王偉賢

紙片不掉思維不息
——“大氣壓強(qiáng)的存在”教學(xué)反思

王偉賢

案例

在執(zhí)教“大氣壓強(qiáng)”一課時(shí)，為了引出大氣壓強(qiáng)的存在，教師進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)——

師：今天我們做一個(gè)大家在小學(xué)做過(guò)的實(shí)驗(yàn)，但作為中學(xué)生，我們的思維要更深入、更多樣化一些。

教師在講臺(tái)上演示平口水杯紙片托水的實(shí)驗(yàn)。師：你們觀察到了什么？

生1：紙片不掉下來(lái)，杯中的水也沒(méi)有流出來(lái)。

師：你們知道為什么會(huì)這樣嗎？生2：因?yàn)榧埰艿搅丝諝鈱?duì)它一個(gè)向上的托力，所以它不會(huì)掉下來(lái)。

師：很聰明，從力的角度分析，得出紙片之所以不掉下來(lái)，是因?yàn)槭艿搅艘粋€(gè)向上的力。但這個(gè)向上的力一定就是空氣產(chǎn)生的嗎？還有沒(méi)有其他情況？

學(xué)生陷入思考之中。

生3：紙片不掉下來(lái)，可能是被水杯的杯口粘住了。

師：對(duì)，杯口用水潤(rùn)濕，能將紙片粘住，你能證明給大家看嗎？

生3走上講臺(tái)，將玻璃杯杯口用水潤(rùn)濕，倒靠到紙片上，將杯子舉起，紙片不掉下來(lái)。

師：剛剛大家都看到了，紙片確實(shí)被杯口粘住了。據(jù)此，我們可不可以得出結(jié)論：上課之初我們做的平口水杯實(shí)驗(yàn)中，水和紙片不掉下來(lái)，是因?yàn)楸趯⒓埰匙×耍?/p>

學(xué)生在小組內(nèi)展開討論。

生4：平口水杯中裝有滿滿的一杯水，而剛剛這位同學(xué)做的實(shí)驗(yàn)中，杯中沒(méi)有水，情況不相同。所以我們并不認(rèn)為裝滿水的玻璃杯的紙片是被杯口粘住了，因?yàn)檫@個(gè)粘力太小了。

師：有道理，潤(rùn)濕的杯口能粘住一張薄薄的紙片，未必能將整杯水也粘住。那你們小組認(rèn)為是什么原因使水、紙片不往下掉？

生4：水和紙片的周圍除了杯子就只有空氣了，所以我們認(rèn)為主要是周圍的空氣托住了紙片和水。

師：怎么證明？你們?cè)O(shè)計(jì)好了實(shí)驗(yàn)來(lái)證明嗎？或者請(qǐng)講講你們的思路。

生4：將杯子周圍的空氣去掉，如果平口水杯中的水和紙片掉下來(lái)了的話，則證明是空氣托住了紙片和杯中的水。

師：你們很會(huì)思考，運(yùn)用了逆向推理的思維方式。（板書如下）請(qǐng)全班同學(xué)一起參與思考，如何才能去掉水杯周圍的空氣，怎樣才能完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)？

有空氣→空氣托住了紙片和杯中的水→紙片不掉下來(lái)去掉空氣→紙片和水掉下來(lái)→空氣托住了紙片

學(xué)生開始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

生5：將裝滿水的玻璃杯杯口粘住紙片倒放到鐘罩中，將鐘罩中的空氣抽出，使之成為真空。如果紙片和水掉下來(lái)，則說(shuō)明確實(shí)是空氣托住了它們。

師：很好，請(qǐng)你們小組上來(lái)完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

兩個(gè)同學(xué)在老師的協(xié)助下，將倒吸紙片的錐形瓶架在三角架上，置于鐘罩中，用電動(dòng)抽氣機(jī)抽去鐘罩中的空氣，一會(huì)兒，紙片掉下來(lái)，水也隨即流下來(lái)。（臺(tái)下同學(xué)和聽(tīng)課教師不約而同地鼓起掌來(lái)）

師：今天我們的同學(xué)通過(guò)合作，設(shè)計(jì)并完成了一個(gè)很有創(chuàng)意的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)有力地證明了大氣壓的存在。除此之外，大家還有什么收獲？

生6：思考問(wèn)題的方式很多，今天用到了逆向推理的思維方式，多角度思考問(wèn)題。

師：對(duì)，通向成功的道路很多，解決問(wèn)題的辦法也不止一個(gè)。我們要勤于發(fā)問(wèn)，勤于思考，樹立時(shí)刻創(chuàng)新的意識(shí)，培養(yǎng)我們的創(chuàng)新能力。

