在探索中享受快樂

?吉林省松原市前郭蒙古族中學(xué) 王愛生

創(chuàng)新思維是創(chuàng)新教育素質(zhì)的核心內(nèi)容。創(chuàng)新始于質(zhì)疑，能否提出問題是判斷思維是否具有獨創(chuàng)性的一個重要表現(xiàn)。我們在落實“課程標(biāo)準(zhǔn)”的過程中，注重體現(xiàn)師生的民主性，教師保護(hù)學(xué)生的自尊心和進(jìn)取心，講究探究與參與性，更注重在示范性的前提下，具體采用教師示范學(xué)生模仿質(zhì)疑、設(shè)立寬松的教學(xué)環(huán)境引導(dǎo)學(xué)生敢于質(zhì)疑、巧妙設(shè)置情景樂于質(zhì)疑、結(jié)論不一的開放問題誘導(dǎo)質(zhì)疑、多次探討行成主動質(zhì)疑等策略。培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑，不唯書、不唯師、不唯權(quán)的精神，現(xiàn)從具體的一個成功案例說明學(xué)生的質(zhì)疑。

一、背景

在講授“沸點隨氣壓改變”內(nèi)容時，覺得課本上介紹的演示實驗儀器繁多、操作復(fù)雜，無法讓學(xué)生自己動手實踐。為了激發(fā)學(xué)生的興趣，鼓勵全體學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)之中，我采用了一種用飲料瓶來實驗的簡捷方法來探究。該方法如下：

如圖1所示實驗時，將熱水倒入瓶中蓋好瓶蓋，并在瓶蓋上打一小孔，把瓶倒立，流出一部分水后，馬上可以看到水沸騰起來，可自動反復(fù)幾次，現(xiàn)象十分明顯。為了增加可信度，把熱水倒出，再倒入冷水，重做實驗就沒有這種沸騰現(xiàn)象了……

二、問題的提出

上課后，為了采用探究式的教學(xué)，我向?qū)W生提出：液體的沸點與壓強(qiáng)有什么關(guān)系？我讓學(xué)生設(shè)計實驗，用什么方法來證明沸點與壓強(qiáng)的關(guān)系，學(xué)生提出了各種方案，包括已有的課本上的方法、用封閉性好的易改變氣壓的注射器等非常優(yōu)秀的設(shè)計。學(xué)生間交流和評價后，氣氛稍稍穩(wěn)定，我將從刊物上學(xué)習(xí)的方案說了出來，并給了很好的評價。同時將準(zhǔn)備好的塑料飲料瓶等器材，發(fā)給各實驗小組進(jìn)行實驗、討論、得出結(jié)論，課堂非常熱鬧，就在我心滿意足地想結(jié)束這節(jié)課時，平時“淘氣”的丁力舉手（沒等我允許）大聲說：“老師，飲料瓶中的水不是真沸騰！”聽到丁力的話，學(xué)生先是安靜，然后就七嘴八舌說開來。我還沒有理順好思路，下課的鈴聲就響了，此時的我感到進(jìn)退兩難，便想到何不探究一下，就布置道：“同學(xué)們，今天的作業(yè)就是探究一下‘水到底沸騰了沒有’，把你的想法、設(shè)計方案、理由準(zhǔn)備好，下節(jié)課我們繼續(xù)研究這個實驗。”就這樣，我金蟬脫殼了。

三、問題的探究

我把問題帶到教研室，同事們也進(jìn)行了一番唇槍舌戰(zhàn)，雖然沒有達(dá)成共識，但是心里有了底。因此，第二天的物理課，我?guī)е环葑孕牛矌е环堇Щ笞哌M(jìn)了課堂。隨著鼠標(biāo)的移動，大屏幕上出現(xiàn)了昨日“水沸騰”的畫面和簡短的文字說明以及如下幾個問題：

