谈“分子之间有空隙”的教学

　　摘要：针对当前科学教学中经常存在的“重活动形式轻思维方式”的现象。本文以“分子之间有空隙”的教学为例，谈以探究活动促进学生思维发展的策略，并力争在活动中尊重学生的思维起点、遵循学生的思维轨迹，最终达到提升学生思维能力的目的。
　　关键词：分子；活动；思维
　　
　　课程标准指出：科学的核心是探究，科学课程将提供充分的科学探究机会，让学生通过手脑并用的探究活动，体验科学探究的过程和方法。而在许多热热闹闹的课堂中，我们却发现探究过程被异化为仅仅是形式与程序，教师着眼活动却忽视思维。导致学生在手动的同时脑却未动。事实上，科学探究过程应该是一个用科学的思维方式获取知识的过程，在教学实践中，科学探究和科学思维更是无法分割。因此，科学教育的过程要真正体现科学探究的本质，就必须把焦点集中在科学思维方式的培养上，必须在教学中关注：学生的思维起点在哪?思维进行的方向怎么样?各层次的学生能够适应怎样的思维梯度?学生的思维是否沿着预设的思维轨迹渐进?若有偏离，教师该作如何调整?如何把握引领提升思维的契机?现以浙教版科学七年级上《物质的构成》一课中“分子之间有空隙”的教学为例谈谈我在课堂教学中以活动促思维的尝试。
　　
　　一、在活动中尊置学生的思维起点
　　
　　教学片段1：画画中流露原始思维
　　师：你认为看起来连成一片的水是怎样由一个个水分子排列构成的呢?请你画一画!
　　学生纸笔作图，绝大多数的同学在纸上画了大小、疏密不同的圆形，也有同学画的是实心点。
　　师：请你们各自说说为什么画这些圆形?或者为什么画这些实心点?
　　生1：我用圆形来表示水分子。
　　生2：我用实心点来表示分子。
　　师：请说说为什么画得密密麻麻?或者为什么画得稀稀落落?
　　生3：我认为水可能是由很多的分子一个紧挨着一个连成的。
　　生4：我认为水分子不会是挤在一起，应该是彼此之间有空隙的。
　　分析：学生画图显现出学生关于分子构成物质时“分子间有无空隙”的真实猜想，同时画一画也是每一位学生构建各自心中分子模型的过程。
　　
　　二、在活动中遵循学生的思维轨迹
　　
　　教学片段2：生活体验中启迪思维
　　师：你看看老师老师手里的两个量筒，里面装的黄豆或者芝麻，它们是紧挨着还是彼此之间有空隙的?试一试将25毫升黄豆与25毫升芝麻混合，是50毫升吗?想一想可能是什么原因?
　　学生们边嘀咕着“是!……不是!……”边将黄豆和芝麻混在一起，为了混合均匀，没忘了将量筒上下颠倒了几次。“我说肯定会少点去，芝麻钻到黄豆的空隙里了呀，果然只有47毫升了!”
　　分析：课本上“酒精与水混合”的实验设计精巧，现象明显。但对初一学生来说，没有任何铺垫与思考直接进行该实验无疑是直奔主题的假探究。因为学生本身并没有进行这个实验的需求，他们不明白他为什么要做这个实验?“黄豆加芝麻”的活动中，“彼此之间有空隙会导致混合后体积减少”的体验可以为学生设计、理解“酒精和水混合的实验”搭设一个思维阶梯。
　　教学片段3：尝试设计中思维碰撞
　　师：水分子之间到底有没有空隙?你能利用老师为大家准备的“水、酒精、烧杯、量筒、细玻璃管”，设计实验验证自己关于“分子间有无空隙”的假设吗?
　　这个问题下去，学生的神情就不象刚才那么轻松而有把握了，每个小组都讨论开了，不时地对着实验器材比划着……
　　分析：作出“分子之间有空隙”的假设后，最想做的就是寻找证据来支持自己的假设。学生进行实验设计将面临两个问题：其一，通过怎样的实验现象来判断分子间是否存在空隙；其二，怎样进行实验可以使现象更明显。第一个问题学生从“黄豆加芝麻”的活动体验中曾经得到启示，第二个问题则可以激发学生的创造性思维。
　　教学片段4：设计评价中思维创造
　　师：说说你们的实验方案
　　生5：象“芝麻和黄豆”那样，把水倒进酒精，看看总体积有没有减少!
