《被压缩的空气》教学实录

简单分析一下,你觉得我们提了那几类问题?    评注:这是接着上节课的话题来的。上节课学生在玩注射器后,提出了许多要研究的问题。详情请参看21科学探究网上的课堂实录。
    生:第一个问题,堵住的针管为什么拉上去就弹回来;第二种是没有头子的这种用受按着有什么样的变化;还有一种是没有堵住的有风往上涌。
    生:我认为老师看到我们分了这三种类型 ……
    师:不是我看到你分的,是你觉得我们上节课同学们提的问题可以分成那几类?
   生:我认为分了这三种。第一种关于这有种针头的;第二种关于针托的;第三关于针管的。
    师:还有吗?关于这个问题。
    生:我们提的有两种。第一种是没有封住做实验提出的问题,另一种就是这种被封住的提出的问题。
    师:她说的简单一些。你说呢?
    生:我认为可以分为两种 ,一种是这种不要针头的,没有针头输液管的类型,第二种是这有针头的类型。    师:看样子大家对我们自己提出的问题记得还很清楚的。我是昨天上午听的大家的发言,上午又看了大家的纪录,下午看了看,今天上午还在看。(笑声)我都没理出一个头绪来,大家提了哪些问题,刚刚同学们一说,我现在一下子明白了,是呀,我们昨天提了好多好多问题 ,不就这几种吗?一种就是注射器前面被堵住的这一种,这种情况,你往前一按,一松开,就回来了,一按一松开,又回来了(教师在讲台上做演示试验)。还有一种情况就是前面没有被堵住的,我们在做实验的时候发现了一些现象,比方说,有风从里面出来,有同学说是热风,有同学说是凉风。还有同学说我这样往外拔,拔不出来,但是我放远一点拔 ,就能拔出来了(教师演示)。这又是一种现象对不对?还提出的一个问题,就是关于注射器本身的制作问题,它用了一些什么材料呀等等。是不是这样呀?
    生:(齐答)是的。
    评注:这个环节似乎没有什么具体的学习内容,但是很有必要。这也是整理事实,整理有关探究过程的事实。整理实验现象方面的事实,目的是使具体的现象理性化,形成对研究对象的规律性认识;整理探究过程方面的事实,目的是使探究思路和方法理性化,逐步形成对探究规律的规律性认识。尽管这种认识现在还只可能是初步的,如探究习惯的养成,简单的逻辑推理等等,但都是形成良好科学素养的重要基础。
    师:我觉得你们很会归纳,一下子把你们提得那么多的问题都弄清楚了。你觉得我们做实验该用那些注射器?
    生:我认为该用这种注射器,有的试验中也可用这种(拿出两种注射器)。
    师:为什么呢?
    生:因为可以进行比较。
      师:哦!可以进行比较。你说呢?
    生:我认为这种不能用,因为按着这个地方有漏气的,因为我们上次试验中有过漏气的现象。
    师:你说呢?
    生:我觉得这两种都应该使用。因为在实验中长期使用的是这种,用另一种看他们两个有没有不同点和相同点。
    评注:这里最好能让学生明确目的,确定自己究竟研究什么问题。这是进行探究的前提,不仅决定使用哪些材料,而且决定收集哪些事实。也许有的学生会自发地这样去做,但是我们应该抓住一切机会尽可能地把他们的自发行为变成自觉的探究,良好的科学素养正是在这样的转化中形成的。
    师:请坐。既然大家说这四个注射器都可以选用,那咱们都用。在试验过程中你想着我们刚才提的一个问题,就是那个被堵住的注射器,为什么活塞按下去,一松手,它又会被弹回来?就研究它,通过实验来研究它。另外,有一个要求,我不知道你发现没有,发了张大白纸(教师出示),你把你的实验过程,可用图画的形式画出来,也可以写字把它写下来,都行。我想看那一组同学,通过试验能够解释,能够想办法解释我们刚才提的问题。好不好?
    生:(齐答)好!
      师:明白我们现在该怎么做吗?
