準中，把科學探究界定為“既是學生的學習目標， 又是重要的教學方式。 ”科學探究能力是學生必備的技能，廣大教師中在日常教學過程中已 經能夠有意識的讓學生進行科學探究活動。 然而， 現實的問題是： 在實際教學中的科學探究 活動多是“重形式，輕實效” 、“重結果，輕過程”的跑龍套。在表象上，科學探究只是實現 從“無”到“有”的轉變；在實質上，還

2、是教師在“教” ，而非學生去“學”科學探究。 在物理教學過程中，應該針對要達成的知識和技能目標，設計貼合學生實際的認知情 境，讓學生在運用原有的知識解決問題的過程中， 發現新的問題， 從而產生進行科學探究的 欲望。 教師要適時的引導學生設計實驗方案， 進行科學探究， 在活動的過程中學習物理知識 和技能。在這個過程中，教師的身份是學生活動的“導師” ，要給學生提供必要的幫助和高 位的指引，而非手把手的“教會” 。正如特級教師許亞平先生提出的“三真”理念，即要發 現真問題、 進行真實驗、 悟出真道理。 【1】要求在常態的物理教學過程中， 教師引導學生進行 真探究。 “物質的密度”是用比值定義的物理

3、量，之前學生學過的“速度”就是用比值的定義 的物理量，為學生進行自主探究提供了可遷移的知識儲備。另外， “密度”是初中物理涉及 到的第一個物質的物理屬性， 學生掌握了建立密度概念的科學探究方法， 在學習物質的其它 物理屬性時就會 “有法可依” 。“物質的密度” 這一節課的教學，是讓學生進行科學探究的典 范。 一、創設原始的問題情境，利于學生發現真問題 “密度”的知識比較簡單， 如果單純以傳授知識為目標， 以學生會做題為價值取向，十 分鐘就可以完成教學任務， 而且測試的效果絕不會比用一整節課的時間去教這一內容的效果 差。然而， 教材編排了較大的篇幅， 要求用四十五分鐘的時間來完成這節課的教學任務

4、，顯 然不僅僅要學生掌握物理知識，而且要學生掌握獲取知識的方法。 蘇科版物理八年級下冊“物質的密度”教材創設的問題情境是：你能區分表面被 涂成相同顏色的鐵塊和塑料塊嗎？讓學生討論與交流， 由于沒有限制區分的方法， 因此這一 探究課題是開放性的，學生會想出多種答案。例如： （1）有學生提出用小刀把涂層刮開，看一看表面的色澤或材料的軟硬程度。這種方法 是可行的。 （2）又有學生提出把它們分別連入帶有小燈泡的電路，能使小燈泡發光的是鐵塊，不 能的是塑料塊。這種方法是可行的。 （3）也有學生提出用吸鐵石分別靠近它們，能夠被吸引的是鐵塊，不能的是塑料塊。 這種方法也是可行的。 （4）還有學生提出比較它們

5、質量的大小，質量大的是鐵塊，質量小的是塑料塊；另有 學生質疑一個大塑料塊的質量可能比一個小鐵塊的質量要大。這種方法是不可行的。 蘇科教材中創設的問題情境，要讓學生發現可以通過探究物體質量與體積的關系來鑒 別物質，比較困難。人教版教材中創設的情景是體積相同的木塊、 鋁塊和鐵塊，測出它們的 質量不相同，很容易把學生引導到通過比較單位體積的質量（即“質量與體積的比值” ）來 鑒別物質。但為什么一定要用這種方法來鑒別物質呢？此處也沒有給出順理成章的解釋。 物理概念呈現在學生面前時，是科學家歸納總結出來的“靜態的結果” ；學生通過科學 文檔來源為：從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持 2文檔

6、來源為：從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持 探究理解物理概念， 就是要去發現知識的形成過程， 通過探究體驗促使學生對物理知識的的 “動態構建”?！?】究本索源，就要回到知識的源頭，教師在組織學生進行科學探究活動時， 應當創設始于知識起點的情景（也稱原始情景） 。 人們認識物質特性的過程是：未知物質（性質未知）區分不同物質的過程（用不 同的方法和不同的標準，如：用刀刮、看色澤、用磁鐵吸、比較單位體積的質量等）一一已 知物質（了解其特性，如：密度、硬度、磁性、透明度等） ?！懊芏取敝皇窃谡J識物質的過程 中，采用“比較單位體積的質量” 的方法建立起來的的物理概念。 教材出于整體建構的考

