培養(yǎng)學(xué)生探究性操作的科學(xué)研究能力

1、教學(xué)案例培養(yǎng)學(xué)生“探究性操作”的科學(xué)研究能力培養(yǎng)學(xué)生“探究性操作”的科學(xué)研究能力——“探究測定物質(zhì)的密度”“探究測定物質(zhì)的密度”王一青一、背景一、背景在初中物理復(fù)習(xí)課中密度的測量只局限于課本，只使用天平與量筒，學(xué)生的思維和科學(xué)研究能力就得不到發(fā)展。在復(fù)習(xí)課的教學(xué)中，可用浮力、壓強(qiáng)等知識(shí)來探求密度的測量問題，這樣可激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神，在初三物理的專題復(fù)習(xí)課“探究測定物質(zhì)的密度”教學(xué)中，主要滲透培養(yǎng)學(xué)生“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和探究性操作”等

2、兩方面的科學(xué)研究能力。確立這一主題的探究，使學(xué)生具有科學(xué)研究的精神，具備科學(xué)研究的態(tài)度，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的基本方法，從而為他們今后進(jìn)一步具有更高層次或自主性的研究性學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。二、主要教學(xué)環(huán)節(jié)描述二、主要教學(xué)環(huán)節(jié)描述1.情景：情景：阿基米德與皇冠的故事（幻燈片）。教師：設(shè)問，阿基米德是如何測皇冠的？一位學(xué)生舉手回答：（略）教師：還有學(xué)生補(bǔ)充嗎？有點(diǎn)冷場，學(xué)生沒有作好準(zhǔn)備，回答不夠完整。沒有達(dá)到預(yù)期的效果，出乎意了。以后要多引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)

3、生收集信息的研究能力。教師：按圖講解，阿基米德從洗澡池中跳出來，連衣服都沒穿，就沖到街上，跑到皇宮后立即找來一盆水，又找來同樣重量的一塊黃金，一塊白銀，分兩次放進(jìn)盆里，白銀溢出的水比黃金溢出的幾乎要多一倍，然后他又把皇冠和金塊分別泡進(jìn)水盆里，皇冠溢出的水比金塊多，顯然皇冠的質(zhì)量不等于金塊的質(zhì)量，皇冠里肯定摻了假。在鐵的事實(shí)面前，金匠不得不低頭承認(rèn)，皇冠里確實(shí)摻了白銀。阿基米德終于解開了冥思苦想的皇冠之謎。教師：阿基米德用實(shí)驗(yàn)的方法檢驗(yàn)出

4、皇冠摻了假，你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)皇冠嗎？學(xué)生：先思考，后議論。兩個(gè)學(xué)生中有一個(gè)學(xué)生說用彈簧秤和阿基米德原理測，回答得較好。設(shè)置這一情景，旨在激發(fā)學(xué)生對科學(xué)家的崇敬，構(gòu)起學(xué)生對所學(xué)密度、浮力知識(shí)由來的回憶，通過小組討論，大組交流，教師點(diǎn)撥和指導(dǎo)等活動(dòng)，同學(xué)們活躍了思維，想象出各自的設(shè)計(jì)方案，使學(xué)生欲欲一試，向往著動(dòng)手實(shí)施方案。2.自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案教師：展示多種實(shí)驗(yàn)器材，思考實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性。學(xué)生：8個(gè)

5、組自報(bào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，將?shí)驗(yàn)方案填寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上。學(xué)生們凝視著實(shí)驗(yàn)儀器，表現(xiàn)積極，氣氛活躍。第四組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案難度最大——只用托盤天平測一元硬幣的密度，組長是班長，他們挑戰(zhàn)難度大的方案，取得了成功。同學(xué)們在老師的帶領(lǐng)下，從課前的準(zhǔn)備，到課堂的展示成功，也經(jīng)歷了像阿基米德似的科學(xué)研究的艱辛，各組都完成了設(shè)計(jì)方案，并寫在各自教學(xué)案例型管壓強(qiáng)計(jì)、杠桿儀器、彈簧秤等。大家發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)合作的精神，進(jìn)行探究性操作，老師協(xié)同學(xué)生一起研究。有成功的喜悅；有

