廣西貴港市平南縣大安高中 覃振寧

一、探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)環(huán)境

《自制太陽能熱水器》是一個(gè)課外的趣味性探究課程，是熱傳導(dǎo)、能量間轉(zhuǎn)化等知識的擴(kuò)展。高中學(xué)生對能源有一定的了解，對于太陽能也有一定的的認(rèn)識。太陽能熱水器更是生活中的常見設(shè)備，因而也不會(huì)感到陌生。自制太陽能熱水器的前提，必須要探究太陽能熱水器原理和材料的選擇，這過程中就包含著物理學(xué)中的重要的物理科學(xué)方法，具有一定的探究價(jià)值，能較好的鍛煉學(xué)生的探究能力和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。所選內(nèi)容貼近生活，又不乏趣味，能很好的讓學(xué)生體會(huì)物理存在與生活，生活存在物理，通過探究、設(shè)計(jì)，在運(yùn)用知識的同時(shí)，獲得較強(qiáng)的成功感。

二、探究活動(dòng)方案的設(shè)計(jì)

自制太陽能熱水器

（一）活動(dòng)簡介

太陽能正在漸漸地走進(jìn)我們的生活，太陽能熱水器對于很多家庭來說并不陌生，但太陽能熱水器有各種各樣的，效果也不一樣。本次探究就是通過對常見的材料吸收太陽能的能力進(jìn)行猜想，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究，然后利用最合適的材料自制一個(gè)簡易的太陽能熱水器，在培養(yǎng)探究能力、動(dòng)手能力的同時(shí)，獲得更多對太陽能熱水器和太陽能的了解，加深對能量間轉(zhuǎn)化的認(rèn)識。

（二）活動(dòng)目標(biāo)

通過引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)、相互交流、分析問題、動(dòng)手操作，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、觀察生活現(xiàn)象，勤于思考的習(xí)慣、動(dòng)手實(shí)踐、交流合作的能力。

（三）注意事項(xiàng)

一是在使用高功率臺燈時(shí)，必須有老師指導(dǎo)，規(guī)范使用，以免燙傷。

二是不能用燈直射眼睛，不用時(shí)要及時(shí)關(guān)燈。

（四）活動(dòng)準(zhǔn)備

一是材料準(zhǔn)備：鐵管、鋁管、銅管、塑料管、玻璃管、水、尺、鉛筆、紙、硬紙。

二是儀器準(zhǔn)備：溫度計(jì)八根、大功率臺燈四盞 秒表四個(gè) 投影儀 剪刀。

三是組織準(zhǔn)備：4人一組，共分4組。

一人作為組長，主要負(fù)責(zé)交流與分享；一人主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)操作；一人負(fù)責(zé)記錄活動(dòng)情況，填《活動(dòng)單》，并且控制時(shí)間。

（五）活動(dòng)過程

一是創(chuàng)設(shè)情景：簡述有關(guān)上海世博會(huì)的主題和所倡導(dǎo)的低碳生活，由節(jié)能減排聯(lián)系到能源。

二是提出問題：通過展示三個(gè)簡易太陽能熱水器的圖片，從中能發(fā)現(xiàn)什么問題呢？

三是猜想：學(xué)生根據(jù)對太陽能熱水器的了解和生活經(jīng)驗(yàn)，猜想最佳的材料。

四是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：學(xué)生通過討論，針對猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并填寫活動(dòng)單。

五是做實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)論。六是報(bào)告實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。

七是討論并報(bào)告：哪種更適合做太陽能熱水器?理由是什么？

（六）活動(dòng)拓展

活動(dòng)結(jié)束后，要求學(xué)生利用他們探究和討論的結(jié)論，自制一個(gè)簡單的太陽能熱水器，然后到真實(shí)的情景中接受太陽光的直接照射，對比其效果。要求學(xué)生事先把他們設(shè)計(jì)的模型畫在活動(dòng)工作單上。

三、探究活動(dòng)的實(shí)踐

（一）準(zhǔn)備階段

材料準(zhǔn)備：鐵管（若干）、鋁管（若干）、銅管（若干）、塑料管（若干）、玻璃管（若干）、水、4把尺、4支鉛筆、四張紙、4份硬紙。

儀器準(zhǔn)備：溫度計(jì)八根、大功率臺燈四盞 秒表四個(gè) 投影儀一臺 4把剪刀

組織準(zhǔn)備：本次探究活動(dòng)人數(shù)為8人，將其分為4小組，每組2人，小組成員自行分工。

（二）實(shí)踐階段

本人的設(shè)想是，學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，向老師要實(shí)驗(yàn)材料，這樣能更好的挖掘?qū)W生思考的主動(dòng)性。

