“科学探究活动”案例

一、科学探究活动课题：

苏科版《物理》8年级（下册）第九章《压强和浮力》第一节《压强》第一课（活动9.1和活动9.2）

二、内容简析：

第九章《压强和浮力》 第一节《压强》分2课时完成教学任务，本节课是第一课，首先通过活动9.1对图9-1的观察和作图既复习了力的示意图的画法，又为压力概念的形成提供了场景，通过对三个图共同点的归纳建立压力的概念。然后，通过活动9.2探究压力的作用效果跟哪些因素有关来解释日常生活中的一些现象，从而引出建立压强概念的必要性；通过学生在课堂上的自主科学探究实践活动，培养他们细致、耐心的科学学习态度，激发他们科学研究的兴趣，让学生体验科学探究的方法和过程。

三、学情分析：

本课学习对象是八年级的初中学生。考虑到学生在上一章中已经学习过怎样用力的示意图来表示压力，因此在活动9.1中作图不用担心，主要是为压力概念的形成提供场景，通过分析三个图的共同点来提高学生的归纳能力。在活动9.2的探究与体验的过程中，根据八年级学生的认识能力和探究水平，通过观察图9-2和学生自主完成图9-3的实验引导学生提出合理的猜想，然后由学生按控制变量的思想来设计验证猜想的实验，最后由学生自主完成实验、交流合作、评价，得出结论。

四、教学目标：

（一）知识与技能

1、知道什么是压力，会画压力的示意图。

2、通过探究知道影响压力作用效果的因素。

（二）过程与方法

1、通过作图分析、对比研究问题，提高学生的归纳分析能力；

2、通过探究活动，培养学生乐于和他人进行合作探讨的团队精神。

（三）情感、态度与价值观

1、通过观察图片、做小实验，激发学生求知的欲望。

2、让学生经历探究活动，体验成功的喜悦，培养实事求是的科学态度。

五、总体设计与步骤：

（一）总体教学思路与步骤：

1、活动9.1：通过多媒体手段展示图9-1中的三个图片，由学生画出力的示意图，再由学生归纳出所画力的示意图的共同点，最后得出压力的概念。

2、活动9.2：“研究压力的作用效果跟哪些因素有关”是本课的主要活动内容，按科学探究的过程与方法组织设计课堂教学。其基本步骤是：

（1）观察生活中的图片提出问题（研究压力的作用效果可能跟哪些因素有关？）

（2）通过体验（图9-3小实验）提出猜想（压力的大小、受力面积的大小等等）

（3）制定计划（按控制变量的思想来设计实验验证，写出实验方案）

（4）观察与实验、收集证据（按提供的器材，选择需要的器材自主完成实验、记录实验中观察到的现象）

（5）分析得出结论（根据观察到的现象各组讨论，得出结论）

（6）合作交流与评价（分析实验过程与结论是否正确）

（7）问题延伸，为下节课伏笔。

（二）教学准备：

分组实验材料：盛沙的玻璃缸、用钉子做四条腿的压强小桌、海绵、木板、盛满水的矿泉水瓶（盖紧）、钩码一盒（200g×4）、一头削尖的铅笔、吹好气的气球。

演示材料：投影图片（P60图9-1、图9-2）

六、课堂教学的主要过程及每个环节的点评：

（一）压力概念的引入

1、用多媒体展示画面P60图9-1：（a）画出钉子对墙的作用力的示意图；（b）画出风对帆的作用力的示意图；（c）画出人对钢丝绳作用力的示意图。

2、由学生画出三个力的示意图（三位学生板演）。

3、提问：所画力的示意图有何共同点？（学生讨论并回答）

4、讲述：这种垂直作用于物体表面的力叫做压力。

（二）探究压力作用的效果

1、观察图片，提出问题：

（1）图片导入：压力有什么作用效果呢？请同学们看图片9-2。（复习力的作用效果）

（2）学生回答：压力可以使物体发生形变，图中小明在沼泽地中陷得较深，说明压力的作用效果明显。

（3）提问：看到小明和小华陷入沼泽地的深浅不同，你们可以提出什么问题？学生讨论，踊跃发言。……

（4）讲述：你们的想法很好，有些想法我们可以课后再讨论。今天在课上我们就研究其中一个问题：压力的作用效果可能与哪些因素有关？（板书出示问题）

（点评：从现象到问题的提出，都以学生为主体，让学生提出问题比老师直接给出问题更能激发学生的探究欲望。课堂实践发现八年级的学生大都能提出“压力作用效果可能跟哪些因素有关？”这样的问题，因此学生的思维较活跃，学生的学习兴趣也很高。）

2、通过体验，提出猜想：

（1）讨论：怎样解决这个问题？（有的学生提出做实验，有的学生说先要提出猜想。）

（2）讲述：为了使我们的猜想合理一点，先来体验一下，做两个小实验。（a）拿出自己准备好的一端削尖的铅笔，用两手的食指压住铅笔的两端；（b）拿出吹好气的气球，用一只手掌平压在气球上，另一只手的食指顶住气球。

（3）学生做小实验 ……

（4）提问：你们做完小实验，发现了什么？（学生踊跃举手回答）

（5）提问：你们认为，压力的作用效果可能与哪些因素有关？有什么关系？

（6）学生讨论后每一位学生写出猜想，然后回答：猜想1：压力的作用效果与压力的大小有关，压力越大，压力的作用效果越明显；猜想2：压力的作用效果与受力面积的大小有关，受力面积越小，压力的作用效果越明显。（教师板书出猜想1、猜想2）