1.水是沸騰了嗎？你是怎樣想的。

2.水沸騰，還是不沸騰，你想通過怎樣的實驗，證明你的觀點是正確的？

3.若不是沸騰，那是一種什么現(xiàn)象？怎樣形成的？

4.通過這次探究，你有什么收獲？

問題提出來，學(xué)生就熱烈地討論開了，但沒有抓住問題的主旨。如何讓學(xué)生盡快進(jìn)入本節(jié)課的主要任務(wù)，即液體沸騰的條件是與氣壓有關(guān)的。我引導(dǎo)道：“大家的意見都很好，有些還非常有價值。但是我們能不能考慮一下，怎樣使瓶中的氣壓變小呢？”

看到學(xué)生的討論已進(jìn)入了正題，有的畫草圖、有的翻開課本，有的寫文字說明。我在他們之間傾聽著、觀察著，不時地給予引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)交流，因為我知道學(xué)生間存在著差異，我要通過組內(nèi)和組間交流的方式縮小這種差異，鼓勵全體學(xué)生都充分參與探究學(xué)習(xí)之中。

討論在小組內(nèi)繼續(xù)展開。有一個小組的張賀同學(xué)舉手說：要會報告他們的想法。走到講桌前。大屏幕上顯示出他們組的討論結(jié)果。

如圖2所示，塑料飲料瓶用橡膠塞緊，用帶針頭的注射器，通過橡膠塞向外吸水。當(dāng)注射器的活塞向外拉動時，注射器中吸入了熱水（吸入的熱水比原文“自然”流出的量要多），使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，并觀察到塑料瓶已收縮變型，但未見熱水沸騰的氣泡產(chǎn)生，而按原文的方法操作時，根本觀察不到瓶子變型就有氣泡產(chǎn)生。為了增加可信度，我們用硬質(zhì)玻璃瓶（輸液用的吊瓶）重復(fù)操作（吸入的熱水比原文“自然”流出的量要多）也未見熱水沸騰。可見，原文的方法中產(chǎn)生的氣泡，并不是熱水“自然”流出，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，沸點降低，熱水沸的結(jié)果。他邊講解，邊實驗操作。教室里片刻的沉默之后響起了學(xué)生熱烈的掌聲。大家都為巧妙而創(chuàng)新的設(shè)想感到高興和佩服。

學(xué)生都聽得非常認(rèn)真，不時有的點頭，有的皺眉，學(xué)生已經(jīng)把注意力集中到探究上了。我現(xiàn)在要做的就是引導(dǎo)學(xué)生不斷深入地展開討論，于是我及時地提出：“大家對這個設(shè)計方案，有什么不同的看法？”

“我認(rèn)為這個方案，雖然說明了水沸騰不是‘自然’流出，氣壓減小使水沸騰的，但不能解釋那氣泡是怎么來的。”朝魯同學(xué)發(fā)表自己看法并做進(jìn)一步解釋：“飲料瓶中的氣泡由何產(chǎn)生的呢？我們認(rèn)為，飲料中倒入一些熱水，蓋好有小孔的瓶蓋，將瓶子倒立時，瓶內(nèi)被封閉的冷空氣與熱水相互交換位置時充分接觸，使空氣受熱體積膨脹，壓強(qiáng)增大，當(dāng)大于瓶外大氣壓時，將熱水?dāng)D出去（這正是裝入冷水時水不流出。也沒有空氣從瓶蓋小孔進(jìn)入，看不見‘沸騰’的氣泡的緣故。）隨著熱水的停止‘流出’瓶內(nèi)空氣的壓強(qiáng)減小，達(dá)到與瓶外大氣壓相等時，熱水停止‘流出’。此時瓶內(nèi)上部被封閉的空氣與外界熱交換，受冷體積縮小，壓強(qiáng)減小，當(dāng)瓶內(nèi)的壓強(qiáng)和水產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和小于瓶外的壓強(qiáng)時，空氣便從瓶蓋小孔進(jìn)入，這就是我們觀察到的‘沸騰’的氣泡。若瓶內(nèi)封閉的空氣沒有受冷過程，就只有向外擠壓熱水，沒有空氣進(jìn)入了，我們用如下實驗證明自己的觀點。”說著，他又拿出了自己小組討論時的裝置圖，在大屏幕上展示起來。如圖3所示:

