《科学之旅》的教学探究

天涯

通辽市东北希望国际学校初中部　梁兰英



一、制定教学目标

人教版新教参第九页写道：“这部分相当于全书的绪论，目的有两个，一是让学生认识到物理是有趣的、有用的，二是初步了解学好物理应该注意的事情”。根据《课程标准》里规定的“课程目标”，我制定本节的教学要求还有：

①让学生“经历观察物理现象的过程”。逐步教会学生“能简单描述所观察物理现象的主要特征”。初步领悟“直觉并不都是可靠的，只有进行科学研究，才能很好地认识自然规律”，逐步培养学生“实事求是、尊重自然规律的科学态度”和“树立正确科学观”。

②初步培养学生“能在观察物理现象过程中发现一些问题”和“有将自己的见解公开并与他人交流的愿望”。

③初步培养学生“对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理”。

二、实验教学设计

为了实现本节教学目标，我注重学生参与、阐明学习方法，并体现身边物理。

1．注重学生参与

“注重学生参与”，就是让每位学生都能够“经历观察物理现象的过程”。比如：

（1）“低压沸腾”：

教师在演示书中图0．1－1所示的实验前问学生：“停止沸腾的热水，浇上冷水后会发生什么现象”？演示完后再追问：你猜对了吗？”、你还有别的办法，让停止沸腾的热水，不再给它加热也能沸腾起来吗？”……

然后再指导每组学生都做“使用一个大注射器，也能让小试管里的热水沸腾起来”的“低压沸腾”实验。主要做法有：①用新购买的大注射器，到医院里去兑换使用中的大注射器，以推管用水湿润后靠其重力能自由下滑为宜。②用试管夹夹住小试管，向管里倒进装在保温瓶里的热开水，管内仅留1-2ml空间，堵紧用最小号打孔器打孔的胶塞。③将大注射器的推管用热水湿润后推进注射器前端，将注射器前端的乳头直接插进胶塞孔里，然后用力向上拉推管，小试管内热水会立即“沸腾”起来，慢慢放松推管后再用力向上拉它，小试管内的热水会第二次“沸腾”起来，再重复上述动作，直到小试管内的热水不再沸腾时为止。如果此实验进行顺利，教学时间有余，还可以指导一名学生表演“用冷水能使烧瓶中的热水沸腾”一次，再向瓶内再加热水，使瓶颈内仅留有2-3ml空间，塞紧带孔的胶塞，使用“两用气筒”抽气，教学效果更好。

（2）利用市面上出售的手持简易放大镜（直径约5～10cm、焦距约９～110n，售价在2～3元/个），安排学生做图0．1－3实验，效果比使用光具座上配套的放大镜好。教师要提示学生：“什么条件改变了，才造成透过放大镜所观察到的现象(注：应为“物像”）发生了改变”?

总之，在学生做观察实验时，要逐步培养学生“有初步的观察能力”：“能有目的地观察现象，辨明观察对象的主要特征及发生的条件”，使学生逐步“养成爱问‘为什么’的习惯，用疑问的眼光看待各种现象，探究我们不知道的自然规律”。

2．阐明学习方法

为了使学生能深刻地理解“物理是一门以观察、实验为基础的科学，人们的许多物理知识是通过观察和实验，经过认真地思索而总结出来的”，更突出“观察、实验和思索”是学好物理最基本的方法，我们设计了下列实验（以下各实验，均先让学生猜想可能会发生什么现象？然后再验证其猜想是否正确。这样，不仅能突出“观察、实验和思索”是学好物理最基本的方法、有益于培养学生的观察能力和实验能力，而且还有利于适时地进行“想象并不一定都符合事实”等思想教育）：

（1）吹乒乓球：

把图0．1-4所示的“吹乒乓球”实验，变为学生实验的困难是：由于人的“肺活量”有限，常见的漏斗管径较粗，所以用力吹气时，乒乓球在漏斗里旋转而不下落的时间较短。改进的办法有：

①在直径约3．2～4mm脱掉药皮的电焊条芯上（或直径相应的十字花螺丝刀杆上），用厚纸卷几层长约10cm纸筒，然后塞进漏斗管内，露出管外部分纸筒，用透明胶带包扎好，确保不漏气。

