关于鸡蛋放在冰箱冰冻层的探究教学广西桂平市大洋中学物理教师:申春连 【内容摘要】:随着新课程标准的颁布,涌出了各种新的教学模式,探究式教学就是其中 之一,本论文是笔者针对这种教学方式的首次研究。本论文的目的是为了让学生体验研究 和探索的实验过程,学习研究方法,培养学生的创新精神与能力,同时通过教学效果了解 学生对这种方法的感受,进而改进和完善此种教学模式。本文主要以鸡蛋放在冰箱冰冻层 为素材,进行活动设计。通过对探究教学的研究,发现它是一种能多方面发展学生能力的 教学方法,教学效果显著,能培养学生积极探索,开拓创新,与人合作等方面的能力。所以,“探究式教学”有必要进行大力推广。但这种教学方式还在发展之中,有着很多不完 美之处,需要教育工作者不断地改进与完善。 【关键字】:冰冻 鸡蛋 实验 探究 教学 一、前言 长期以来,我国很强调本学科本专业知识的积累,我们国人会很骄傲地说中国的基础 教育有多么扎实,美国孩子的数理化有多么差劲。这确是事实,在国际奥林匹克竞赛中, 桂冠荣誉很多时候都属于中国学生,已经可以说是专利了。但在我们骄傲的同时,也必须 面对一个尴尬的局面:另一个让人注目的国际大奖------诺贝尔奖,在里面至今仍然没有一 个中国本土科学家的席位。此外,还有一普遍现象,也倍使我们担忧:当今的大学生毕业生 找工作越来越难, 他们无论从质还是量上都不能满足企业的迫切需要,不是大学生过剩, 而是我们培养出来的学生不具竞争力。试问为什么我们基础教育好却创新少能力差呢? 这都是传统教学重基础而轻能力培养的结果。传统教育以知识为中心,书本知识成为 定论,学生因此缺乏质疑精神,思维活动受限制。他们习惯于接受学习,死记硬背,机械 训练,只满足于答案,而不会深入思考。传统教学又以教师为中心,把学生当成教师教的 陪衬,教师“一言堂”“满堂灌”的教学方法,被他们奉为便捷有效和最常用的方法。在 这样的课堂上,“双边活动”变成了“单边活动”,教代替了学,学生是会被会教会,而不 是自己学会,更不用说学了。因此这种教育关心的是教学进度,重视教学的结果而忽视学 生学习的过程。这种教学方式正是我国学生高分低能,而缺少创新的根本原因,而且还会 使学生产生抵触和厌学的现象,不利于培养学生的独立性和自主性。 针对传统教学存在的这些弊端,我国教育部在2001 年初颁布了新的课程标准,进行 了新一轮的教育改革,旨在培养全面发展的学生,使应试教育向素质教育转变。 随着课改的颁布,涌现了很多新的教学模式,其中探究式教学是备受世人注目的。 所谓探究指学生用以获取知识,领悟科学家的思想观念,领悟科学家研究自然界所用的方 法而进行的种种活动。探究式教学,就是以探究为主的教学,具体说它是指教学过程是在 教师的启发诱导下,以学生独立自主学习与合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容, 以学生周围世界和生活实际为参考对象,为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问 题的机会,让学生通过个人,小组,集体等多种解疑尝试活动,将自己所学知识应用于解 决问题的一种教学模式。这种教学模式的教学流程为提出问题,猜想与假设,设计实验, 进行实验,分析论证。这样的教学设计,使学生由过去的被动接受者变为主动求知者,教 师从知识传授者变为学生学习的指导者、帮助者、参与者。开放了自主的学习环境,平等 的师生关系,多样化的学习方式使学生形成积极主动的学习态度,更好地培养学生实践和 创新等多方面的能力。 对探究式教学的初次接触,是源于选修《中学物理疑难实验的探究》这门课。当时 老师一改以前传统的老师讲授学生听的方法,让我们进行自主探究,然后设计教学活动并 实施。作为其中的一员,在老师的指导下,我得到很大启发。