在此再現(xiàn)一些科學(xué)探究活動(dòng)，目的是想讓同學(xué)知道，物理還有這樣一種充滿樂趣的學(xué)習(xí)方法；同時(shí)也想起一個(gè)拋磚引玉的作用，在我市初中物理教師中研討一下在初中物理新課程的背景下，我們?cè)撛鯓幼霾拍芨欣趯W(xué)生的發(fā)展。

教學(xué)目標(biāo)：

1.知識(shí)與技能：知道物理學(xué)不僅指物理知識(shí)，而且還包含科學(xué)研究方法。會(huì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，會(huì)用科學(xué)術(shù)語(yǔ)、簡(jiǎn)單圖表等描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.過程與方法：能在觀察物理現(xiàn)象或物理學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)一些問題。有初步的提出問題的能力。能書面或口頭表述自己的觀點(diǎn)，初步具有評(píng)估和聽取反饋意見的意識(shí)。有初步的信息交流能力。

3.情感態(tài)度和價(jià)值觀：在科學(xué)探究過程中敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。能體驗(yàn)到科學(xué)探究的樂趣。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及處理：

重點(diǎn)：科學(xué)探究的過程和方法。

難點(diǎn)：學(xué)生正確描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并從中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

教學(xué)方法：講解、實(shí)驗(yàn)、討論。

教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)及實(shí)物投影。

教學(xué)過程：

1．問題引入：出示如圖1所示的分子間隙演示器，問：這是什么？介紹后問：這個(gè)儀器與課本上的長(zhǎng)玻璃管相比，哪個(gè)好？好在什么地方？若讓你來做，你會(huì)怎樣做？做時(shí)應(yīng)注意什么？提醒學(xué)生注意記錄：將觀察到的現(xiàn)象用語(yǔ)言或圖描述出來，還應(yīng)注意記錄時(shí)間。

點(diǎn)評(píng)：設(shè)計(jì)此教學(xué)過程的目的是引發(fā)學(xué)生興趣，通過設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的物理情景與已有知識(shí)的沖突所在，從而提出問題，并做出合理的假設(shè)與猜想。（這是我們精心準(zhǔn)備的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樵谡n堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，將酒精和水混合后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)酒精和水的總體積明顯減小，即液面下降，但過一段較長(zhǎng)時(shí)間，我們又會(huì)發(fā)現(xiàn)液面又上升了，這是什么原因造成的呢？經(jīng)過仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)液面上升時(shí)，容器的底部和器壁上吸附了很多氣泡，這就是造成液面上升的原因。那么氣泡從何而來呢？原來加入酒精后，一方面空氣在水中的溶解度變小，另一方面酒精和水混合時(shí)，液體的溫度也會(huì)升高，一部分空氣慢慢從液體中析出并膨脹，附著在容器的底部和器壁上）。

（演示本實(shí)驗(yàn)時(shí)，若預(yù)先將酒精染成紅色，則可提高演示時(shí)的可見度）

2．介紹我們所教過學(xué)生在以往教學(xué)過程中進(jìn)行過的一些科學(xué)探究過程。

（1）出示一張由中國(guó)地圖拓到硬紙板上的江蘇省形狀的紙板，如圖2所示。問：這是什么?再告訴學(xué)生，這就是去年我所教學(xué)生趙一筠的勞動(dòng)成果，上面還有她做的一些實(shí)驗(yàn)記錄。

點(diǎn)評(píng)：大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)密度知識(shí)時(shí)，都做過測(cè)量某一不規(guī)則形狀物體面積的習(xí)題，但真正動(dòng)手操作的學(xué)生卻幾乎沒有，選取本案例的目的是想告訴學(xué)生物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，今后在學(xué)習(xí)過程中，再碰到實(shí)驗(yàn)習(xí)題時(shí)，最好自己動(dòng)手做一做，你會(huì)獲得意想不到的收獲和樂趣。展示學(xué)生的作品，很容易引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、產(chǎn)生自己也來進(jìn)行探究的欲望。

（2）介紹學(xué)生的測(cè)量江蘇省面積過程后，問：你想過自己動(dòng)手做一下并做過嗎？如果是你，做完這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)氵€想干什么？再介紹我們學(xué)生的做法。

點(diǎn)評(píng)：介紹學(xué)生自己的探究過程很容易引起學(xué)生的共鳴，當(dāng)我告訴學(xué)生趙一筠同學(xué)在網(wǎng)上查出江蘇省實(shí)際面積10萬km²，而她自己測(cè)出的江蘇省面積為9.7萬km²時(shí)，學(xué)生在驚訝的同時(shí)，探究欲望得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。

