資源簡介

開展有效教學，構建和諧課堂
《物體的內能》是浙教版科學九年級上第三章第五節第一課時的內容。關于“熱能”，學生已經接觸到多次，但是概念模糊。在學習機械能后，有必要來了解這種常見的能量。本節以“物體的內能”為主題，從熱能和內能的關系入手，從生活中常見的事例著手，從微觀的角度（微粒運動）和宏觀的表現（溫度）給學生一個科學的概念，易于接受。本節的重點是討論改變內能的兩種方法：做功和熱傳遞。通過實驗和事例的分析，幫助學生理解，并在此基礎上，引出熱量和燃料熱值的概念。通過從能量變化的角度討論問題，為建立能量守恒定律奠定基礎。
2010年10月14日，在秋高氣爽、有效教學開展得如火如荼的日子里，來自安陽實驗中學、溫州市科學學科名師的莊振海老師為我們上了一節《物體的內能》的示范課。莊老師鮮明的個人教學風格，出色的教材處理能力和課堂駕馭能力，讓我們領略了名師的風采。莊老師從常見的事例高錳酸鉀溶于水的擴散實驗，醬油雞蛋的制備來導入課題，通過如何更快做成醬油雞蛋的提問，得出溫度越高，擴散現象越明顯，表示分子運動越劇烈。由此可以推知，溫度是物體內部大量分子無規則運動劇烈程度的標志。進一步指出物體內部大量分子的無規則運動所具有的能量跟溫度直接相關，得出熱運動和內能的概念。內能變化的判斷依據是溫度的變化，莊老師引導學生，進行"如何判斷溫度變化"實驗設計。做功改變內能是本節教學的重點。莊老師通過壓縮活塞硝化棉燃燒、氣體對瓶塞做功，用打氣筒對可樂瓶中的氣體做功，用點式溫度計來測量可樂瓶中氣體的溫度變化等三個演示實驗，使學生理解外界對物體做功，物體的內能增加；物體對外做功，物體的內能減少。從能的轉化看，通過做功改變物體內能，實質上是其他形式的能與物體內能的相互轉化。熱傳遞可以改變物體的內能，這方面有很多常見的事例。莊老師在教學中進行逐步引導，使學生對熱傳遞過程中內能改變情況有個較為完整的理解，為“能量守恒”的引入打好基礎。最后莊老師通過概念圖，把熱運動、內能、做功、熱傳遞、熱量、功等概念聯系在一起，說明做功、熱傳遞實質是能的轉移和轉化，它們對內能改變是等效的。
莊老師這節課的最大亮點是培養學生的思維能力。素質教育的一項重要任務就是培養學生的思維能力。思維是智力的核心，思維能力的開發和培養對學生當前的學習和未來的發展均有重要意義。思維能力的培養貫穿這這節課的始終，從怎樣更快的制備醬油雞蛋的提問，一切物體是否都具有內能的設疑，到壓縮活塞硝化棉燃燒，氣體對瓶塞做功，用打氣筒對可樂瓶中的氣體做功等三個演示實驗的現象觀察，原因分析，學生思維始終處于積極狀態。特別是"如何判斷溫度變化"的實驗設計，給我們留下了很深的印象。學生提出的方案各種各樣，如給玻璃瓶安上一個帶彎玻璃管的橡皮塞，在玻璃管里滴幾滴紅墨水，根據氣體的熱脹冷縮觀察紅墨水的移動方向來判斷玻璃瓶內氣體溫度的變化；把冰放在物體邊上，觀察冰熔化的量判斷物體溫度的高低；有一位學生的方案設計很有意思，在打氣筒邊上放一團棉花，觀察棉花是否會燃燒，判斷打氣時打氣筒的溫度變化，莊老師就問，你試過嗎？學生回答，小學時試過，但沒成功，莊老師又啟發學生，你認為沒成功的原因可能是什么？學生回答可能是棉花著火點太高；更有一位學生方案更絕，他設計一個電路，通過熱敏電阻的變化，改變電流來測量溫度的變化，同時向大家展示了電路圖的設計，分析了工作原理。通過實驗方案的設計，我們不禁驚嘆學生的創造能力和思維能力。莊老師增加的"如何判斷溫度變化"實驗設計，不僅是讓學生理解書中安排幾個演示實驗的本質, 在培養學生的思維能力的同時，也對學生進行科學方法教育,即用可以感知的現象去判斷不可感知的事實,實現科學知識、方法、科學態度的有機整合。