    生:明白!
    师:开始吧!
        (学生开始自己动手做实验,教师巡视、指导学生做试验。板书:活塞为什么能压下去?松手后活塞为什么会弹上来?让做好试验的小组把试验记录贴到黑板上。学生活动时间约12分钟)
    师:没做完的小组抓紧时间。我们现在进行下面的好不好?你们把试验过程记录了下来,你们想想,在这些试验过程中哪些是可以说明,解决这些问题的?想想清楚,待会儿可要说的呀!另外,我想今天这样,一个问题不要重复说了,当一个同学说了之后,如果你有新观点,可以补充一下,或者重新从另一个角度说,咱们如果能节约点时间,能说明这个问题最好,行吗?
    生:可以。
    师:谁先上来说?这一组最先拿上来的,第二组来。
(学生上台发表自己的观点,演示试验)
    生:我们把注射器封住,她就按不下去,它为什么会弹上来呢?那我们认为是这样的:因为注射器里没有空气,这个活塞我认为很轻,而空气有一种压力,所以就可以把活塞压下去。
    师:她是这样解释的。有的小组还没完成,大家的注意力不太集中。我不知道谁注意到他们说的没有,谁注意到了?好,你注意到了,你把那一组代表刚才说的再重复一次。
    评注:这就是在训练学生专注、协作的良好习惯。
    生:因为这个没有堵住口的注射器,用手把它给堵住了,它会弹回去,这个也一样会弹回去,为什么会弹回来呢?因为注射器里有空气,但是这个活塞非常轻,空气把它给弹回来,所以它会上来。
    师:这是这一组的意见,其他的组对这个问题有什么好的解释,你们可以自己上来说,就不用点了,好不好,自己上来说。
    生:我们这一组认为呢,这个注射器推上去以后,手松开可以压下来,我们给大家这样一个解释,这个活塞和这个注射器中间是存在空气的,如果把它压进去呢,空气所存在的空间就会变小,所以说,越往上推就感觉越有力量压在注射器的前壁,把手松开,活塞就减少了力量,再一个活塞可能很轻,所以说空气让它下降。(指弹回原位)
    师:不用举手,有什么想法自己上去说,就像她这样,而且说得很好。
    生:我也同意他们的意见,只是想给他们补充一下。我认为这样它压下去之后弹上来的原因就是,它先压下去以后,空气在里面占有的空间慢慢变小,然后把它一松,空气就会按照原来的样子,把它原来占的空间再占回来,就是说把活塞挤到了原来的位置,因为空气在里面占的位置是有限的,而且活塞在里面的地方也是有一定的位置,所以我们这组认为,空气可以把活塞给压下来。
    评注:这些话说得多好!可贵的是,他们是在真正地用自己的话表述自己的发现。当然,这些学生的表达能力很强,这是平时训练的结果。但是,试想如果他们没有真正全身心地投入到探究活动中去,没有自己的发现,能说出这番话来吗?
    生:我们这组提的问题就是,用手把注射器的头顶住,然后往上拉,最后放手它就会下来,如果再堵住气,往下拉就很难拉下来,而且(拉下来会)发出声音。所以,我们这个小组经过讨论才知道,原来这个气堵住了,这里面也有空气,所以才很难得出来。
    师:嗯,好像你和大家说的不是一个问题。
    生:我们这组认为是,像这样拉上来,里面就有空气占了很多位置,如果把它这样子压下去的话,压到一定的程度,空气就不能再缩到一端去了,然后一松手,本身活塞就轻,再加上手松了,它的力量也减少了,所以空气就吧它推回了原位。
    生:我不同意他说的话,他说把这堵住了,我的看法就是,(把活塞推进去)这堵住了,上面就没有空气,就把里面吸住了,就很难拔出来。
    师:哦!关于这个问题,咱们暂时不研究。研究另一个问题,好不好?
