学生课内探究式教学案例：《探究固体熔化过程温度的变化规律》

石多成

摘要：科学探究是物理课程的重要内容和学习方式。物理学是一种探究，科学探究是学习和领悟物理学的基本途径。通过亲身探究获得的知识是学生自己主动建构起来的，是学生真正理解、真正相信的，是真正属于学生的。探究式教学，指的是在教师的指导下，学生以类似科学研究的方式去学习学科知识与技能、获得科学方法、感受科学思想的教学方式。教师在指导学生探究时，在科学过程与方法及操作技能上不必要求過高，这也不是教师指导学生开展探究活动的重点。教师要做的是，如何与当地的教学环境、教学条件、学生实际相结合，指导学生构建可操作的实验装置，真正地解决问题，真正经历到科学探究的过程，。让学生在探究中，体会到物理就在身边，是能够触手可及的，是有趣的，这样才能让学生真正得到发展。

关键词：探究；问题解决；学生发展

本节教材在探究固体熔化过程温度变化规律时，采用的样品是奈和海波。我校实验室样品是多，但配套的实验装置只有两套，用萘，由于熔点高，实验时间太长了，弃用；用海波，熔点低点，但时间也不短，管理学生难度加大，还得自己组装实验装置，对学生来说，难度大，关键用酒精灯，危险系数高了，也基本弃用。那怎么办呢，依据我们这里学生的认知水平，还有就是初二的学生还没有学习化学，对化学药品没有认识，但是对冰雪非常熟悉，也知道冰点是0摄氏度，所以我选择了冰。

1.提出问题：学生根据春暖花开时节，冰雪熔化；冰箱冷冻室的冰棒取出后放进嘴里很快熔化，知道固体熔化是吸热的，那么吸热后，温度一定是上升的吗？

2.做出假设：学习温度计时，测量过冰水混合物的温度是0摄氏度，而冰熔化时，有冰有水，温度要保持0摄氏度，所以冰熔化过程温度有上升阶段，也有不变的阶段。

3.制定计划与设计实验：实验前，学生自己在家的冰箱里制取适量的冰块，然后将温度计玻璃泡伸入冰块中。学生采用的方法有三种：一是将水和温度计同时放入冰箱，冻好后，温度计玻璃泡就在冰中央了；二是先将水冻成冰，再用工具在冰中凿洞，放入温度计玻璃泡；三是将水冻成冰后，将其磨碎成冰渣，再放入温度计玻璃泡。实验时，将带来的装置（做好保温处理）放在室温的环境或温水中，同时观察熔化过程，每隔一分钟记录一次温度和物质状态。

4.进行实验与收集证据：采用水浴法，组装好实验装置；在设计好的数据表格里记录初始温度和时间及物质状态；每隔一分钟记录一次温度和物质状态；将冰熔化前、熔化时、熔化后三个阶段的温度随时间的数据转化成坐标纸上的图像。

5.分析论证：分析数据和图像，得出结论，冰熔化前，吸热温度上升，呈固态；熔化时，吸热温度不变，呈固液混合态；熔化后，吸热温度上升，呈液态。

6.评估、交流：（1）怎么把温度计插入冰块中，（1）有的小组是在实验室钻个洞放入，会看到温度计示数下降直到和冰块温度一致；（2）有的小组是在家冻好冰块后，钻洞放入，再放回冰箱冻牢固，实验时一起带来；（3）有的小组是将水和温度计同时放入冰箱，冻好后，温度计玻璃泡就在冰中央了；（4）有的小组将水冻成冰后，将其磨碎成冰渣，再放入温度计玻璃泡，会看到温度计示数下降直到和冰块温度一致。经讨论无论哪种方式，温度计示数稳定后显示的是冰熔化前的一个初始温度。但是（4）方案更好一些，可以节省探究时间，但在加热过程中要做好搅拌工作，做到受热均匀。

（2）怎么做好保温工作，细心的小组（尤其是女生）用厚厚的小棉布包，冰就没熔化；粗心一点的就熔化一些；再粗心的就快熔化完了。

（3）整个装置若在室温下熔化，时间会很长，冰多的话，熔化不完就下课了，所以经讨论用了水浴法，但水温的选择也是要尝试的，太热，过快，数据太少，观察不清晰；太凉，过慢，课间时间不够；所以水的温度一定要合适，这样时间适中，物质状态的观察也清楚；还有冰块的多少也要在实验前多次尝试，选择合适的量。对于学习能力较弱的学生，冰熔化的全过程可以不完成的，只要能观察到冰熔化过程中，吸收热量，但温度不变就可以了。

综述：这个案例，是一个可以完成的较完整的探究过程。但在教学中，各环节里还是有重难点的。学生的障碍体现在制定计划与设计实验这个环节。这里涉及到很多的子问题：（1）温度计玻璃泡怎么样稳固的放入冰块中？（2）实验前，如何给冰块保温不熔化？（3）冰熔化前，什么时候记录初始温度？（4）如何加热保证熔化时间适宜，便于观察和记录数据？这四个问题的解决，（1）、（2）学生经过思索和讨论可以解决，但（3）、（4）需要教师给与一点提示。整个探究过程学生完成的还算顺利，大多数学生都完成了冰熔化过程吸热温度是不变的这个过程。学生在自己的思考和教师提点下，一步步解决遇到的障碍，并成功越过，直至达到目标和完成任务，总结出冰熔化温度的变化规律，学生会觉得非常有成就感的。这也是真正的物理学习过程。