莊老師這堂課的第二個亮點是實驗改進的創新。在演示了壓縮活塞硝化棉燃燒、氣體對瓶塞做功這兩個實驗后，學生通過硝化棉燃燒、瓶塞被彈出后氣體霧化等宏觀現象，得出了外界對物體做功，物體的內能增加；物體對外做功，物體的內能減少的結論。為了更好的演示物體的內能的變化，結合上面的"如何判斷溫度變化"實驗設計，莊老師采用了點式溫度計，補充了用點式溫度計來測量可樂瓶中氣體的溫度變化的實驗，并把點式溫度計直接實物投影，在屏幕上清晰地顯示出可樂瓶中氣體的溫度變化，從28℃變化到28.4℃再到27.4℃。此實驗新奇有趣，它不僅引導學生從宏觀、定性判斷物體內能的變化，還用從溫度變化的定量角度反映物體內能的變化。教師的創新實驗改進，在學生獲得的科學知識的同時，培養了學生敏銳、精確、獨到的觀察能力，在無形之中也會激發學生的思維，培養了學生的創新意識，能促使學生學會學習，開發思維，促進學生素質全面發展。
本節課的又一個亮點是構建概念圖。概念圖是意義學習的重要策略，它以直觀形象的方式表達知識結構，有效呈現思考的過程及知識的關聯，引導學生進行意義建構，非常接近人的自然思維過程。研究表明，概念圖容易被學習者快速識別并迅速掌握，有助于提高學習者對知識系統的整體理解力。因為，從知識表示的角度看，概念圖能夠構造一個清晰的知識網絡，便于學習者對整個知識架構的掌握，有利于直覺思維的形成，促進知識的遷移。同時，還可以通過概念圖直觀快速地把握一個概念體系，甚至是一個學科體系。一旦學生概念圖的形成，那是經歷一次頭腦風暴的過程，它既是原有思維的呈現，更是創造性思維的激發過程。在科學教學中，應用以概念為核心創建概念圖的策略顯得很重要，它能避免冗雜的概念堆砌，以框圖的形式將概念以及概念之間的意義關系清晰地呈現給學生，促進有意義學習，提高學習效率。本節課莊老師利用概念圖既揭示了本節課的知識結構，又突破了本節課概念多而抽象的教學難點。內能、做功、熱傳遞既是建立在熱運動概念的基礎上，又是熱量的概念，功和熱量來度量內能變化的基礎。通過概念圖，很好的揭示它們之間的聯系，又說明做功、熱傳遞實質是能的轉移和轉化，它們對內能改變是等效的。利用概念圖教學，不僅有效呈現本節知識的關聯，達成教學和學習目標，還能促進學生知識的遷移和創造性思維的激發。
在聽了莊老師的《物體的內能》示范課后，使我對有效教學有了更進一步的思考和收獲,下面我結合這節課，談談在開展有效教學過程中，怎樣構建和諧課堂的體會。
1．以實驗探究為基礎，達成教學三維目標的和諧統一。堅持以學生的發展為教學目標，促進學生學習和發展是有效教學的基本價值和根本目的。在《物體的內能》這節課中，莊老師很好的將知識、能力、態度三方面進行有機的整合。比如對內能的概念教學，改變內能的方法的學習，"如何判斷溫度變化"的實驗設計，點式溫度計來測量可樂瓶中氣體的溫度變化的實驗改進，莊老師都是通過實驗探究的方法來為學生構建的。在這過程中，學生主動參與合作、共同經歷和體驗，使得學生的情感、態度與價值觀等得到了相應的培養，探索精神、動手能力等得到了發展，三維目標得以全面、整體、協調的發展。