    生:我们研究的是这个问题,为什么活塞会弹上来?因为这个针管里本身就有空气,当我把活塞压下去的时候,空气已经是满的,当我把活塞压下去时,里面空气并没有流出,松手时空气流动比较快,这样活塞就会弹回来。
    生:我的意见是就是把它压下去,空气挤多了就越难压。它为什么会弹上来呢,就是它挤多了,一松手空气更猛烈,所以就弹上来了。
   
    生:我们把活塞往外拉,当前头没有堵住的时候,拉出来没有声音;当前面堵住的时候,拉出来就有声音。(当活塞拉出来时“砰”的一响)
    生:听了大家说的,我觉得我们还有一些说漏了的,空气受压的时候,受有一种力量把它往前推,空气很多,越推它空气压强就越强,活塞也很轻,我们的手又松开了,所以它就弹回来了。
    生:我不同意她说的意见,她说这个前面被堵住了,可以漏一点气。但是我认为一点气都漏不出去。
    生:但是它为什么会压下去一点呢?
    生:估计当时空气挨得不是很紧,你压下去一点它就挨得就非常非常紧。
    师:它的说法能够解决你的问题吗?
    生:我也不同意他的意见。你说他还可以压下去,压下去是说空气已经变小为止。但是它弹回来的原因就是,空气它永远占据了这么大的位置,而且它又较轻,所以它弹了回来。
    师:请你来。
    生:我们这组是这样认为的,这个注射器的针孔被堵住了,空气不流通,当我们把活塞往下按的时候,空气所占的位置减小,它们的密度加大,等我们手一松,就已经没有力量来按住这些空气了,空气中的密度减小,所以他就自动回到了原来的地方。
    师:别慌,别慌,我有一个词没有听懂,我想很多同学也不一定能听懂,“密度”是什么意思?
    生:“密度”就是空气与它原来所占的地方呢就是很小很少很平均,但是等我们用活塞往下压的时候,他们的位置就不够了,他们的密度就加大了。
    师:哦,这样体积小密度就大了。就是体积小了,空气还那么多,这个时候密度就变大了。明白了。
    生:我同意她的看法,我就是对她补充一点,因为橡皮泥把他粘住了,没有一点缝,所以(此处有脱漏)
    评注:这个过程很有意思。仔细看看学生的话,就会感到他们的思维逐步在沿着现象——产生这些现象的原因——事物变化的规律这个方向深化。这就是实事求是——从客观的现象出发,通过对这些现象进行思维加工,得到对事物的规律性的认识。
    生:听到大家都这么说,如果把活塞拉到底,然后再往上推,推到这个“2”的地方再松开手,就会回原位。但是我刚才发现,它不是回原位,而是在比原来差一点的位置。
    评注:请注意,由于探究和表述的需要,他已经引进数量了。
    师:我刚才听了很多很多同学的发言,我明白了好多好多事情。看我们的同学能不能帮助我把思路理一理:活塞为什么不能被压下去呢?你说。
    生:因为里面的空气太紧了,所以它不会被压下去。
    师:哦!空气太紧了,所以不会被压下去。好,你说。
    生:如果是没有被堵住的(针管),那么它前面就有一个洞,可以让空气从这个洞出去,它(活塞)就可以压下去了。
    师:堵着呢?
    生:堵着它前面和这是不一样的,这个没堵住,这个堵住了,我把它(堵住的)往下压,他这个东西(指空气)就密些,非常的密集,所以不能压下去。
    师:哦!还有想说的,你说。
    生:我觉得是针管有一定的厚度,如果把它的厚度做成和活塞一样宽,针管里的容积也会随着一样宽而宽,所以压不下来。
    师:你说呢
    生:空气先呆在针管里面的时候,空气不很密,是扩散的,如果把活塞按下去,空气越来越紧,所里就按不下去。
    师:哦!我明白了,刚才大家说活塞不能压下去,是因为这个针管里有空气,这个空气能由比较松的,散的,(板书:松散——)变成---后面一个词是什么?
    生:密度。
    师:变成密度,是不是?(板书:密度)
    生:是的。
    师:空气能够发生这样的变化,是不是这个意思?
