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摘 要:科学这门学科旨在提高学生的科学素养,问题教学是其中一种较好的教学方式。教师应引导学生自主学习,发现问题,提出问题,然后大家合作探究、解决问题,进而在巩固迁移、拓展延伸中再生问题,即把“问题”当作一堂课的出发点和归宿,培养学生的学习能力。文章以“大气压强”为例,探析问题教学在科学课堂中的应用。
关键词:问题教学;科学教学;大气压;科学素养
中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2017)24-0084-02
问题教学法是以问题情境的创设和问题的解决为主要形式,形成波浪式、螺旋式的课堂教学结构,是一种比较成熟,行之高效的教学方法,在各学科的教育教学中被广泛运用。科学这门学科旨在提高学生的科学素养,而学生的科学素养主要体现在学生解决问题的方式方法、逻辑思维能力上。所以,在科学课堂上渗透问题意识、问题解决方法对于学生科学素养的提高有一定的作用。本文就以问题教学的方式展开对“大气压强”的讲解,探析问题教学在科学课堂中的应用。
一、感知大气压的存在
(1)引课:展示马德堡半球模型(事先抽好气),找两个班级里力气最大的学生拉半球,结果很难拉动。此时,教师轻轻地旋了一下按钮,用自己的双手就打开了。设计意图:鲜明的对比让学生的眼神充满了惊奇、疑惑、期待,他们急切想要知道其中的原理。(2)问1:你注意到我刚才做了什么吗?你有听到什么声音吗?生:听到有气体进去的声音。设计意图:大部分学生可能都忽视了教师刚才的动作,只顾着看现象了,而有一部分学生还是能够细心观察到教师的动作。教师通过这个问题,把学生从只观察明显的现象中带入微小现象的观察中,同时也表扬了那些关注微小现象的学生,促进了他们对观察的认可与深化。(3)问2:你推测一开始马德堡半球打不开的原因可能与什么有关?生:空气。问3:气体真的有这么厉害,能把我们班的两个大力士难住?大家不妨自己来试试看。你能让空矿泉水瓶挂在你的嘴巴上吗?设计意图:这个游戏对于一些学生来说不是什么难事,他们信手拈来,而且还可以告诉其他同学怎么做,这在一定程度上激励了学生。同时,这个实验简单易行,学生感受也很明显,有利于课堂的推进。(4)问4:你们是如何让瓶挂到嘴上的呢?生:往嘴巴里吸气。设计意图:教师通过这个问题让学生总结出以上两个实验共同点——大气。
二、探知大气压的内涵
(1)问1:你吸气的过程中改变了什么量?问2:你推测是什么原因导致吸气后瓶子就能挂在嘴巴上,反之则不行?生:吸气使得瓶内气体减小,外面气体多,力大。设计意图:这两个问题的设计把学生带入表象背后去思考,为本节课重难点的突破打下了基础。总结:本来矿泉水瓶内外大气对瓶壁的力是一样的,当吸气后,里面气体的力减少了,所以大气就从四面八方压过来了。大气会从四面八方对放入其中的物体产生力的作用。而压强是单位面积上受到的压力,所以大气会对放入其中的物体产生压强,大气压强简称为大气压。问3:现在你知道为什么两个大力士都拉不开马德堡半球模型了吗?学生通过以上的总结,对于大气压有一定的了解,此时让他们去解决一个实例,他们会表现出很大的兴趣,并且由此发现:减小空气可以减少气压,从而显现出大气压的作用来。(2)问1:你觉得我们喝饮料时,是什么力量促使飲料到我们的口腔?生:吸上来。实验:让一个学生用特制的吸管吸饮料,饮料是装在密闭玻璃瓶内的,将玻璃瓶放在钟罩内,并抽气。设计意图:这是本节课的一个难点,教师通过这个问题,把他们的前概念暴露出来,然后再做三个实验,让他们自己把自己的前概念否定,从而重新建构相关的知识体系。