“誘思探究教學”在《原子結構》上的應用

吳慧香

【摘要】“誘思探究教學”的教學模式，其核心在于學生的“思”，“思”的前提是教師的“誘”，“思”的結果則是學生的“探究”。本文運用該理論設計人教版高中物理教材3-5第十八章第二節《原子的核式結構模型》，讓學生體會科學探究的過程，增強了課堂的趣味性和科學性。

【關鍵詞】誘思探究教學 原子的核式結構 α粒子散射實驗

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）17-0160-02

“誘思探究教學”是讓學生成為教學過程的主體的一種教學模式。其核心在于學生的“思”，“思”的前提是教師的“誘”，“思”的結果則是學生的“探究”。人教版高中物理教材3-5第十八章《原子結構》第二節《原子的核式結構模型》，傳統的教學方法往往是通過介紹原子的西瓜模型或棗糕模型，α粒子散射實驗，從而得到原子的核式結構模型。α粒子散射實驗很明顯是本節的重點和難點，大多數課堂先只是直截了當的給出了盧瑟福的實驗原理圖，然后通過動畫來重現這一實驗過程。雖然高中的條件沒辦法實際來操作這個實驗，但我很期待學生置身于盧瑟福的時代，像他們一樣的去思考問題和解決問題，增加他們研究科學的信心和興趣。基于此，本節課筆者采用“誘思探究教學”。

1.運用“誘思探究教學”探究實驗構思

在介紹完湯姆生提出原子的棗糕西瓜模型之后，我們開始了“誘思探究”之旅。

師：這只是湯姆生的一個猜想，那么我們如何來驗證它的正確性呢？（誘導學生認識到實驗是檢驗真理的標準）

生（齊聲說）：用實驗。

師：那么用什么樣的實驗呢。（這是一個泛問，不期待學生回答，但有利于我的下一步啟發。）

師：（進一步啟發）假如有人吃了個硬東西進去，既不能出來，又不能消化掉。如果醫生要弄清楚到底是什么東西，可以采取什么辦法。

生：可以開刀。還可以拍片子。

師：對。原子就像肚子，那么你想弄清它里面有什么，大家覺得該怎么辦。

生：有學生嚷道——開刀或拍片子。學生同時笑，覺得不可思議，但很期待老師的答案。（“誘”讓學生注意力相當集中）

師：那么怎么給原子開刀呢，要開刀得找個比原子還小的刀啊，找不到吧。那么我們能不能想辦法給原子拍個片子呢。（狂笑）大家想想，拍片子的原理是什么，就是一些粒子能穿過軟組織，但不能穿過硬東西，讓人能看到影像。那么我們能不能用某種粒子來穿過原子呢？

生：哦！學生似乎明白了什么，他們的反映告訴我他們進入了我設定的物理場景。

師：為了讓學生更加清楚，得到實驗的實驗裝置圖，我又引入了一個情景：有個西瓜裝在一個黑箱子中，箱子不能打開，如果我想弄清楚它是紅瓤還是黃瓤的，怎么辦？

生：思考，提出自己的方案，有人說砸開，用刀切開，用槍打……（發散思維，讓學生積極探究，提出自己的看法）

師：對，同學們的做法都可以，我們選一個做法——用支槍射擊黑箱，打出子彈，看子彈上到底粘的是紅色的還是黃色的。

生（若有所思）

師：那么大家想想能不能用這個辦法來探究原子的結構呢？

生：似乎可以。學生沉默之后開始討論。

2.運用“誘思探究教學”得到實驗中需要的α粒子

實驗的思路大體建立起來了，必須通過“誘思探究”去發掘實驗的器材。α粒子是這樣讓學生得到的。

師：（我進一步提示）原子可比做什么呢？

生：箱子。（學生已經學會了對比，他們正在思索打開微觀世界的辦法）

師：對啊。

生：那么用什么當子彈呢？學生發問

師：是啊，應該找個什么東西呢，這個東西有什么特征呢？

生：要比原子小，要有大的速度，還要很堅硬能打透原子。學生很容易的得到“子彈”的特征。

師：對，我們有這樣一個東西——α粒子，就是氦核，它符合所有的特征。我們的子彈就是α粒子！用發射器產生足夠大速度的α粒子穿過原子內部。

生：哈哈（笑，似乎很滿足，覺得得到了自己想要的。這在無行當中完成了一個科學探究過程）

3.運用“誘思探究教學”得到實驗中需要的金箔

知道了α粒子，我們必須得到金箔，如何引導學生去思考呢？

師：箱子是原子，單個的原子哪里去找呢。

生：討論非常，最后有人提出，可不可以用很薄的東西代替。

師：我給出兩幅圖，說明問題。圖3是原子排列的一個圖像，圖2是一張很薄的金箔，它是由一兩層圖4疊成的。

生：哦。（似乎在說終于解決了）

師：由于原子之間縫隙很大，即便有幾層原子，“子彈”打進去也可以認為是單層的原子。這里我們用金箔來代替單個原子。

4.運用“誘思探究教學”得到實驗中需要的熒光屏

到這里，學生往往覺得已經完成了實驗設計，這里先引導學生思考粒子打進去之后實驗還沒完，還要檢測得到粒子出來的信息。

師：但到這里還沒完，我們用什么東西來檢查打出來的“子彈”呢。打完西瓜之后，我能夠撿起來看看上面粘的東西，這里我們用什么東西來檢驗呢。

生：（疑惑，討論）得找個東西能摸到打出來的α粒子啊（有人狂笑）

師：找什么東西去摸呢，當然不能用手。

生：（哈哈）學生討論，有人說找個接受器，有人說熒光屏，……

師：接受器在這里就是熒光屏。再引導，那么熒光屏應該怎樣放呢。

生：沉默，思考

師：熒光屏的作用就是要接到這些“子彈”，不能漏掉一個。應該怎么樣呢。

生：圍一圈（學生很順利的得到結論）

師：對，就是這樣，用一圈熒光屏。展示圖5。

5.得到α粒子的散射實驗裝置

結合上面的幾點，我們就能理所當然的得到了實驗的裝置了（如圖6）：

師：實驗中打出來的粒子打倒熒光屏上，直接用眼睛觀察可以嗎？

生：是啊，這個光應該很微弱，單但用眼睛來看行嗎？如果不行怎么觀察呢？可以借助于望遠鏡，學生說，像觀察遠遠的微弱的星光一樣。

師：說對的，盧瑟福當年就是在一個望遠鏡片上涂上了熒光粉在觀察的，為了便于觀察，他讓望遠鏡可以移動。至次，我們得到了α粒子散射實驗裝置。

小結

在老師的“誘”的基礎上，學生通過“思”，終于完成了推理探究的過程。該過程培養了學生的邏輯推理能力，讓學生通過自己的思考得到了科學規律，學生在獲得滿足感的同時，增強了自信，同時激發了他們對科學研究的興趣。