    生:是的。
    师:第二个:活塞为什么会弹上来?
    生:我认为是这样的,因为我们先是把它(指活塞)压下去以后,空气占的位置变少了,这时候我松手,活塞就没有力量再往上弹了,(意思是不能比原来的位置更高)所以这时候空气就恢复了他原来占的位置。
    师:你有什么要补充的吗?
    生:还有,实际上并不是弹回原来的位置,空气是要占据所有的位置,针管最里面的空气再也推不出来,它才不会往下降。你可以推,它(指空气)还能出来。
    生:因为空气也有一定的压力,我们的手把活塞按下去,当我们得手之后松了之后,空气就扩散了,活塞是很轻的,空气就把特别轻的物体抬了上来。
    师:谁把活塞弹上来的?
    生:空气。
    师:那里的空气?
    生:针管里的空气。
    师:这样的我把它一压,它没弹上来呀!(教师在讲台上用没有堵住出气口的针管演示)
    生:刘老师,你用错了(针管),应该用这种(针管)。
    师:那这种针管和这种针管有什么区别呢?
    生:因为这个针孔没有被封住了,空气可以从里面排出来,而这个(指堵了口的针管)空气不可能排出来。
    师:那么这个时候这两个针管里的空气不一样啦!一样吗?(教师出示活塞在同一刻度的两个针管,一个封口,一个未封口)
    生:不一样。
    师:怎么不一样?你说。
    生:刘老师我觉得里面的空气都是一样的,就是他们的那个针管不同,这个针管被堵住了,这个针管没有被堵住。
    生:我觉得是不一样的,因为被堵住的针管里面,你压下去的空气跟弹上去的空气是一样的,体积越小压力就越大,而这个没有被堵住的,空气排出来了,剩下里面挨着的,所以不能弹上来。
    生:我认为这两个针管里空气都是一样的,就只是一个针管里空气比较松散,而另一个针管里面空气比较密集。
    师:那就是这里面比较密集吧。(指堵住的针管)我们说呢,活塞压下去之后,空气由松散的变为很密集的,大家也用到了“密集”这个词,这个有一个名字,这个时候空气……
    生:空气缩小。
    师:还是空气,但是有一个什么名字呢?就是空气被压缩。这(指针管)里面的空气由松散变为很密集了,就叫什么呀?
    生:压缩。
    师:好!活塞会弹上来,谁让它弹上来的?
    生:是压缩的空气让它弹上来的
    师:你说呢?
    生:我和他一样,认为是压缩的空气让它弹上来的。
    生:我认为刚才掉了一点,应该是被堵住了的针管。
    师:哦,,被堵住了的针管里面才有压缩空气。
    生:就是里面的空气如果被压缩,空气压力就会很大,然后就会慢慢恢复原样,恢复原样以后,活塞就会回到原来的位置。
    师:我明白你说的意思了。我看他说了很長很长一段话,我说一遍看是不是這個意思,空气由松散可以变成压缩空气,压缩空气很紧密,你一松手活塞会弹上来,里面很密很密的空气,它实际上会怎样?会还原成原来的样子,还原成原来的样子就把活塞——怎么啦?
    生:给弹上去了。
    师:看样子活塞弹上来是谁帮了忙?
    生:活塞压上去是手帮了忙。
    师:这,弹上来了。(教师再演示一遍试验)
    生:哦,是空气帮了忙。
    师:什么空气?
    生:压缩空气。
    师:压缩空气帮了忙。今天不错,明白了一些道理,发现了一些道理,什么道理?
    生:被堵住注射器压下去,里面的压缩空气会弹起来。
    生:我明白了道理,就是压缩空气,被堵住的针管有什么现象。
    评注:到这个时候才水到渠成地出现教材上要求的结论,这里没有丝毫教师硬灌的痕迹。
    师:今天回去以后找一找在我们的生活中,有没有什么地方用到了压缩空气。解释一下在这个地方为什么要用压缩空气?不用压缩空气行不行?