（点评：鼓励、要求所有同学都确立自己的猜想，目的是训练学生的发散性思维，激发学生科学探究的兴趣。使学生体会科学学习的方法，是培养科学创新思维的有效环节。实践表明，通过两个小实验的体验，每位学生都能写出基本合理的猜想，只不过有的学生文字表达少贴切。）

3、制定计划：

（1）提问：请同学们讨论如何设计来验证猜想的实验？

（2）学生讨论2—3分钟后，教师提醒：我们在验证滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度有关时，怎么做的？今天，我们商量一下，怎么才能做好这个实验，实验过程要注意什么？

（3）学生继续讨论。

（4）学生小结：在研究压力的作用效果跟压力的大小有关时要保持受力面积相同，改变压力大小来研究；在研究压力的作用效果跟受力面积的大小有关时要保持压力相同，改变受力面积大小来研究。

（5）教师赞同上述方法，学生按照此方法、根据提供的实验器材选取合理的器材，写出实验的方案。

（点评：这一步能帮助学生对科学实验方法的理解和把握，对于多因素影响的问题用“控制变量法”进行研究，待学生接触多了以后再归纳出具体的名称，以前在探究“影响液体蒸发快慢的因素”、“影响滑动摩擦力大小的因素”时都用到这种方法。坚持做好这一步，有利于培养学生良好的科学实验习惯，学会正确的科学研究方法。实践表明，这里需要老师提醒学生不要急着做实验，必须设计好合理的方案后再开始动手，从而避免学生探究场面很热烈却不能得到正确结论的情况发生。）

4、观察与实验、收集证据：

学生写好实验方案后选择实验桌上的器材分组实验，观察并记录有关现象，老师控制时间，并巡视作个别指导、帮助。（完成快的小组可以选择不同器材重新做实验。）

（点评：这是本课的核心部分，让学生进行科学探究，真正像科学家一样做实验。目的是通过学生的自主性活动，培养学生的观察、实验、记录等方面的能力，使他们充分体验和感受科学探究所带来的乐趣，并培养他们耐心、细致的科学学习态度。实践表明，（1）由老师统一控制时间使学生情绪显得更加紧张和兴奋，避免了一些客观因素的干扰，课堂效率较高。（2）让完成快的小组选择不同器材实验充分体现探究活动的自主性，进一步培养学生的发散思维能力和创新能力。）

5、分析得出结论：

讲述：各小组讨论一下，通过观察和记录，你们组发现了什么？是通过什么来显示压力作用效果的？把你们所用的器材、实验的过程、看到的现象整理好写下来，并分析现象后把结论写出来，准备交流。

教师巡视作个别指导、帮助。

（点评：让学生通过观察实验后看到的现象记录下来通常是显得零乱的、表面化的，在此，教师适时指导学生，培养学生对数据、信息的加工、整理能力，长此坚持，将提高学生对科学实验理解能力。）

6、合作交流与评价：

（1）任选一组把他们所用的实验器材、实验的操作过程、记录的实验现象、得出的结论进行全班交流。

（2）依次各小组对这组的器材选择、实验过程、观察到的实验现象、得出的结论是否合理、正确进行评价，并比较本组实验所用器材选择、实验过程、观察到的实验现象、得出的结论与这组有何异同，比较哪组更合理、正确。

（点评：让学生来进行评价探究活动过程是否合理，结论是否准确，有利于学生评价能力的提高，并鼓励学生敢于发表自己的见解，与他人合作、交流，培养学生主动与他人合作的精神，也勇于放弃或修正自己的错误观点；也有利于高学生表达能力，也使科学的规律得以突现，老师则帮助学生体会任何科学认识都来源于科学实践。）

7、问题延伸，为下节课伏笔。

（1）进一步思考：如何表示压力的作用效果？

（2）通过下节课的学习，你们就会明白。

（点评：这是本课内容的延伸，激发了学生继续探究的欲望，使学生感悟到科学研究是无止境的，生活中到处有科学问题等待着他们去探究。）

七、对整个科学探究活动的反思：

（1）本课教学是紧紧围绕学习的中心环节——科学探究来开展的。科学探究的能力形成依赖于学生的学习、探究活动，所以在教学中依托了“压力作用效果跟压力的大小、受力面积的大小有关”这一物理知识，通过让学生动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，由学生自行实践得出科学结论。通过教师指导，学生在科学方法、科学技能、科学知识、科学精神等各方面均有所收获。从学生的态度、反应、结果等各方面看，学生对本课研究的问题较感兴趣。因此，我想这类教学方法如果能坚持下去，一定能够有效培养学生的科学素养。

（2）通过教学发现课堂时间比较紧张。在有限的课堂时间内要想充分发挥学生对探究问题的自主性、体现学生学习的主体性，则时间的矛盾总是存在的，把握不好就会使一个问题的讨论面太大，时间拖得太长，还会远离研究主题，浪费时间等等。所以老师在组织教学过程中，必须使每个环节十分严密，力争排除一些客观干扰因素，也就是要把握好引导的“度”，对于如何更好地激发学生的探究欲望和兴趣，培养发散性、创造性思维等方面的问题也值得再讨论。

（3）课堂教学还发现八年级的许多学生科学探究的积极性比较高。这次活动在器材的选择上有很大的灵活性，有选择矿泉水瓶和海绵做实验的，有选择压强小桌、盛沙玻璃缸和钩码做实验的、有选择压强小桌、海绵和钩码做实验的等等。所以要在课上要鼓励学生多动脑、多实践，给他们相对充裕的时间，他们总会有所得。同时也要培养他们严谨的科学态度，潜移默化教给他们正确的科学方法。另外还要通过种种措施和手段，激发学生在课后仍然保持科学探究的热情，由课内到课外、由被动到主动，逐渐使学生自然地学会科学的想事情、做事情，这也是组织科学探究活动最终目的之一。