7、慮， 在學生掌握了 “質量”的概念后，設置了 “區分鐵塊和塑料塊（或者木塊、鋁塊等） ”的認 知情景，試圖讓學生能夠通過探究質量與體積的關系來辨別它們。 教材在此選擇的是肢解出 認識物質特性的一種方法。 可是學生在進入這個情景后， 會不自覺地被對這些物質原有的認 識帶著偏離了設定的目標。許多老師教學時喜歡照本宣科， 囿于教材設定的框架，這時要把 學生從“歧路”上拉回來就會很費周折，甚至還會無中生有。 怎樣才能跳出這個圈圈？這時就應該擺脫教材的束縛，凌駕于教材之上，但非拋棄教 材。要回到“密度”概念形成的源頭，創設原始的認知情景，弓I導學生借助原有的知識進行 科學探究。認識“未知的物質”就是建立

8、“密度”概念的源頭。我們可以創設這樣的情景， 引導學生進行探究： 把邊長分別為1cm、2cm、3cm的正方體鐵塊和塑料塊涂成相同的顏色，放在一起, 不告訴學生它們是用什么材料做成的，要求把這些物塊區分開來。 這樣的設計主要出于幾個方面的考慮： （1） 把物塊做成邊長分別為 1cm、2cm、3cm的正方體，是為了便于實驗探究而進行 的模型化的處理； （2） 把鐵塊和塑料塊涂成相同的顏色，且不告訴學生它們是什么材料做成的，讓學生 從區分物質的原始狀態開始探究，不會受學生對已知物質特性原有認識的干擾； （3） 學生在小學階段就接觸到比較體積的知識，之前剛剛學過質量的概念。區分未知 的物體時，學生首先

9、會通過目測比較它們的大小（體積） ，接著會用手拿起來掂一掂比較它 們的質量，這樣比較切合學生的最近發展區； （4） 通過觀察和體驗，發現物塊的質量隨體積的增大而增大，體積相同的不同物塊質 量不同。學生立刻體會到：有必要弄清楚物體的質量和體積究竟具有什么關系？自然而然的 生成，探究的欲望強烈。 二、留足自主探究的空間，引導學生進行真實驗 學生通過上述創設的問題情境， 產生了要探究物體質量與體積之間的關系的欲望。 接下 來許多老師會習慣性的安排學生按照課本設計好的方案進行實驗， 分別用天平和刻度尺測量 各個物體的質量和體積，并將測得的數據記錄在下面的表格中（見表一） 。此時，學生雖然 不是在教師的

10、指導下進行實驗， 但是卻又被教材牽著鼻子走了， 換了一個指令的發布者，學 生還是沒能進行自主的探究活動，完成的還是一個假實驗。 表一 測量對象 質量m/g 體積v/cm3 3 (質量/體積)/ (g cm) 教師要善于為學生創設行為上的“空白”情景，留給學生足夠的空間、時間，使他們 有主動參與學習、研究的機會；同時，更要為他們創造思維上的“空白”情景，讓他們能靜 文檔來源為：從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持 3文檔來源為：從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持 下心來進行深邃的思考?！?】在課堂上為學生“留白”，這已經被大家認同。要讓學生自主探 究物體質量與體積之間的

11、關系， 最重要的是讓學生經過獨立的思考、 學習小組的交流和科學 的評估，弓I導學生自己設計出合理的實驗方案。 在教學實踐過程中，筆者搜集了一些學生經過碰撞產生的智慧火花： (1) 邊長已經知道，刻度尺可以不用了； (2) 這些物塊都被涂成了相同的顏色，為了便于辨認，應該用水彩筆標上 1、2、3、 4、5、6的序號； (3 )測質量時，可以把體積相同的兩個物塊放在一起對比測量； (4) 可以把等體積條件下，質量較小的物塊按從小到大的順序標上 1、2、3號，質量 較大的物塊按從小到大的順序標上 4、5、6號； (5) 為了便于比較， 應該設計具有對比功能的數據表格(見表二) 。 表二 測量對象 質

12、量m/g 體積v/cm3 測量對象 質量m/g 體積v/cm3 1 4 2 5 3 6 要知道正方體的體積，就要測出邊長，邊長已知 ，就不需要測量；用作標記的方法辨認 涂成相同顏色的物體； 運用控制變量的思想進行對比測量； 有依據的進行排序這里面凸 現了知識的綜合運用、 實驗技巧的體現和科學思維方法的滲透， 幾乎所有的實驗過程都是學 生自主完成的，真實有效。 教師沒有過多的言語，只是在學生設計記錄數據的表格時， 提醒學生要把所測的物理量 和單位反映在表格中。教師所做的僅僅就是為學生提供了一個精心設計的利于探究的原始情 景，然后留足自主探究的時間，讓學生帶著“要把這些物塊區分開來”的問題，去觀察