6、失敗的沮喪，但不氣餒，一次一次地總結(jié)；一次一次地修正；一次一次地探究，在激烈競爭的氣氛中越來越多的小組測得了各種物質(zhì)的密度。分別有四位同學(xué)上黑板寫出測得的物質(zhì)密度的結(jié)果。即：探究一雨化石的密度ρ石=2.94103kgm3探究二銅塊的密度ρ銅=0.8103kgm3探究三硫酸銅溶液密度ρ硫=1.6103kgm3探究四蠟塊的密度ρ蠟=0.93103kgm3……測一元硬幣的組數(shù)據(jù)不準(zhǔn)；還有一組沒有完成任務(wù)。沒有達(dá)到完美的結(jié)果，雖屬正常情況，但要

7、抓住契機(jī)。它使我有了更好的思路，如何發(fā)揮老師的點(diǎn)播作用，如何更好地一步一步扎扎實(shí)實(shí)地去培養(yǎng)學(xué)生的“探究性操作”的研究能力。三、科學(xué)研究能力的培養(yǎng)引申到了課外三、科學(xué)研究能力的培養(yǎng)引申到了課外教師：歸納了八種探究密度的實(shí)驗(yàn)方案，并分析比較方案的異同和優(yōu)劣。通過今天的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和探究性操作使我們每個(gè)學(xué)生在兩方面的科學(xué)研究能力都有相應(yīng)的提高。我們已研究完成了測定固體和液體的密度，請大家思考?xì)怏w密度的測定如何探究？我們已研究完成了漂浮物體和沉

8、底物體密度測定，請大家思考懸浮物體的密度如何探究？課后同學(xué)們測密度的熱情依然高漲，有三個(gè)小組的成員繼續(xù)研究生雞蛋和熟雞蛋的密度，教師指導(dǎo)學(xué)生使用懸浮條件，選用了密度計(jì)、燒杯、大量筒、鹽水等器材，這些學(xué)生又設(shè)計(jì)了新的方法進(jìn)行研究，有一位學(xué)生還從家里帶了一個(gè)營養(yǎng)雞蛋，他們還運(yùn)用了控制變量的思想方法，對同一個(gè)蛋測出了生熟兩種狀態(tài)的密度，先將蛋懸浮在鹽水中，再用密度計(jì)測鹽水密度即為蛋的密度，密度數(shù)據(jù)分別是ρ生=1.065103kgm3；ρ熟=1

9、.026103kgm3，研究的結(jié)果：ρ生﹥?chǔ)咽?。教師：人的血液密度是否可用同樣的方法進(jìn)行測定，我們是否可以取硫酸銅溶液呢？學(xué)生：決定繼續(xù)研究，新課題，新方法，測定物質(zhì)的密度真是意猶未盡。四、本案分析四、本案分析這一探究活動(dòng)有計(jì)劃、有目的、有步驟，有條不紊地進(jìn)行“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和探究性操作”的科學(xué)研究能力的培養(yǎng)，教師注意從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，從激發(fā)學(xué)生的興趣出發(fā)，展示多媒體影視動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)學(xué)過的與密度有關(guān)的物理知識(shí)（如，液體壓強(qiáng)、浮力和杠

10、桿原理等）與多種實(shí)驗(yàn)器材，通過自主選擇器材、思考實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告、分組交流方案和分組實(shí)驗(yàn)研究等大量的課堂活動(dòng)，步步深入地探究物質(zhì)密度的方法，提供了學(xué)生大量參與教學(xué)活動(dòng)的情境。我校學(xué)生研究本課題“探究測定物質(zhì)的密度”是有一定的難度，但這恰恰給老師提供了深入淺出地培養(yǎng)學(xué)生如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的研究能力；給學(xué)力較好的學(xué)生提供了一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的空間，而絕大部分學(xué)生課前有準(zhǔn)備作過研究，課堂上八個(gè)探究小組，組內(nèi)與組外群策群力，通過自