②用展平的铁筒饮料盒铁皮制作铁片漏斗：先剪出半径4～5cm圆形，再剪掉约1/4圆面积后围成漏斗型，仿上所述卷成一根长约8cm铁皮管焊牢即可。铁管吹气一端套紧一段长约3cm软塑管，以防伤唇。

教师先演示：把乒乓球放在展平的掌心上，用漏斗口对着乒乓球水平吹气，球将很快滚动落地。再把球装进口朝上的漏斗里后问学生：谁能用漏斗向上“吹气把球吹起来?”(一定要注意口腔卫生，下同）先让体质弱的女学生吹，再让“不服气”的体质壮的男学生吹，然后师生共同做实验，结果谁也不能把球吹起来。

教师再演示：让漏斗口朝下后把球放进漏斗里，一松手，在重力作用下球将下落。再问学生：如果把“球装进口朝下的漏斗里先用手摁住，然后用力向下吹气后再松手，球将会怎么样”？师生共同做实验，结果出乎学生的预料，停止吹气后球才下落，学生十分惊奇；接着把球放在桌面上问学生：“不准直接用手接触球，有什么办法能把球从桌面上移到展平的掌心里”？用漏斗罩住乒乓球后用力吹气，也能达到上述要求（注：若把球放在掌心上，将漏斗内壁离球约1cm间隙后用力吹气，结果会使球向上跳进漏斗里转动，也能引起学生惊喜）。

（2）吹铁架台：

将自行车内胎的气门芯拔掉，在气门嘴子上接一根长约50cm乳胶管（管口另一端插进一段有倒角的短玻璃管，用以便于吹气，下同），保留气门嘴子，将内胎截取约30cm长、内胎两端胶死不漏气，用铁罐头盒皮在铁架台的铁杆上围一段长8～10cm铁管、焊缝，取下铁管，把它的一端砸扁成刀刃状。

实验时，先把内胎平放在讲桌上，把铁架台的底座压在内胎上问学生：谁上来用嘴从乳胶管端吹气，“把铁架台‘吹’起来？”（注：由于受“吹乒乓球”的实验影响，学生心理状态不言而喻），先找一名体质弱的女学生上台表演，结果铁架台能跳离桌面（注：断续、快速吹气，铁架台将上下跳动、甚至倾倒）。再把铁架台倒置，铁杆端插进铁管里，只让砸扁的刃状管端压在内胎上（刀刃跟内胎垂直，能使吹气后的内胎不滚动），教师用一只手的虎口部位扶住铁架台的上部铁杆，以使铁架台不能倾倒，然后再问学生：现在谁能“上来憋足一口气，也能把铁架台‘吹’起来”？结果，包括教师在内用力吹气，铁架台均为纹丝不动。

（3）一口气把人“吹”起来：

把手扶拖拉机尾轮用的内胎的气门芯拔掉（若选用胶制充气的游泳用的救生圈，由于容积太大，吹一口气时现象不明显；若使用2个胶制暖水袋、打孔的8号胶塞、短玻璃管、玻璃三通管和乳胶管，把它们“并联”起来做实验，效果亦好），气门嘴子上接通一根长约1．5米乳胶管，把内胎平放在前排实验桌上，上面盖严一块五合板等（板的适宜部位先钻孔，穿过乳胶管、露出气门嘴子）。

教师：“现在请一位同学上来蹲在五合板上，我憋足一口气就能把他（她）‘吹’起来，信吗”？实测表明，体质好的男老师深吸一口气，能把80千克的自己吹离桌面4cm以上，体质一般的女教师憋足一口气，也能把40千克的学生吹离桌面4cm以上。以上两个实验，我们过去是为《帕斯卡定律》和《液压机》两节教学内容设计的。帕斯卡定律的实质，是大小不变地传递压强、而不是压力！在本节课内演示，不仅能激发学生兴趣、有力地证明“观察和实验”的重要性，而且还能渗透“实践是检验真理唯一标准”等思想教育，学生反映甚好。