这是对以上总结的一个有力证明,因为仅仅是总结还是不能够把学生的错误前概念扭转过来。(3)问1:你能不用手挤压,就使得烧杯中的红墨水进入胶头滴管吗?设计意图:胶头滴管的使用,学生已经掌握得差不多了,平时用的也较多,但现在让他们换种使用方法,这在一定程度上激发了他们的兴趣。问2:同学们通过什么方法使得红墨水上升?生:充气。问3:如果要使红墨水从滴管内出来,可以采取什么措施?生:抽气。问4:我们请一个同学演示胶头滴管的使用,你能说出他每个动作的作用吗?生:挤走吸管内的气体,使得红墨水在大气压的作用下进入滴管。总结:红墨水进入滴管是被大气压压上了,而并不是吸上来的。设计意图:在生活中,有很多地方都有类似的现象,这个实验可以让学生使用刚建构起来的新体系去解决生活中的问题。(4)问1:回忆一下我们在平时生活中,你觉得哪些东西的使用是利用气压的减小从而显现出大气压的作用。设计意图:在教学的过程中,发现一种比较普遍、与成绩无关的现象——在生活中很简单的事,一旦搬到试卷中来,学生就不知道怎么办了。而把生活带入课堂中来,用科学知识解决生活中遇到的问题,在这个过程体验科学的实用性,学生就能感觉到科学的学习不是无用的,而是可以帮助提高我们生活质量。科学知识来源于生活,更服务于生活。(5)问1:除了通过吸气或抽气使得气压减小,你觉得还有什么方法也可以使气压减小?设计意图:这里主要是引出温度改变对气压的影响,对于学生来说可能有难度,所以这里可以引入瓶吞鸡蛋的实验。一方面,此时课堂已经将近结束,学生已经进入倦怠期,这个实验可以让学生精神为之一振;另一方面,也可顺延到以下内容的讲解,起到启下的作用。问2:往玻璃瓶内扔燃烧的酒精棉花的作用是什么?生:加热里面的气体。问3:加热瓶内空气的目的是什么?生:温度越高,分子运动越剧烈,空气都跑出去了。问4:你觉得此实验能做成功的关键点在哪?生:在加热后马上把鸡蛋塞到瓶口。设计意图:连续三个层层递进的问题,让学生一步步走向事实的本质,并且从自己的回答中找到答案,在这个过程中,教师只是起到引导者的作用。同时,这也符合维果茨基的“最近发展区“理论。总结:在密闭空间内,改变温度,也可以改变气压的大小。
三、假如没有大气压
地球的能源已经越来越少,人类急需在外太空寻找一个适宜人类居住的星球,最大的一个问题就是——气压。教师可让学生展开想象,如果没有大气压,人类的生活将会是怎样?如果让你去设计太空服,你会怎么设计?设计意图:这个问题是留给学生课后做的。面对地球,有必要让学生了解地球对于我们的重要性。
四、结束语
华东师范大学教授叶澜教授说:“课堂应是向未知方向挺进的旅程,随时都有可能发现意外的通道和美丽的风景,而不是一切都必须遵循固定的路线而没有激情的行程。”学生的问题世界是绚烂多彩的,这些问题都是上课的绝佳生成性资源。问题教学其实没有具体的方法而言,只有教师不断地、深入地研究课堂内容和学生,才能坦然面对学生抛出的种种问题。
参考文献:
[1]李明.问题教学法及其在高中物理教学中的应用研究[D].华中师范大学,2008.
[2]龚勇.论探究式教学法在高中物理教学的应用[J].思茅师范高等专科学校学报,2009(03).
[3]刘廷军.问题教学法在物理教学中的应用[J].教育实践与研究,2006(11).
[4]刘凯芳,孔祥雷.兴趣问题教学法在物理教学中的应用[J].中国职业技术教育,2003(01).
[5]肖增英.学习课程新理念 探究教学新问题——关于普通高中物理课程标准、教材的思考[J].教育理论与实践,2008(14).
[6]李贵安,陈秋丽,刘耿,等.创造性问题提出能力的影响因素的实证研究——以高中物理课堂为例[J].上海教育科研,2014(07).