A是去掉底的瓶頸的大塑料飲料瓶；B是瓶蓋上帶有小孔的飲料瓶（與圖1裝置相同）。實驗時B瓶中倒入熱水，擰好蓋，倒立在A瓶中，從瓶蓋小孔中有熱水被擠壓出去。再把熱水倒入A瓶中，并達(dá)到完全浸沒B瓶，（其目的是用來保持B瓶內(nèi)封閉空氣的溫度一段時間內(nèi)不變）。我們就會觀察不到B瓶停止流水很長時間內(nèi)（當(dāng)時觀察6分鐘，課后觀察到約20分鐘）也沒有發(fā)生“沸騰現(xiàn)象”。

朝魯?shù)闹v解和實驗非常精彩，博得學(xué)生的掌聲。討論達(dá)到了高潮，我心里也非常高興。這樣的討論不僅對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到相互促進(jìn)的作用，更重要的是，學(xué)生真正把課堂當(dāng)成了積極參與學(xué)習(xí)的場所。這樣的學(xué)習(xí)氛圍，對于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)情感，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)起到積極的作用。

討論還在進(jìn)行著，有的悄悄地說，那壓強(qiáng)減到多大時，水會沸騰呢？能計算出來嗎？這時我觀察到，昨天把問題提出來的丁力，卻沒有出色的表現(xiàn)。考慮到他平時的成績不突出，想關(guān)注一下他，便提問：“丁力，你有什么意見，同意他們的做法嗎？”他站起來說：“老師，我在沒有改變原文的裝置就能證明那沸騰是假的。”教室里又一次安靜下來。我鼓勵他到前面來說一說。他從講桌上拿起昨日的瓶蓋上帶小孔的飲料瓶，打開瓶蓋，倒入一些熱水，擰緊再倒立過來。觀察到熱水從小孔流出，當(dāng)有“沸騰”現(xiàn)象時，丁力手拿氣球皮迅速堵住瓶蓋上的小孔（我擔(dān)心沒有保護(hù)怕熱水燙著他），“沸騰”停止了。松開氣球皮后，又看到熱水重新“沸騰”。因為我昨日請教張老師時，張老師用注射器做沸點與壓強(qiáng)關(guān)系的實驗，沒有進(jìn)氣，就觀察到了熱水沸騰了，現(xiàn)象十分明顯。這足以說明那“沸騰”的氣泡是空氣從小孔鉆進(jìn)去的。寂靜的教室又響起了熱烈的鼓掌聲。學(xué)生都為丁力巧妙解決問題而興奮。

討論仍然熱烈地繼續(xù)著，但快下課了，我讓學(xué)生談?wù)勍ㄟ^“水沸騰”這個問題的探究有什么樣的收獲和體會。

一個學(xué)生說她有兩點體會：“（1）本節(jié)課進(jìn)一步知道了沸點與壓強(qiáng)的關(guān)系；（2）大膽的懷疑是科學(xué)進(jìn)步的動力。”一個學(xué)生說：“通過本節(jié)課，我想起了魯迅先生的名言：人們往往把上了書的東西當(dāng)作神圣的真諦，于是人云亦云、依樣畫葫蘆，使某些不甚妥當(dāng)?shù)臇|西得以延續(xù)。”還有另一個學(xué)生說：“科學(xué)探究的力量真?zhèn)ゴ螅惺艿搅索攘o窮……”雖然節(jié)外生枝的這一節(jié)課過了很長時間，但每每想起，我都有一種嘗試探究成功的喜樂，同時品味到了新課程帶來的創(chuàng)新精神。盡管以上做法的簡單，但也是我在落實新課程中的一點體會，僅供各位同仁參考。