3．体现身边物理

教学中我特别注意到，多数学生是带着“物理难学”等思想包袱，坐在物理课堂里的。本节教学，要把学生的“沉重负担”，转变为“愉快享受”，充分体现物理就在身边”。为此，我安排了下列“用嘴做的学生实验”：

（1）力学──做模拟马德堡半球实验：

将直径约为5cm的铁制废香脂盒（盒盖越紧越好，除“万紫千红”牌香脂盒外，其余铁盒一般均可选用，加盖印章使用的印油铁盒和装擦鞋油铁盒效果最好），在盒底和盒盖的中心部位，用锥子各扎两个间距约1．5cm孔，分别插进一个用粗铜丝围成的“U”状把手，盒内铜丝两端向两侧弯成90°，在盒内焊牢不漏气。在盒底边缘用锥子扎孔，在盒外焊牢一个自行车废辐条帽，连接一根长约30cm、经过严格消毒的输液用的塑料管，管端插进一段废油笔芯塑料管（这样便于吸气）。实验前，在盒盖内侧四周涂满擦手油或凡士林等起密封作用，盖紧盒盖，一位学生用嘴从吸气管端吸出盒内部分空气，另一位学生手持两个铜丝半环拉手，通常用力也不能把盒体拉开（每次实验前，均要重新涂抹一下密封油，否则容易漏气。如果气温较高，要把盒盖浸泡在凉水中，使密封油变稠）。

（2）热学──做蒸发吸热实验：

温度计和蒸发等热学知识，学生在小学自然课里已经学过。首先让学生记住温度计在室温空气里的示数，然后再让学生观察在下列情况下，温度计的示数是怎样变化的：

①用嘴对着温度计的玻璃泡轻轻哈气时；

②把玻璃泡置于室温下的酒精（灯）里时；

③取出玻璃泡后立即对它轻轻哈气时；

④持续哈气到酒精蒸发完之后1～2分钟时（敬请注意：“玻璃泡沾满酒精后的温度计置于空气里，它的示数变化”的常见参考答案均跟实验事实不符！只要大家亲自动手做实验，就会得到正确答案）。

（3）声学──做声音的发生实验

（4）光学──观察光的反射实验

课前在窗台上放一满碗水，使平静的水面能把阳光（或单束激光）反射到室内墙壁或天棚上。实验时，教师先用手指弹动一下碗边，让学生观察被水面反射的阳光有何变化。待水面平静后，请一名学生用嘴对着水面大声说一句话（注意此时头部不能遮挡阳光），再让学生观察被水面反射的阳光。

（5）电学──做人体电池实验：

把用砂布磨光的直径约为3mm粗的铜、铝丝各一根，平行地穿过厚塑料泡沫（起定位作用）。我们是把它们分别接在固定在一块小方木上的接线柱上，做成长期使用的教具，使其间距约为2cm，一端露出约4cm长，另一端用导线分别接在灵敏电流计的两个接线柱上，此时表针不动。教师先演示：连接一个简单的电路，闭合开关以后，小灯发光、电流表和电压表的指针均偏转后再指出：电流看不见、摸不到，但是我们可以通过小灯泡的发光和电表指针的偏转等，能够判断出它的客观存在。然后再让学生把铜、铝丝同时含在嘴里，并让它们跟唇、舌和口腔的内表面充分接触，表针也能立即偏转。若任意调换一根导线的任意端接点，则表针反偏（注：此实验可为”电流方向”和“直流电表的接线规则”等教学打下伏笔）。

俗话说：良好的开端是成功的一半。我们认为，作为一名初中物理教师的一个重要职责，就是从学生上第一节物理课开始，要千方百计地给学生创设丰富多彩的物理环境，提供充足而又必要的探究实验条件，使学生都能手脑并用地学好物理知识，同时受到多方面的科学训练：逐步地树立科学思想、端正科学态度、训练科学作风、形成科学习惯、学会科学方法、培养科学技能、发展科学思维、陶冶科学情操、提高科学素质和启迪创新意识。决不能把初中物理课上成“第二数学”，更不应该把学生领进“题海”的深渊。