在設(shè)計(jì)試驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生大體能知道操作步驟，但當(dāng)老師問到應(yīng)注意哪些問題時(shí)，卻少有學(xué)生能回答出來。對于控制哪些變量，學(xué)生的意識還是比較弱的。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，每組學(xué)生的做法都不一樣，而且和筆者課前的預(yù)想有較大出入。

在學(xué)生報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果，簡述實(shí)驗(yàn)過程中，報(bào)告組要回答老師、其他小組提出的問題，通過報(bào)告實(shí)驗(yàn)成果，簡述實(shí)驗(yàn)過程，讓其他小組的成員了解不相同之處，通過提問和質(zhì)疑，互相學(xué)習(xí)，互相借鑒，吸納亮點(diǎn)。讓報(bào)告小組展示自己的成果，增加成就感，鍛煉交流能力和應(yīng)變能力。但學(xué)生質(zhì)疑的意識還不夠強(qiáng)，很多自己感到懷疑的問題沒能很好的提出來或覺得不好意思提出來。課前，筆者認(rèn)為只有少數(shù)同學(xué)能考慮到材料的散熱性能，而且做吸熱和散熱的實(shí)驗(yàn)會(huì)有兩種不同的方案，因此學(xué)生在選擇材料制作太陽能熱水器時(shí)會(huì)有不同的理由。學(xué)生的表現(xiàn)基本印證了筆者的預(yù)想。

四、探究實(shí)踐的反思

整個(gè)活動(dòng)過程主要是以學(xué)生探究為主，教師指導(dǎo)為輔，真正體現(xiàn)學(xué)生是主體，教師是探究活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者、合作者。剛開始，大多數(shù)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路清晰，主動(dòng)探究，求知欲較強(qiáng)。特別是在報(bào)告交流環(huán)節(jié)，學(xué)生的思維活躍，勇于發(fā)表見解。最難得的是，學(xué)生在設(shè)計(jì)模型環(huán)節(jié)表現(xiàn)出來的創(chuàng)新思維，每一組都能大膽想象，不禁錮在已有的認(rèn)識上。學(xué)生切實(shí)通過自主探究，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，既學(xué)了知識，也能提高合作交流能力和動(dòng)手能力、探究能力，對物理存在于生活有進(jìn)一步的認(rèn)識，科學(xué)素養(yǎng)也得到進(jìn)一步培養(yǎng)。

雖然學(xué)生能順利的完成探究學(xué)習(xí)，但學(xué)生的表現(xiàn)與筆者課前的預(yù)期效果存在一定差距，探究過程還是遇到了以下問題。

第一，有一組學(xué)生開始就遇到困難，不知從何處下手，探究過程處于被動(dòng)，動(dòng)手能力稍差。從整個(gè)探究活動(dòng)可以看出，同學(xué)們的探究能力和動(dòng)手能力還是有一定差距的。

第二，實(shí)驗(yàn)過程遇到一些學(xué)生難以理解的問題：比如，停止加熱，但溫度計(jì)的讀數(shù)仍然上升，學(xué)生不知原因；溫度計(jì)伸進(jìn)不同水面高度，讀數(shù)也會(huì)不同，對學(xué)生造成困擾；每一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，臺燈正對材料的不同部位，結(jié)果也不同。

第三，對數(shù)據(jù)的處理存在困難。對各小組在探究過程中出現(xiàn)的問題，分析其原因：一是對學(xué)生的整體情況了解不夠，學(xué)生水平的不一，遇到問題時(shí)處理手段區(qū)別大；二是高估了學(xué)生的探究能力，加上交代不詳細(xì)，增加了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的難度；三是控制變量不統(tǒng)一，導(dǎo)致最終的結(jié)果不具有可比性。。

最后，筆者認(rèn)為，在上一節(jié)探究課前，教師要充分地做好準(zhǔn)備，包括知識、可能出現(xiàn)的問題以及應(yīng)對的方法等。探究式學(xué)習(xí)是一種受學(xué)生歡迎的教學(xué)方式，是一門博大精深的藝術(shù)，不是短時(shí)間能掌握好的教學(xué)方式。每一位教師都應(yīng)該在工作之余盡可能地學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識，利用教學(xué)平臺進(jìn)行實(shí)踐，提前體驗(yàn)探究活動(dòng)的過程，有利于教師適應(yīng)新課程改革，提高教學(xué)技能，實(shí)施素質(zhì)教育。