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作者:树人网 发表时间:2015-10-22 文章来源:本站原创

   在参加优质课评比或者上其他公开课时,许多教师喜欢上大象版小学《科学》教材四年级(下册)第六单元的《蜡烛会熄灭吗》这节课。最近在听课的过程中,经常发现一些教师对这节课中有关燃烧的知识不是很熟悉,或者掌握得不是很牢固,导致语言表述不严谨,甚至有科学性错误,这些都严重影响了学生对相关科学知识的理解和掌握,也影响到学生对科学本质的正确认识。现就结合本节课中教师容易出现的几个问题进行一下梳理和分析。


  一、创设情景、引入新课的问题


  为了创设一个引发学生好奇心的学习情景,教材安排了一个演示实验:用两个大小相同的杯子同时扣住两支相同的蜡烛,但其中一只杯子无底,一只杯子有底。让学生观察两支蜡烛的燃烧情况,一支熄灭,一支正常燃烧。在学生惊讶之余,引导学生分析蜡烛熄灭的原因。此环节创设情境的处理方法通常有两种:第一种是事前告诉学生两个杯子的差异,然后让学生观察、分析原因,指导学生猜想和为验证猜想设计实验,继而指导学生实验。第二种是事前不告诉学生两个杯子的差异,出现两种结果后,引导学生观察两个杯子的差异,分析原因。显然,从引发学生好奇心的角度看,后一种方式效果更好,也更能激发学生的求知欲。在科学课中,教师创设情境一定要在紧扣课堂教学目标的基础上,充分发挥教师的“魔术师”角色的作用,体现科学课的魅力,让学生感觉到科学实验的趣味性、可操作性和可验证性。


  二、蜡烛熄灭是因为杯子里面没有氧气吗?


  在研究垫一枚棋子蜡烛慢慢熄灭的现象后,一位教师这样解释蜡烛熄灭的原因:“这是因为蜡烛燃烧消耗掉了氧气,杯子里面没有氧气了。”


  事实上,当垫一枚棋子时,蜡烛燃烧产生的高温的二氧化碳上升,由于杯子底部的阻挡作用慢慢下移,逐渐弥漫在蜡烛火焰周围。当蜡烛火焰周围的二氧化碳含量达到一定程度时,或者氧气含量低于一定程度时,即可使蜡烛熄灭。而且蜡烛的底部还应该有一定量的氧气和二氧化碳含量均正常的空气存在。为了证明这一点,我们可以做这样一个实验:取两个粗细、烛焰大小都相同,但高低不同(高度差在2cm以上)的蜡烛,同时点燃后用一个相同的大杯子盖住,我们会明显地看到,较高的蜡烛熄灭后,较低的蜡烛继续燃烧一段后才熄灭。这说明高的蜡烛熄灭时,杯子下部还有足够的氧气。因此,准确地说法应该是:蜡烛熄灭是因为火焰周围被二氧化碳包围,隔绝了空气(或者说隔绝了氧气)。


  三、为什么有的学生认为较低的蜡烛先熄灭?


  我们做对比试验:杯子、棋子、蜡烛粗细、烛焰大小完全相同,而两只高低不同的蜡烛燃烧时,有一部分同学认为低的先灭。原因是什么呢?他们认为燃烧产生的二氧化碳向下部沉积,沉积在底部使蜡烛熄灭,就像水一样慢慢地先埋没较低的蜡烛。这些学生忽略了高温这个影响因素。


  为了说明这个问题,我们可以设计这样一个实验:在一个烧杯中放置高低不同的两支蜡烛(高度差在2cm以上),同时点燃后,用一个盛满二氧化碳的烧杯沿壁轻轻地向放置蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳,会看到较低的蜡烛先熄灭,而较高的蜡烛后熄灭。因此,如果容器足够大,且导热性能足够好,就有可能使高温的二氧化碳在蜡烛熄灭之前冷却下来,沉积到容器的底部,从而使较低的蜡烛先熄灭。


