“观察水的沸腾”——探索性实验思考及教学实践.docVIP

“观察水的沸腾”——探索性实验思考及教学实践 　　 　　初中物理新教材本着大纲精神在实验的内容和要求上都进行了较大规模的变动。笔者就以“观察水的沸腾”这一探索性实验为例谈些认识和作法。 　　水的沸腾现象是学生日常生活中最常见的现象。由于学生平时对此现象的观察多属无意识的观察，比较肤浅、片面，从而导致学生自我感觉熟悉、清楚。而实际上其认识仅停留在表面而对其实质不甚了解。如不通过亲自实验进行认真的观察和分析，很可能形成错误的认识，从而影响正确概念的建立。另外，从中学生的心理特点来看，特别是初中生，好奇心强，愿动手，想动手，但又不知如何动手，更谈不上细致观察现象，然而又想通过自己动手实验，来证实自己对这个熟悉的日常生活现象的初步认识并完善自己的认识，获得心理上的满足。所以，编者把此实验从原来的教师演示改编为学生实验：一、符合学生的认知发展规律和心理特点；二、激发学生学习物理兴趣，养成探究事物现象的内在规律和本质的科学态度。三、有助于学生实验能力，分析、思维能力的提高。 　　针对此探索性实验，在实验中采取因势利导的点拨，进行有目的恰当的、及时的提问、指导来提醒学生注意认真操作，仔细观察，正确读数，引导分析。即经过教师的指导，让学生通过对水被加热至沸腾过程中所出现的现象，进行观察、分析，总结归纳，建立概念，得到结论，培养能力。 　　基于上述思考和认识，笔者采用单人单组形式进行实验。并从如下几方面进行了能力培养的尝试，取得了预期的效果。 1 发展有意注意，提高细致观察能力 　　在实验过程中，学生能够通过细致观察注意如下现象的发生。 　　①加热后烧杯底和内壁出现小气泡； 　　②开始阶段小气泡在上升过程中体积先变小后变大，至水面破裂； 　　③加热后水的温度不断上升； 　　④当水中有大量汽泡产生，上升过程体积不断增大至水面破裂时，温度不再变化； 　　⑤沸腾中，取下纸盖，将小铁片或小钢尺靠近杯口上方，小铁片或小钢尺上出现小水珠； 　　⑥停止加热，沸腾停止。如沸腾时间延长发现水位会下降。 2 引导学生分析观察到的现象，弄清其产生原因 　　①是残留在杯底和内壁上的气体受热膨胀的结果； 　　②可暂不分析，但为以后有关液体内部压强等知识的学习设下伏笔； 　　③是通过热传递吸热使温度升高； 　　④是剧烈汽化——沸腾现象。此时水吸热全部用来进行物态变化，温度不改变； 　　⑤是水蒸汽遇冷液化的结果。正是下节课的液化知识； 　　⑥说明沸腾是一个吸热过程。水位降低说明水主要通过沸腾过程从液态变成气态散发到空气中去了。 　　如此，将热膨胀、热传递、汽化、液化等知识有机地运用起来，分析实现现象，达到培养学生发展思维能力的目的。 3 发展比较思维能力 　　实验时要求学生根据感觉（和手指触摸烧杯外壁）来判断温度的高低和变化。将自己对冷、温、热、烫的感觉与实际测量的温度相比较，将感觉到的温度变化与实际温度变化相比较，从而知道仅凭感觉来判断往往不可靠，与实际测量结果相差异。再通过加热时温度不断变化与沸腾时温度不变相比较，沸腾时温度不变与晶体熔化、凝固过程温度不变相比较，以及与非晶体熔化、凝固过程温度变化相比较。区别其异同，掌握其特征，发展比较思维能力。 4 重视物理图象的作用 　　学生第一次面对绘制水的沸腾图象的要求，并从沸腾图象中得出水的沸腾温度。首先引导学生回顾晶体熔化图象的建立过程，并使学生知道用图象法形象、直观地进行表达是物理学中研究问题的一种方法。然后指导学生正确绘制出沸腾图象，帮助学生认识图象，看懂图象，分析图象。结果学生能够根据图象说出温度随时间的变化情况，正确读出沸腾温度，加热时间和沸腾时间。培养了学生抽象思维能力的提高。 5 规范操作，培养技能，形成良好的实验习惯 　　例如，在使用酒精灯时，及时提醒学生注意了正确的点火、灭火方式，知道应该用火焰的外部并通过石棉网对烧杯中的水加热。在使用温度计时，也及时提醒操作和读数应注意的事项。特别是学生学习物理刚开始，在实验室动手实验的次数还不多，及时进行养成良好实验习惯的训导，严格遵守实验室规章制度的教育尤为重要。比如：实验前预习实验内容，知道该做什么，观察什么，记录什么；实验中正确按步骤要求进行操作、实验，注意保持实验室的安静和卫生，实验后认真分析结果，整理、清洗仪器等都是要从一开始就抓好，严格要求，规范训练才能形成好的实验习惯和品质。 　　由于此实验是由学生独立地操作进行，并且紧扣实验要求又充分地拓宽，学生实验时积极性高，注意力集中，积极思维。既动手又动脑，既观察又分析，激发了学生对实验的兴趣，培养了学生善于观察问题、发现问题、解决问题的能力。使学生在“学会”做实验的同时变得想做实验、“会做”实验。 　　（收稿日期：1995年11月）