[7]张京文.高中物理实验教学存在的问题及改进意见[J].西南民族学院学报:自然科学版,1995(01).
[8]郑毅.高中物理问题解决的元认知训练研究[J].宁德师专学报:自然科学版,2008(03).
关键词:问题教学;科学教学;大气压;科学素养
中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2017)24-0084-02
问题教学法是以问题情境的创设和问题的解决为主要形式,形成波浪式、螺旋式的课堂教学结构,是一种比较成熟,行之高效的教学方法,在各学科的教育教学中被广泛运用。科学这门学科旨在提高学生的科学素养,而学生的科学素养主要体现在学生解决问题的方式方法、逻辑思维能力上。所以,在科学课堂上渗透问题意识、问题解决方法对于学生科学素养的提高有一定的作用。本文就以问题教学的方式展开对“大气压强”的讲解,探析问题教学在科学课堂中的应用。
一、感知大气压的存在
(1)引课:展示马德堡半球模型(事先抽好气),找两个班级里力气最大的学生拉半球,结果很难拉动。此时,教师轻轻地旋了一下按钮,用自己的双手就打开了。设计意图:鲜明的对比让学生的眼神充满了惊奇、疑惑、期待,他们急切想要知道其中的原理。(2)问1:你注意到我刚才做了什么吗?你有听到什么声音吗?生:听到有气体进去的声音。设计意图:大部分学生可能都忽视了教师刚才的动作,只顾着看现象了,而有一部分学生还是能够细心观察到教师的动作。教师通过这个问题,把学生从只观察明显的现象中带入微小现象的观察中,同时也表扬了那些关注微小现象的学生,促进了他们对观察的认可与深化。(3)问2:你推测一开始马德堡半球打不开的原因可能与什么有关?生:空气。问3:气体真的有这么厉害,能把我们班的两个大力士难住?大家不妨自己来试试看。你能让空矿泉水瓶挂在你的嘴巴上吗?设计意图:这个游戏对于一些学生来说不是什么难事,他们信手拈来,而且还可以告诉其他同学怎么做,这在一定程度上激励了学生。同时,这个实验简单易行,学生感受也很明显,有利于课堂的推进。(4)问4:你们是如何让瓶挂到嘴上的呢?生:往嘴巴里吸气。设计意图:教师通过这个问题让学生总结出以上两个实验共同点——大气。
二、探知大气压的内涵
(1)问1:你吸气的过程中改变了什么量?问2:你推测是什么原因导致吸气后瓶子就能挂在嘴巴上,反之则不行?生:吸气使得瓶内气体减小,外面气体多,力大。设计意图:这两个问题的设计把学生带入表象背后去思考,为本节课重难点的突破打下了基础。总结:本来矿泉水瓶内外大气对瓶壁的力是一样的,当吸气后,里面气体的力减少了,所以大气就从四面八方压过来了。大气会从四面八方对放入其中的物体产生力的作用。而压强是单位面积上受到的压力,所以大气会对放入其中的物体产生压强,大气压强简称为大气压。问3:现在你知道为什么两个大力士都拉不开马德堡半球模型了吗?学生通过以上的总结,对于大气压有一定的了解,此时让他们去解决一个实例,他们会表现出很大的兴趣,并且由此发现:减小空气可以减少气压,从而显现出大气压的作用来。(2)问1:你觉得我们喝饮料时,是什么力量促使飲料到我们的口腔?生:吸上来。实验:让一个学生用特制的吸管吸饮料,饮料是装在密闭玻璃瓶内的,将玻璃瓶放在钟罩内,并抽气。设计意图:这是本节课的一个难点,教师通过这个问题,把他们的前概念暴露出来,然后再做三个实验,让他们自己把自己的前概念否定,从而重新建构相关的知识体系。这是对以上总结的一个有力证明,因为仅仅是总结还是不能够把学生的错误前概念扭转过来。(3)问1:你能不用手挤压,就使得烧杯中的红墨水进入胶头滴管吗?设计意图:胶头滴管的使用,学生已经掌握得差不多了,平时用的也较多,但现在让他们换种使用方法,这在一定程度上激发了他们的兴趣。