培養(yǎng)學生探究性操作的科學研究能力

1、教學案例培養(yǎng)學生“探究性操作”的科學研究能力培養(yǎng)學生“探究性操作”的科學研究能力——“探究測定物質的密度”“探究測定物質的密度”王一青一、背景一、背景在初中物理復習課中密度的測量只局限于課本，只使用天平與量筒，學生的思維和科學研究能力就得不到發(fā)展。在復習課的教學中，可用浮力、壓強等知識來探求密度的測量問題，這樣可激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新精神，在初三物理的專題復習課“探究測定物質的密度”教學中，主要滲透培養(yǎng)學生“設計實驗方案和探究性操作”等

2、兩方面的科學研究能力。確立這一主題的探究，使學生具有科學研究的精神，具備科學研究的態(tài)度，學會科學研究的基本方法，從而為他們今后進一步具有更高層次或自主性的研究性學習打下扎實的基礎。二、主要教學環(huán)節(jié)描述二、主要教學環(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：設問，阿基米德是如何測皇冠的？一位學生舉手回答：（略）教師：還有學生補充嗎？有點冷場，學生沒有作好準備，回答不夠完整。沒有達到預期的效果，出乎意了。以后要多引導培養(yǎng)學

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水盆里，皇冠溢出的水比金塊多，顯然皇冠的質量不等于金塊的質量，皇冠里肯定摻了假。在鐵的事實面前，金匠不得不低頭承認，皇冠里確實摻了白銀。阿基米德終于解開了冥思苦想的皇冠之謎。教師：阿基米德用實驗的方法檢驗出

4、皇冠摻了假，你能設計一個實驗檢驗皇冠嗎？學生：先思考，后議論。兩個學生中有一個學生說用彈簧秤和阿基米德原理測，回答得較好。設置這一情景，旨在激發(fā)學生對科學家的崇敬，構起學生對所學密度、浮力知識由來的回憶，通過小組討論，大組交流，教師點撥和指導等活動，同學們活躍了思維，想象出各自的設計方案，使學生欲欲一試，向往著動手實施方案。2.自主設計實驗方案自主設計實驗方案教師：展示多種實驗器材，思考實驗目的，提醒學生注意實驗操作的規(guī)范性。學生：8個

5、組自報實驗目的，將實驗方案填寫在實驗報告上。學生們凝視著實驗儀器，表現(xiàn)積極，氣氛活躍。第四組同學設計的實驗方案難度最大——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。同學們在老師的帶領下，從課前的準備，到課堂的展示成功，也經歷了像阿基米德似的科學研究的艱辛，各組都完成了設計方案，并寫在各自教學案例型管壓強計、杠桿儀器、彈簧秤等。大家發(fā)揚團隊合作的精神，進行探究性操作，老師協(xié)同學生一起研究。有成功的喜悅；有

6、失敗的沮喪，但不氣餒，一次一次地總結；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的密度。分別有四位同學上黑板寫出測得的物質密度的結果。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)據不準；還有一組沒有完成任務。沒有達到完美的結果，雖屬正常情況，但要

7、抓住契機。它使我有了更好的思路，如何發(fā)揮老師的點播作用，如何更好地一步一步扎扎實實地去培養(yǎng)學生的“探究性操作”的研究能力。三、科學研究能力的培養(yǎng)引申到了課外三、科學研究能力的培養(yǎng)引申到了課外教師：歸納了八種探究密度的實驗方案，并分析比較方案的異同和優(yōu)劣。通過今天的設計實驗方案和探究性操作使我們每個學生在兩方面的科學研究能力都有相應的提高。我們已研究完成了測定固體和液體的密度，請大家思考氣體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？課后同學們測密度的熱情依然高漲，有三個小組的成員繼續(xù)研究生雞蛋和熟雞蛋的密度，教師指導學生使用懸浮條件，選用了密度計、燒杯、大量筒、鹽水等器材，這些學生又設計了新的方法進行研究，有一位學生還從家里帶了一個營養(yǎng)雞蛋，他們還運用了控制變量的思想方法，對同一個蛋測出了生熟兩種狀態(tài)的密度，先將蛋懸浮在鹽水中，再用密度計測鹽水密度即為蛋的密度，密度數(shù)據分別是ρ生=1.065103kgm3；ρ熟=1

9、.026103kgm3，研究的結果：ρ生﹥ρ熟。教師：人的血液密度是否可用同樣的方法進行測定，我們是否可以取硫酸銅溶液呢？學生：決定繼續(xù)研究，新課題，新方法，測定物質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有計劃、有目的、有步驟，有條不紊地進行“設計實驗方案和探究性操作”的科學研究能力的培養(yǎng)，教師注意從學生的實際出發(fā)，從激發(fā)學生的興趣出發(fā)，展示多媒體影視動畫，引導學生根據學過的與密度有關的物理知識（如，液體壓強、浮力和杠

10、桿原理等）與多種實驗器材，通過自主選擇器材、思考實驗目的、設計實驗方案、完成實驗報告、分組交流方案和分組實驗研究等大量的課堂活動，步步深入地探究物質密度的方法，提供了學生大量參與教學活動的情境。我校學生研究本課題“探究測定物質的密度”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)學生如何設計實驗方案的研究能力；給學力較好的學生提供了一個可持續(xù)發(fā)展的空間，而絕大部分學生課前有準備作過研究，課堂上八個探究小組，組內與組外群策群力，通過自