　　生6：倒哪里?你该不会是想倒进小烧杯吧?
　　生5：烧杯是有刻度的，就不必多此一举倒进量筒了!
　　生6：肯定不行!你看看烧杯的最小刻度，那么大的一格，太不准了。
　　几乎所有的小组都表示赞同用量筒去量比较准确，有一个小组提出了反对意见。
　　生7：我觉得用玻璃管更好!
　　生9：好什么!玻璃管没有刻度，你怎么读出混合前后的体积变化?
　　生7：我们可以在水里刚加进酒精时做个记号，混合后再看看液面浅下去没有。
　　生10：不用作记号，加酒精一直到满，混合前后就很容易比较的。
　　生11：我也赞同用玻璃管。体温计就是因为玻璃管极细，液体体积的细微变化就能引起液面显著的升降，它的准确程度才比常用温度计高的。
　　分析：由于学生的知识、技能、思维层次存在着较大的差异，绝大多数初一学生不可能立即设计出如课本介绍那般精巧的实验。较多的学生首先想到的是借助量筒将“酒精与水混合”测出他们的总体积比较前后变化，这是合乎学生现有认知水平的。只有极少数学生能够尝试着用细玻璃管设计实验。此时，教师可以根据具体学情，以“量筒有刻度，玻璃管无刻度”、“量筒粗，玻璃管细”为切入点，引导生生互动质疑，对两种实验方案优劣进行评价。这样的思维碰撞，使学生经历了“努力跳一跳”并且成功地“摘到了果子”。
　　
　　三、在活动中提升学生的思维能力
　　
　　教学片段5：实验反思中思维拓展
　　各组实验在有序地进行着，突然听见有一组起哄：“老师，他在捣乱!用酒精加酒精!”
　　走近一看，果然是个小捣蛋鬼，总喜欢抢器材，和同学唱反调，刚想严肃批评，转念一想：“将错就错!”
　　师：刚才××同学是想用实验回答“为什么一定要用酒精与水混合?用酒精与酒精混合可以吗?用水与水混合可以吗?”大家认为呢?
　　分析：这一即时生成的教学资源激起了学生的进一步思考。经过小组交流，生生对话，师生对话，实验验证，从而有了更深一层的感悟：“两种物质的分子间隙不一样大，两者混合后总体积才会减小”，大小不同的黄豆与芝麻同时被学生抽象为大小不同的两种分子模型。
　　教学片段6：模型选择中思维提升
　　师：这三张图片表示的是同一种物质在不同状态下的分子模型，请你仔细观察：分子变了没有?变的是什么?你认为哪个图片用来表示气体分子之间的空隙最合适?
　　生12：物质的状态虽然变化，但分子还是同一种分子，改变的只是分子之间的空隙。
　　生13：可以查资料确定气体分子之间的空隙是三者之中最大、最小还是居中的?
　　师：不查资料，能不能结合平时的体验推理出来?
　　学生讨论……
　　生14：象海绵那样，最容易压缩的，空隙就是最大的。气体是最容易压缩的，打气的时候，车胎里可以压进去那么多的空气。
　　生15：瓶子里多装一点水都不行，一定会满出来的，固体也压缩不了。所以，分子之间空隙最大的图片表示气体模型。
　　分析：物质的三态变化是学生司空见惯的宏观现象，模型图片的选择促使学生思考：“气体分子间的空隙是大还是小?有怎样的宏观实例可以说明?”，从而完成了“从宏观现象到微观本质”这一典型思维方法的提升。
　　科学思维作为一种建立在事实和逻辑基础上的理性思维方式，它的发展是一个渐进的历程，并非一节课所能解决，但只要教师关注学生每节课的思维进程，并利用各种教学活动促其有所感悟。学生的科学思维品质将提升到一个个新的高度。
　　
　　责任编辑　张