问2:同学们通过什么方法使得红墨水上升?生:充气。问3:如果要使红墨水从滴管内出来,可以采取什么措施?生:抽气。问4:我们请一个同学演示胶头滴管的使用,你能说出他每个动作的作用吗?生:挤走吸管内的气体,使得红墨水在大气压的作用下进入滴管。总结:红墨水进入滴管是被大气压压上了,而并不是吸上来的。设计意图:在生活中,有很多地方都有类似的现象,这个实验可以让学生使用刚建构起来的新体系去解决生活中的问题。(4)问1:回忆一下我们在平时生活中,你觉得哪些东西的使用是利用气压的减小从而显现出大气压的作用。设计意图:在教学的过程中,发现一种比较普遍、与成绩无关的现象——在生活中很简单的事,一旦搬到试卷中来,学生就不知道怎么办了。而把生活带入课堂中来,用科学知识解决生活中遇到的问题,在这个过程体验科学的实用性,学生就能感觉到科学的学习不是无用的,而是可以帮助提高我们生活质量。科学知识来源于生活,更服务于生活。(5)问1:除了通过吸气或抽气使得气压减小,你觉得还有什么方法也可以使气压减小?设计意图:这里主要是引出温度改变对气压的影响,对于学生来说可能有难度,所以这里可以引入瓶吞鸡蛋的实验。一方面,此时课堂已经将近结束,学生已经进入倦怠期,这个实验可以让学生精神为之一振;另一方面,也可顺延到以下内容的讲解,起到启下的作用。问2:往玻璃瓶内扔燃烧的酒精棉花的作用是什么?生:加热里面的气体。问3:加热瓶内空气的目的是什么?生:温度越高,分子运动越剧烈,空气都跑出去了。问4:你觉得此实验能做成功的关键点在哪?生:在加热后马上把鸡蛋塞到瓶口。设计意图:连续三个层层递进的问题,让学生一步步走向事实的本质,并且从自己的回答中找到答案,在这个过程中,教师只是起到引导者的作用。同时,这也符合维果茨基的“最近发展区“理论。总结:在密闭空间内,改变温度,也可以改变气压的大小。
三、假如没有大气压
地球的能源已经越来越少,人类急需在外太空寻找一个适宜人类居住的星球,最大的一个问题就是——气压。教师可让学生展开想象,如果没有大气压,人类的生活将会是怎样?如果让你去设计太空服,你会怎么设计?设计意图:这个问题是留给学生课后做的。面对地球,有必要让学生了解地球对于我们的重要性。
四、结束语
华东师范大学教授叶澜教授说:“课堂应是向未知方向挺进的旅程,随时都有可能发现意外的通道和美丽的风景,而不是一切都必须遵循固定的路线而没有激情的行程。”学生的问题世界是绚烂多彩的,这些问题都是上课的绝佳生成性资源。问题教学其实没有具体的方法而言,只有教师不断地、深入地研究课堂内容和学生,才能坦然面对学生抛出的种种问题。
参考文献:
[1]李明.问题教学法及其在高中物理教学中的应用研究[D].华中师范大学,2008.
[2]龚勇.论探究式教学法在高中物理教学的应用[J].思茅师范高等专科学校学报,2009(03).
[3]刘廷军.问题教学法在物理教学中的应用[J].教育实践与研究,2006(11).
[4]刘凯芳,孔祥雷.兴趣问题教学法在物理教学中的应用[J].中国职业技术教育,2003(01).
[5]肖增英.学习课程新理念 探究教学新问题——关于普通高中物理课程标准、教材的思考[J].教育理论与实践,2008(14).
[6]李贵安,陈秋丽,刘耿,等.创造性问题提出能力的影响因素的实证研究——以高中物理课堂为例[J].上海教育科研,2014(07).
[7]张京文.高中物理实验教学存在的问题及改进意见[J].西南民族学院学报:自然科学版,1995(01).
[8]郑毅.高中物理问题解决的元认知训练研究[J].宁德师专学报:自然科学版,2008(03).