“诱思探究教学”在《原子结构》上的应用

吴慧香

【摘要】“诱思探究教学”的教学模式，其核心在于学生的“思”，“思”的前提是教师的“诱”，“思”的结果则是学生的“探究”。本文运用该理论设计人教版高中物理教材3-5第十八章第二节《原子的核式结构模型》，让学生体会科学探究的过程，增强了课堂的趣味性和科学性。

【关键词】诱思探究教学 原子的核式结构 α粒子散射实验

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）17-0160-02

“诱思探究教学”是让学生成为教学过程的主体的一种教学模式。其核心在于学生的“思”，“思”的前提是教师的“诱”，“思”的结果则是学生的“探究”。人教版高中物理教材3-5第十八章《原子结构》第二节《原子的核式结构模型》，传统的教学方法往往是通过介绍原子的西瓜模型或枣糕模型，α粒子散射实验，从而得到原子的核式结构模型。α粒子散射实验很明显是本节的重点和难点，大多数课堂先只是直截了当的给出了卢瑟福的实验原理图，然后通过动画来重现这一实验过程。虽然高中的条件没办法实际来操作这个实验，但我很期待学生置身于卢瑟福的时代，像他们一样的去思考问题和解决问题，增加他们研究科学的信心和兴趣。基于此，本节课笔者采用“诱思探究教学”。

1.运用“诱思探究教学”探究实验构思

在介绍完汤姆生提出原子的枣糕西瓜模型之后，我们开始了“诱思探究”之旅。

师：这只是汤姆生的一个猜想，那么我们如何来验证它的正确性呢？（诱导学生认识到实验是检验真理的标准）

生（齐声说）：用实验。

师：那么用什么样的实验呢。（这是一个泛问，不期待学生回答，但有利于我的下一步启发。）

师：（进一步启发）假如有人吃了个硬东西进去，既不能出来，又不能消化掉。如果医生要弄清楚到底是什么东西，可以采取什么办法。

生：可以开刀。还可以拍片子。

师：对。原子就像肚子，那么你想弄清它里面有什么，大家觉得该怎么办。

生：有学生嚷道——开刀或拍片子。学生同时笑，觉得不可思议，但很期待老师的答案。（“诱”让学生注意力相当集中）

师：那么怎么给原子开刀呢，要开刀得找个比原子还小的刀啊，找不到吧。那么我们能不能想办法给原子拍个片子呢。（狂笑）大家想想，拍片子的原理是什么，就是一些粒子能穿过软组织，但不能穿过硬东西，让人能看到影像。那么我们能不能用某种粒子来穿过原子呢？

生：哦！学生似乎明白了什么，他们的反映告诉我他们进入了我设定的物理场景。

师：为了让学生更加清楚，得到实验的实验装置图，我又引入了一个情景：有个西瓜装在一个黑箱子中，箱子不能打开，如果我想弄清楚它是红瓤还是黄瓤的，怎么办？

生：思考，提出自己的方案，有人说砸开，用刀切开，用枪打……（发散思维，让学生积极探究，提出自己的看法）

师：对，同学们的做法都可以，我们选一个做法——用支枪射击黑箱，打出子弹，看子弹上到底粘的是红色的还是黄色的。

生（若有所思）

师：那么大家想想能不能用这个办法来探究原子的结构呢？

生：似乎可以。学生沉默之后开始讨论。

2.运用“诱思探究教学”得到实验中需要的α粒子

实验的思路大体建立起来了，必须通过“诱思探究”去发掘实验的器材。α粒子是这样让学生得到的。

师：（我进一步提示）原子可比做什么呢？

生：箱子。（学生已经学会了对比，他们正在思索打开微观世界的办法）

师：对啊。

生：那么用什么当子弹呢？学生发问

师：是啊，应该找个什么东西呢，这个东西有什么特征呢？

生：要比原子小，要有大的速度，还要很坚硬能打透原子。学生很容易的得到“子弹”的特征。

师：对，我们有这样一个东西——α粒子，就是氦核，它符合所有的特征。我们的子弹就是α粒子！用发射器产生足够大速度的α粒子穿过原子内部。

生：哈哈（笑，似乎很满足，觉得得到了自己想要的。这在无行当中完成了一个科学探究过程）

3.运用“诱思探究教学”得到实验中需要的金箔

知道了α粒子，我们必须得到金箔，如何引导学生去思考呢？

师：箱子是原子，单个的原子哪里去找呢。

生：讨论非常，最后有人提出，可不可以用很薄的东西代替。

师：我给出两幅图，说明问题。图3是原子排列的一个图像，图2是一张很薄的金箔，它是由一两层图4叠成的。

生：哦。（似乎在说终于解决了）

师：由于原子之间缝隙很大，即便有几层原子，“子弹”打进去也可以认为是单层的原子。这里我们用金箔来代替单个原子。

4.运用“诱思探究教学”得到实验中需要的荧光屏

到这里，学生往往觉得已经完成了实验设计，这里先引导学生思考粒子打进去之后实验还没完，还要检测得到粒子出来的信息。

师：但到这里还没完，我们用什么东西来检查打出来的“子弹”呢。打完西瓜之后，我能够捡起来看看上面粘的東西，这里我们用什么东西来检验呢。

生：（疑惑，讨论）得找个东西能摸到打出来的α粒子啊（有人狂笑）

师：找什么东西去摸呢，当然不能用手。

生：（哈哈）学生讨论，有人说找个接受器，有人说荧光屏，……

师：接受器在这里就是荧光屏。再引导，那么荧光屏应该怎样放呢。

生：沉默，思考

师：荧光屏的作用就是要接到这些“子弹”，不能漏掉一个。应该怎么样呢。

生：围一圈（学生很顺利的得到结论）

师：对，就是这样，用一圈荧光屏。展示图5。

5.得到α粒子的散射实验装置

结合上面的几点，我们就能理所当然的得到了实验的装置了（如图6）：

师：实验中打出来的粒子打倒荧光屏上，直接用眼睛观察可以吗？

生：是啊，这个光应该很微弱，单但用眼睛来看行吗？如果不行怎么观察呢？可以借助于望远镜，学生说，像观察远远的微弱的星光一样。

师：说对的，卢瑟福当年就是在一个望远镜片上涂上了荧光粉在观察的，为了便于观察，他让望远镜可以移动。至次，我们得到了α粒子散射实验装置。

小结

在老师的“诱”的基础上，学生通过“思”，终于完成了推理探究的过程。该过程培养了学生的逻辑推理能力，让学生通过自己的思考得到了科学规律，学生在获得满足感的同时，增强了自信，同时激发了他们对科学研究的兴趣。