  如果教师清楚这一点,就可以对学生的问题做到心中有数了,有条件的话可以课后引导学生用实验的方法演示验证,培养学生的探索精神。


  四、蜡烛高度对燃烧时间长短影响的问题


  在本节课中,用同样的杯子扣住高低不同的同时点燃的蜡烛时,有位教师说:因为较高蜡烛杯子中的空气要比较低蜡烛杯子中的空气少,所以先熄灭。空间是主要因素吗?我们可以想一想,同样的杯子,蜡烛粗细一样,高度差一点,占有空气的体积应该差不多,几乎可以忽略不计。蜡烛熄灭是因为二氧化碳下移导致高的蜡烛先熄灭,而不是因为扣较高蜡烛的杯子中空气少。实验中有的学生高低蜡烛差距为0.7mm,这样的高度差太小,根本测不出来,可学生测出的蜡烛先后熄灭时间差是5秒,这有可能是一个虚假的数据,或者是一个误差很大的数据,而教师未加分辨,便匆忙得出结论,显现出部分科学教师缺乏对实验数据进行必要的分析的习惯。那么,两根蜡烛的差距至少应多大才能得出明显结论呢?为此笔者做了一个实验,实验数据如下:


第1次第2次第3次第4次第5次第6次
高蜡烛长度(cm)877777
低蜡烛长度(cm)7.565432
高蜡烛燃烧时间22.53333
低蜡烛燃烧时间2.53566.57.5

  从上表可以看出,两支蜡烛的高低差距至少在2cm以上时,两只蜡烛燃烧的时间才有较明显的差别。而且时间差越大,记录时误差的影响就越小,记录的数据就更能说明问题。这要求教师在为学生准备对比实验的材料时,在蜡烛的长短截取上应该心中有数,必要时用尺子量一量,用小刀切一切。


  五、学生实验次数的要求


  任何一项科学规律的获得,都需要很多数据去证实、需要多次实验去验证。但听课时发现一些教师拿起一组学生的数据展示后,就得出了结论。甚至有位教师为了节省时间,要求学生实验一次就够了。这种要求显然是有严重问题的,不利于培养学生严谨的科学习惯和态度。因此,老师应至少要学生收集三组以上的实验数据,放在一起对比后,总结出所垫棋子越多,蜡烛燃烧的时间越长的结论。


  六、对比实验是中学控制变量法的初始阶段,是三维目标中的重要的过程与方法目标


  根据新课标的要求,为了引导学生学习设计控制变量法的简单实验,并记录实验数据,教材安排了实验与记录环节:研究蜡烛燃烧时与杯口垫棋子的多少是否有关,从而让学生较好地理解实验的本质。在此基础上,教师完全可以安排学生自行设计试验:蜡烛的燃烧时间的长短还与哪些因素有关?教学时,教师应采取开放的教学形式,让学生自由选取相同条件,但必须让学生充分理解一组对比实验中,只有一个条件不同的实质:目的是只研究不同的那个因素对蜡烛燃烧时间长短的影响。在进行必要的安全操作教育之后,教师在实验中应该尽量放手,让学生充分实验、自己记录实验数据,而后大家交流汇报。但在课堂中,我们总是看见教师在喋喋不休地叮咛学生,这应该怎们做,那应该怎么做,要先做什么,后做什么。其实这时候学生听课并不专心,结果教师把学生自由探索的实验时间也浪费掉了,岂不是得不偿失?


  科学课由于是一门以科学知识为基础培养学生探究过程能力的学科,担负着培养学生动手能力和创新能力的重任。需要教师有比较扎实的专业知识和广博的知识面,而现阶段,由于专业科学教师的缺乏,一部分其他学科的教师兼负了科学课,但这不应该成为教师科学素养缺失的理由,我们应从提高自身素质做起,不断提高把握科学课教学规律和方法的能力。


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