2．課堂有效教學的關鍵，是預設與生成的和諧統一。有效教學既是預設的，也是動態生成的，是充分預設與動態生成的辯證統一。莊老師對這堂課進行精心預設和充分準備，體現如下：新課引入的高錳酸鉀溶于水圖片、醬油雞蛋的準備、溫度變化引起科學量變化的思考、壓縮空氣實驗的準備、點式溫度計的創造性實驗改進、概念圖的構建。同時面對動態生成的課堂，更發揮了莊老師對學生的組織、引導和領導的作用。由溫度變化引起科學量變化的實驗設計中，在莊老師的引導下，學生的發散思維和創造能力得到了極大發揮。學生提供的實驗方案各種各樣，由溫度變化引起的物態的變化、氣壓的變化、電阻的變化等等，莊老師都能及時的把學生的方案通過學生描述、現場展示、媒體投影等多種方法給予肯定、指導并為后面的點式溫度計作了很好的鋪墊。雖然在做做功改變物體內能的實驗時，壓縮活塞時硝化棉沒有燃燒，導致實驗失敗，但是莊老師靈活地調整教學策略，啟發學生如果實驗成功了會怎樣？及時地處理這個偶發瞬間。精心預設和立足文本重點、難點進行的有效生成是有效教學的保證。
3．教學思維結構的和諧平衡，是提高有效教學的重要途徑。在有效教學中，如果教學思維清晰，結構合理、辯證全面，則教學有效性就高，反之就會下降。教學思維的單向性和片面性，重邏輯思維輕直覺思維，重演繹思維輕邏輯歸納，教學思維缺乏清晰、合理和平衡的結構是現實教學的缺陷之一。在這節課中，莊老師卻很好的做到教學思維的平衡。如在內能概念的教學過程中，高錳酸鉀溶于水的擴散實驗，醬油雞蛋的出示以及怎樣更快做成醬油雞蛋的提問，很好的揭示了分子的熱運動與溫度的關系并歸納出內能的概念；又通過冰山的圖片，對于冰是否也具有內能的問題，這一系列的過程中培養了學生的演繹思維。后面又通過三個演示實驗：壓縮活塞硝化棉的燃燒實驗、氣體對瓶塞做功實驗、用打氣筒對可樂瓶中的氣體做功，用點式溫度計來測量可樂瓶中氣體的溫度變化實驗，歸納出做功能改變物體的內能；接著又啟發學生除了做功外還有哪些方法能改變物體的內能，生活生產中有哪些例子，既引出了熱傳遞能改變物體的內能，有培養了學生的發散思維。莊老師這種讓學生通過大量的實驗和實例歸納，是一種從特殊到一般再到特殊的教學思路，有益于創新性知識的學習。因此，教學思維的平衡，是提高有效教學的重要途徑，也是有效教學的基本特征。
4．知識結構的和諧構建，有利于學生知識遷移和思維發展。莊老師利用概念圖建立本節課的知識結構，又突破了本節課概念教學的難點。莊老師把概念圖用于教學設計，并在課堂中用作教學策略，就是要求學生自己去嘗試建立概念圖，更成功地把握概念的意義，也能成功地對自己的學習進行控制。概念圖作為一種學習方式，為學生提供了一種有效的思維工具，使學生成為概念學習的主人，真正參與概念的建構過程中來，同時也提高了學習的效率。
課堂是一門遺憾的藝術。莊老師在用打氣筒對可樂瓶中的氣體做功，用點式溫度計來測量可樂瓶中氣體溫度變化實驗時，實驗效果非常明顯，在屏幕上清晰地顯示出可樂瓶中氣體的溫度變化，從28℃變化到28.4℃再到27.4℃，莊老師只分析了溫度從28℃變化到27.4℃的原因，瓶中氣體對瓶塞做功，溫度降低，瓶中氣體內能減少，而沒有捕捉到溫度從28℃變化到28.4℃再到27.4℃的中間28.4℃的變化，如果這時能因勢利導，啟發學生為什么先變為28.4℃再到27.4℃的原因，既很好的解釋了對氣體做功和氣體對外做功引起的內能變化，也是對課堂中的動態生成很好的詮釋。另外，壓縮活塞硝化棉的燃燒演示實驗失敗，也是一個缺憾，如果事先將自己成功的實驗拍成視頻，作好萬一實驗失敗的準備，那這節課就顯得更加完美了。

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