（3）出示測(cè)量氣泡在試管中運(yùn)動(dòng)速度的玻璃管，介紹學(xué)生探究氣泡在試管中運(yùn)動(dòng)速度變化的過程。

①問題的提出：這個(gè)案例來源于我在進(jìn)行“研究玻璃管中氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的教學(xué)時(shí)，在課堂上偶然問的一個(gè)問題：如果將玻璃管傾斜，氣泡的速度會(huì)怎么變? 由此引發(fā)了一系列的問題。

②提出猜想： 一開始，即當(dāng)演示玻璃管傾斜時(shí)， 大部分學(xué)生認(rèn)為傾斜后氣泡的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)變小。原因是玻璃管水平時(shí)，氣泡將不動(dòng)。但實(shí)際操作時(shí)， 卻發(fā)現(xiàn)玻璃管傾斜一定角度時(shí)，氣泡運(yùn)動(dòng)速度明顯加快。但傾斜角度較大接近將玻璃管水平時(shí)，氣泡運(yùn)動(dòng)明顯變慢。因此就提出了一個(gè)有趣的問題：氣泡的運(yùn)動(dòng)快慢隨玻璃的傾斜角度的增加先變快后變慢？因而必定在某個(gè)傾角時(shí)氣泡運(yùn)動(dòng)的最快.那么這個(gè)角度多大呢? 大部分同學(xué)都猜想傾角45°時(shí)，但實(shí)際情況是否是這樣呢?

③探究過程：首先學(xué)生志愿結(jié)成探究興趣小組，利用周六休息時(shí)間到校，教師為他們開放實(shí)驗(yàn)室并提供所需器材，結(jié)果興趣小組的同學(xué)用了三個(gè)周六上午， 設(shè)計(jì)方案，分工協(xié)作， 不斷改進(jìn)。老師還指導(dǎo)學(xué)生將托里拆利實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改造，制作了如圖3所示的測(cè)量氣泡傾斜角度的儀器，使其能方便準(zhǔn)確地測(cè)出玻璃管與豎直方向的夾角，下表是我們的探究結(jié)果，從表中可以看出氣泡的速度在玻璃管傾斜角度是50°時(shí)達(dá)最大值。

嘗試解釋： 同學(xué)們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)， 進(jìn)行了仔細(xì)的觀察，發(fā)現(xiàn)在氣泡上升的同時(shí)，水沿著玻璃管壁下降，并且這種下降是帶著旋轉(zhuǎn)的。 但為什么氣泡的速度在玻璃管傾斜角度是 50°時(shí)達(dá)最大值，我們老師也無法解釋。通過上網(wǎng)查詢， 我們了解到中科院有一個(gè)研究小組也在進(jìn)行類似問題的研究， 但還沒有明確的結(jié)論。

進(jìn)一步提出問題： 氣泡在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)快慢還和什么因素有關(guān)？猜想的結(jié)果是和氣泡的長(zhǎng)度，以及氣泡在什么樣的液體中有關(guān)。下表是進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：

4次實(shí)驗(yàn)結(jié)果可用下列圖表直觀加以對(duì)照分析，從圖表可見后3次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果確實(shí)是玻璃管傾角45°時(shí)氣泡運(yùn)動(dòng)的最快，和開始的猜想一致，但為什么會(huì)這樣，我們同樣不能解釋。

點(diǎn)評(píng)：設(shè)計(jì)此教學(xué)過程的目的是為了給學(xué)生如何進(jìn)行科學(xué)探究予以一些啟發(fā)。這一教學(xué)案例中，雖然最終并沒有得到氣泡的運(yùn)動(dòng)速度在玻璃管傾斜多大角度時(shí)達(dá)最大值以及為什么它的速度會(huì)變等問題的答案，但在探究的過程中學(xué)生學(xué)會(huì)了很多東西：怎樣提出問題、怎樣設(shè)計(jì)、怎樣改進(jìn)方法、怎樣處理數(shù)據(jù)、團(tuán)隊(duì)合作精神等等。

（4）介紹學(xué)生提出雞蛋煮熟后質(zhì)量怎么變，并對(duì)此進(jìn)行科學(xué)探究的過程。

①問題的由來：在進(jìn)行初中物理“質(zhì)量”的教學(xué)中，課本提到質(zhì)量是物體本身的物理屬性，它不隨物體的形狀、位置、狀態(tài)等的變化而變化，有善于提問的學(xué)生提出了這樣一個(gè)問題：雞蛋煮熟后狀態(tài)改變了，它的質(zhì)量是否會(huì)變化？

②提出猜想：先將學(xué)生的問題向各個(gè)班的同學(xué)提出，激發(fā)學(xué)生的興趣，同時(shí)對(duì)提出問題的學(xué)生大力表?yè)P(yáng)以鼓勵(lì)形成良好的探究氛圍，學(xué)生們踴躍提出猜想：雞蛋的質(zhì)量有可能變大、變小或不變。再讓學(xué)生們談?wù)劄槭裁催@樣猜想，絕大多數(shù)學(xué)生都說不出所以然，個(gè)別猜不變的學(xué)生引用了課本上的結(jié)論：質(zhì)量不隨狀態(tài)而變。