13、和體 驗、認真的思考、大膽的討論。這樣動手做一做、動腦想一想、動口說一說，看似平凡的教 學流程，卻迸發了諸多的智慧火花， 有的完全超出了教師的預設。 自然而然的生成，需要的 是教師的大智慧。 三、利用有效的交流評估，促進學生悟出真道理 教材中的表格（見表一）先入為主的陳述了 “質量 /體積”這一欄目，只要求出質量和 體積的比值，進行比較分析， “同種物質質量與體積的比值相同，不同物質質量與體積的比 值不同”的道理不辨自明。多么簡單，多么省事。學生除了知道了上述的結論，還能收獲什 么？這樣的偽探究完全把學生當做教師亦或教材的傀儡， 只不過是借助學生的嘴說出了他們 想要表述的主張，怎能悟出真道理？

14、 文檔來源為：從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持 4文檔來源為：從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持 探究課堂應該是靈動的課堂，再好的預設也不可能涵蓋學生所有的表現，具體授課時 要善于利用評估和交流，讓學生思維的火花相互碰撞，促進發展?！?】物體的質量與體積究竟 是什么關系？需要學生自己去發現。 學生通過實驗測量， 收集到的數據如下 （隨機抽取，見 表三）。 表三 測量對象 質量m/g 體積v/cm3 測量對象 質量m/g 體積v/cm3 1 2.2 1 4 8.0 1 2 16.8 8 5 63.2 8 3 56.8 27 6 213.4 27 筆者把學生的實驗數據

15、展示出來，讓他們進行分析、交流和評估: 生：這些物塊可以分為兩類，編號 1、2、3的為一類，編號4、5、6的為一類；每 類物體體積越大，質量也越大。 生：這種表述不嚴密，經過計算，我發現同一類物體質量和體積的比值相同，兩類物 體質量和體積的比值不同。 師（把學生的做法補畫出來，見表四） ：算出質量和體積的比值，再進行分析，你是怎 么想到的? 生：學習勻速直線運動時就是用的這種方法，得出的結論是做勻速直線運動的物體通 過的路程和所用時間的比值相同；此處得到的結論應該是同種物質質量和體積的比值相同, 不同物質質量和體積的比值不同。 表四 測量 對象 質量 m/g 體積 v/cm3 (質量/體積)

16、3 / (g - cm) 測量 對象 質量 m/g 體積 v/cm3 (質量/體積) 3 / (g cm) 1 2.2 1 2.2 4 8.0 1 8.0 2 16.8 8 2.1 5 63.2 8 7.9 3 56.8 27 2.1 6 213.4 27 7.9 生：也可以像學習勻速直線運動時一樣，用描點法作出圖像來分析數據，兩類不同的 物質要分別用虛線和實線表示。得出的結論是同種物質質量和體積成正比。圖像，見圖 1 ） 圖1 師：剛才，大家想到用學習勻速直線運動時分析數據的方法來分析物體質量與體積的 關系，并且得到了類似的結論。 那你們能不能模仿給描述做勻速直線運動的物體運動快慢的 物理量

17、“速度” 下定義的方法， 給描述物質質量與體積關系的物理量 “密度”下一個定義呢？ 生：做勻速直線運動的物體通過的路程和作用的時間成正比，速度就等于物體在單位 （學生展示所畫 文檔來源為 :從網絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持 5文檔來源為 :從網絡收集整理 word 版本可編輯 歡迎下載支持 時間內通過的路程；而同種物質質量與體積成正比，密度就等于單位體積某種物質的質量。 學生的分析是到位的，交流是真誠的，評估是中肯的，收獲也是豐富的。這其中教師 通過巧妙的穿針引線，及時滲透一些科學探究的方法，使學生不光透徹的理解了“密度”的 概念，還掌握了更加重要的建立 “密度” 概念的方法。真道理是在學生經歷真實的探究的過 程中自然而然地生成的。 由此可見， 要讓學生進行真探究， 并不需要教師具有“鬼斧神工”的高超技藝， 只要 放棄“唯分數論英雄”的觀念，放手讓學生去發現問題、進行實驗、感悟真理，自然而然生 成的創造力是完全可以讓教者放心的。 教是為了不教， 但并不等于無教， 學生掌握了科學探 究的方法， 但受制于認知水平的局限， 多數情況下還不能獨立的完成科學探究。 教師千萬不 能放羊式地讓學生去亂打亂撞， 到頭來只能以一盤散沙收場， 在學生進行科學探究的過程中， 教師一定要發揮好引導和保障作用。處理好教學過程中