善待学生“发现” 推进探究深入

唐健安

一、课堂上的发现

这是笔者在一次听课活动中看到的。在液体的热胀冷缩实验中，学生发现一个奇怪的实验现象。

经典实验：把一个平底烧瓶灌满水，用一个插有玻璃管的橡皮塞子盖住烧瓶。当烧瓶置于热水中后，玻璃管中的液柱上升；当烧瓶置于冷水中后，液柱下降。

奇怪的现象：课堂上有学生提出，在烧瓶置于热水中的最初阶段，液面下降，然后才慢慢上升，当烧瓶置于冷水中的最初阶段，液面上升，然后才慢慢下降。

课上，执教教师对于学生提出的这个问题，不知如何解释，仅以课本的结论为结论，即液体热胀冷缩。课后，笔者与该教师一起讨论了这个现象，并在“固体的热胀冷缩”的一次公开课中刻意再现了这个现象。

二、铁环的热胀冷缩实验启示

在“固体的热胀冷缩”公开课中，教师的演示实验：铜球过铁环实验，这是每一个教师在讲金属热胀冷缩时都会想到的实验，而且实验现象非常明显。铜球在未经加热前可以顺利通过铁环，用酒精灯加热铜球后，铜球就卡在铁环上了，铜球入水中冷却后，又可以顺利通过铁环。

当时的执教教师设计了这样一个环节，问学生：如果我们给铁环加热，铜球没有加热，铜球还能不能穿过去呢？几乎所有的学生都猜想，铁环加热后，受热膨胀，外圈变大、内圈变小，因此，铜球不能通过铁环。实验的结果让学生大为惊讶，铜球居然又顺利通过铁环。

如果把铁环剪开，可以看成铁丝的膨胀，膨胀的结果是圆周长的增大和铁丝长度的增加，当我们再度将铁丝闭合成圆环状会发现，周长变长了，内径也变大了。明白了这个道理，也就可以解释“热缩冷胀”这一奇怪的现象了。

三、再做液体热胀冷缩实验，引导学生仔细观察

还是文首提到的那个经典实验，把一个平底烧瓶灌满水，将一个插有玻璃管的橡皮塞子盖住烧瓶，烧瓶置于热水、冷水中，观察玻璃管内液面的变化过程。因为这个实验此前已经做过，所以教师特别提醒学生仔细观察液柱的变化，并要求学生记录玻璃管液面变化的过程，用表格记录。

实验后，许多学生有了这样的结论：烧瓶最初浸入热水的较短时间后玻璃管内液面下降，此后玻璃管内液面逐渐上升，烧瓶浸入热水较长时间后玻璃管内液面上升直至稳定。之后再将烧瓶浸入冷水中，在最初比较短的时间内玻璃管内液面上升，此后玻璃管内液面逐渐下降直至稳定。

四、实验现象的讨论

1.为什么玻璃管内的液面在烧瓶最初浸入热水中时会下降？后来又逐渐上升？

2.为什么玻璃管内的液面在烧瓶最初浸入冷水中时会上升？后来又逐渐下降？

这两个问题，学生一时难以解答，执教教师在课堂上提醒学生观察玻璃管的受热膨胀与刚刚做过的铁环受热膨胀现象，马上有学生说，当烧瓶接触热水的短时间内，玻璃管首先膨胀，容积变大，液面就先下降了，但当水也受热膨胀时，水面就上升了，此时水的膨胀是主要因素。当烧瓶接触冷水的短时间内，玻璃管首先缩小，容积变小，液面就先上升了，但当水也受冷缩小时，液面就下降了，此时水的体积的缩小是主要因素。

课堂上的讨论非常热烈，教师通过有效引导，解释了“热缩冷胀”的反常现象，从而去伪存真，加深了学生对固体、液体热胀冷缩的理解。

五、课后的反思

1. 课堂上学生的“奇怪”发现，往往是激发学生思考的原动力。教师要善于捕捉这样的发现，积极思考，深入研究，让探究性实验真正走向实处。

2. 教学方法的确定，必须是科学的，符合科学教育的规律，符合学生的认知规律。本节课通过固体的热胀冷缩的实验，再回到液体的热缩冷胀的奇异现象的讨论，知识的学习、讨论是在固体的热胀冷缩实验的基础上进行的，具有知识的铺垫性。

3.教学方法的确定，必须有利于学生生动、活泼、主动的学习。这节课的学生实验、讨论，就是在这样的原则下进行的，课堂气氛活跃，学生参与性强。

4.教学方法的确定，必须有利于指导学生进行科学探究，必须有利于学生各种探究活动的开展。本节课的探究性是基于教师的科学指导，实验表格的设计就是引导学生积极思考，认真观察。

5. 教学方法的确定，必须有利于学生亲身经历探究过程，在探究过程中获得体验。学生在实验中，通过自我操作、观察，增强了探究的积极性。

6.教学方法的确定，应当在吸收传统教学方法的基础上，立足创新，重视创造出一些与传统教学方式不同的新教学方法。本节课的创新之处，就是利用学生的“发现”，再次进行液体的热胀冷缩实验，既加深了对液体热胀冷缩的印象，又巩固了对固体热胀冷缩概念的理解。

（浙江省绍兴市越城区教学研究室 312000）