……

反思

以上案例是浙江金凱民老師執(zhí)教“大氣壓強(qiáng)”的一個(gè)教學(xué)片段。從這個(gè)短小而平常的教學(xué)片段中，我們欣喜地看到，我們的科學(xué)教師正積極順應(yīng)新課程理念，積極推動(dòng)學(xué)生參與科學(xué)探究，有效地改變著學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。

在傳統(tǒng)的課堂中，學(xué)生受到諸多的限制，表現(xiàn)出對(duì)教材陳述內(nèi)容過(guò)多的信任和尊重，對(duì)教師的盲從依附。在新課程理念指導(dǎo)下的課堂中，教師應(yīng)該主動(dòng)賦予學(xué)生更多的自由和權(quán)利，促使其獨(dú)立思考、自由表達(dá)，鼓勵(lì)學(xué)生勇于質(zhì)疑教師或教材及其他權(quán)威的觀點(diǎn)和結(jié)論，使學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性思維得到充分的發(fā)揮，學(xué)生也會(huì)因此變得活潑敏捷和富有朝氣。

“大氣壓強(qiáng)”中對(duì)于“大氣壓強(qiáng)的存在”這一內(nèi)容的教學(xué)，許多教師都是通過(guò)平口水杯實(shí)驗(yàn)引入，然后引導(dǎo)學(xué)生得出紙片和水之所以不掉下來(lái)，是由于受到了一個(gè)向上的托力。學(xué)生往往根據(jù)教材的講解十分自然地說(shuō)出這是由于水杯周圍存在大氣壓，從而托住了紙片。這個(gè)過(guò)程看似運(yùn)用了探究式的教學(xué)方式，實(shí)質(zhì)上學(xué)生卻只是被動(dòng)地學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，只是盲從書本上已有的講解和結(jié)論，并沒(méi)有真正去作深層次的思考，更不用談會(huì)有個(gè)人獨(dú)到的思維火花。

而在案例中的這節(jié)課上，教師成了學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者。在有學(xué)生答“紙片不掉下來(lái)，是因?yàn)槭艿搅艘粋€(gè)向上的托力”時(shí)，金老師激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步反思：“這個(gè)向上的力一定就是空氣對(duì)它產(chǎn)生的嗎？”當(dāng)另一個(gè)學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成好實(shí)驗(yàn)，并得出紙片不掉下來(lái)是因?yàn)楸粷?rùn)濕的杯口吸引住了，金老師又非常巧妙地讓學(xué)生面臨一個(gè)新的矛盾——潤(rùn)濕的杯口可以吸住紙片，這吸引力能夠托得起整杯水嗎？最后，全班同學(xué)通過(guò)多方思考、討論，否定了這一假設(shè)。于是，學(xué)生的參與意識(shí)又被調(diào)動(dòng)起來(lái)了：水杯周圍沒(méi)有別的物質(zhì)，只可能是空氣對(duì)紙片提供了這樣一個(gè)向上的托力?？稍趺醋C明呢？學(xué)生運(yùn)用逆向思維，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)去掉水杯周圍的空氣，由此理順了思路，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。我們可以看到，整節(jié)課中，金老師緊緊抓住“紙片為什么不掉下來(lái)”這個(gè)問(wèn)題，一次次激發(fā)學(xué)生思考，提出多種假設(shè)，又通過(guò)一次次的全班大討論予以否定或?qū)W生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行論證。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)小組成員間的交流、合作，集多人智慧于一體完全跳出教材，創(chuàng)新式地提出了解決問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方案，最終找到正確答案。在這個(gè)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑書本所列的理論，學(xué)生自由地尋找各種可能的原因，并集中小組智慧，設(shè)計(jì)出與之配套的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生的大腦一直處于非常活躍的思維狀態(tài)，并在不同階段碰撞出思維的火花。

學(xué)習(xí)的過(guò)程是知識(shí)構(gòu)建的過(guò)程，而影響構(gòu)建的一個(gè)重要因素是學(xué)生遇到知識(shí)不去積極思維，只是一味地盲從書本中的講解和老師的傳授。在這個(gè)教學(xué)片段中，金老師并沒(méi)有一味地追求讓學(xué)生更快地掌握概念和知識(shí)，而是通過(guò)師生之間平等的思維對(duì)話，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思考，自行構(gòu)建科學(xué)論證的思想和方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究及進(jìn)一步的論證，尋求出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)經(jīng)歷知識(shí)形成的過(guò)程，積極參與認(rèn)知過(guò)程和科學(xué)探究。而對(duì)過(guò)程和方法的體驗(yàn)，學(xué)生經(jīng)歷了猜想、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析與論證等科學(xué)探究的基本過(guò)程，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維能力，也有利于他們養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律、勇于探索科學(xué)奧秘的精神。

（作者單位：浙江省湖州市第十一中學(xué)）