③實(shí)驗(yàn)探究： 為學(xué)生提供了探究條件：在辦公室擺放一架天平，有興趣的同學(xué)均可動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。幾乎每個(gè)班均有部分同學(xué)進(jìn)行了研究，下面是初二（6）張時(shí)敏同學(xué)對(duì)四個(gè)雞蛋煮熟前后的一組探究數(shù)據(jù)：

從中不難看出雞蛋煮熟后質(zhì)量變小，其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是這樣。

④嘗試解釋： 通過向生物老師請(qǐng)教及上網(wǎng)查詢，我們了解到雞蛋殼上大約有7 000個(gè)微小氣孔，蛋中胚胎發(fā)育成長(zhǎng)所需空氣就是從這些氣孔中進(jìn)去的，當(dāng)加熱雞蛋時(shí)，蛋中的蛋白、蛋黃受熱膨脹，水蒸發(fā)為水蒸氣，蛋內(nèi)壓力增大，一部分水蒸汽從蛋殼上的氣孔被擠了出來，所以雞蛋煮熟后質(zhì)量變小。

⑤進(jìn)一步提出問題：將部分同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論和他們所了解的產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因在班上向全班同學(xué)匯報(bào)，然后再組織學(xué)生討論：對(duì)這個(gè)問題你還有什么想法?準(zhǔn)備怎樣做？下面是同學(xué)們提出并通過實(shí)驗(yàn)解決的兩個(gè)問題。

生雞蛋擺放后質(zhì)量是否會(huì)減小? 結(jié)論是會(huì)減小，下面是同一只生雞蛋每隔一周的質(zhì)量記錄：

熟雞蛋擺放后質(zhì)量是否也會(huì)減小? 結(jié)論是會(huì)減小，下面是同一只熟雞蛋每隔三天的質(zhì)量記錄：

此外，在不同的季節(jié)（溫度或濕度）條件下，雞蛋質(zhì)量減小的快慢是否相同?這個(gè)問題還有待進(jìn)一步的探究。還有生雞蛋時(shí)間放長(zhǎng)了質(zhì)量會(huì)減小，這是否可以用來判斷雞蛋是否新鮮？結(jié)論是：完全可以。

點(diǎn)評(píng)：這是在進(jìn)行初中物理“質(zhì)量”的教學(xué)中，課本提到質(zhì)量是物體本身的物理屬性，它不隨物體的形狀、位置、狀態(tài)等的變化而變化，有善于提問的學(xué)生提出了這樣一個(gè)問題：雞蛋煮熟后狀態(tài)改變了，它的質(zhì)量是否會(huì)變化？圍繞這個(gè)問題師生進(jìn)行了一系列探究。設(shè)計(jì)此教學(xué)過程的目的是為了啟發(fā)學(xué)生能夠從日常生活和學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)并提出問題，能夠?qū)λ釂栴}進(jìn)行進(jìn)一步的科學(xué)探究，體驗(yàn)到科學(xué)探究過程中存在許多的樂趣。

3．引導(dǎo)學(xué)生對(duì)上課時(shí)所做的實(shí)驗(yàn)再觀察，發(fā)現(xiàn)剛開始的圖1所示容器中酒精和水混合后液面是下降的，但現(xiàn)在液面又上升了，讓學(xué)生觀察后描述看到的現(xiàn)象并展開討論：你發(fā)現(xiàn)了什么？你有什么疑問？你還想干什么？準(zhǔn)備怎么辦？為什么會(huì)這樣？

點(diǎn)評(píng)：設(shè)計(jì)此教學(xué)過程的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和提出問題的能力，并不要求學(xué)生在課堂上對(duì)此有怎樣深入的了解，對(duì)少數(shù)學(xué)有余力的同學(xué)，可組織起來課后進(jìn)行探究，事實(shí)上這節(jié)課上舉的一些事例都是在課后、而且花了很長(zhǎng)時(shí)間所進(jìn)行的一些探究。設(shè)計(jì)的幾個(gè)為什么滲透了科學(xué)探究的幾個(gè)環(huán)節(jié)，目的是使學(xué)生對(duì)科學(xué)探究過程有進(jìn)一步了解并能應(yīng)用于實(shí)踐。

4．作業(yè)布置：寫一篇學(xué)后感，談一談你的感受和打算。

點(diǎn)評(píng)：設(shè)計(jì)此教學(xué)過程的目的是為了趁熱打鐵，促使學(xué)生改變學(xué)習(xí)方式，積極投身科學(xué)探究，做科學(xué)探究的實(shí)踐者。

教后感：（略）