后来在同事的指导下,对探 究式教学有了更进一步的了解。进行了大量的实验探究之后,在老事和同学的帮助之下, 自己利用浅薄的物理知识,也设计了一些探究活动,下面是比较成熟的一个方案,并与同 学进行了教学讨论。 二、活动的设计方案 先向学生提出问题: 日常生活中,我们用冰箱保存鸡蛋,一般会放在冰箱的上层--------保鲜层,而不放到 冰冻层。那鸡蛋可以放到冰冻层中吗?换句话说鸡蛋放到冰冻层中会出现什么现象? (一)学生猜想现象 1、鸡蛋表面结冰,之后冻成一冰块 2、鸡蛋蛋壳破裂 3、鸡蛋壳不会破裂,只是被冻坏 4、蛋清和蛋黄凝固了 5、解冻后,蛋清变稀,粘稠度不如之前 6、蛋清和蛋黄变质了 预测反应:对于前面4 个现象,是鸡蛋冰冻后出现的现象,预计学生可以想到,但把鸡 蛋进行解冻后出现的现象,可能学生一时回答不出或者把握不准。) (二)选择学生较感兴趣的现象之一:鸡蛋蛋壳破裂,来开展进一步探究活动。引导学生 对产生这一现象的原因猜想。 学生的猜想: 1、热胀冷缩 2、液体(蛋清与蛋黄)变固体 3、水变成冰,体积增大 补充:对于其他现象的探究如:现象5、6 可让学生进行课外探究,还有着较大的开发空 (三)引导验证1、对原因1 进行分析论证:鸡蛋在0以下的低温环境,根据热胀冷缩原理,内部物质 体积应该变小才对,又怎么会让蛋壳破裂,此因素排除。 2、对原因2 引导学生可否用实验验证,有的学生可能会想到把蛋清和蛋黄分别放入冰 冻层进行冰冻,观看它们体积的变化情况。实验结果,他们体积变化不明显,不好排除。 再引导他们通过理论上进行分析:水煮鸡蛋,蛋清,蛋黄都变成了固体,但蛋壳却没有破, 又可以排除此因素 3、对原因3,引导学生用实验去验证,最后得出实验方案:冰冻一杯水与一杯油,冰冻 水的杯子破裂,此猜想得证(这个实验可能学生想不到,需要层层引导)。通过演示实验 让学生认识到水的特殊性质,并且使他们对水变成冰体积增大有了更深的认识。 (四)联系实际 鸡蛋经过冰冻之后出现了裂缝,会让鸡蛋更易变质,主要是细菌侵入,酶的活性减 弱等,使学生更清楚更深刻地认识鸡蛋不能放到冰冻层,要放在保鲜层中。同时再拓展一 下生活中有关水变成冰之后体积增大的应用,如啤酒、瓶装牛奶都不能放到冰冻层中,应 放到冷藏室中。 三、对活动设计方案的总结 以上是我对所探究素材的活动设计,总体说是比较简单的,是一个小型探究活动,开 发的空间也不是很大,利用到的探究结果也不多。其中原因是多方面的,有素材本身的局 限性也有时间的限制性也有本人知识结构欠缺性。其实这个素材还可以从其他方面切入, 如经过冰冻后蛋清和蛋黄的变化,他们的营养成分丢失多少,怎样的保存才能使鸡蛋保鲜 期尽可能长,营养成份尽可能少流失。在实验探究过程中,自己对这方面有了初步了解, 不过其中还有着很多不明白之处。在尝试水煮冰冻鸡蛋时,自己也发现了很多有趣现象, 如在煮蛋过程中出现白色泡沫状的物质,而且蛋黄和蛋清颜色较平常无变化,但是表面有 很多疙瘩等,这些都要有待下一阶段的探究,或许可以开发出另外的探究资源。因为时间 仓促,致使探究没能进行下去。对活动设计也没能实施教学,这是其中的不足。 四、教学活动实录(见附录) 五、反思 将近两个多月的探究活动,要接近尾声了。虽然在探究的过程中,自己还有很多未 解决的问题,而且由于时间问题,没有把自己设计的活动付诸行动,只是和同事进行了教 学探讨。但是自己在研究素材的基础上,开发出了一些教学资源,懂得了如何设计与开展 探究活动,怎样的教学方式更有利于学生的全面发展。 刚开始搞探究活动的时候,自己可是一窍不通,对于这种新颖的教学方式,自己表现 出了极大的陌生感。后来,导师安排了很多的探究活动,如微波炉煮鸡蛋,葡萄酒真伪的 鉴别等,让我们参与到活动当中,通过参加活动讨论,自己对探究式教学的实施流程,选 材的方向有了一定的了解,也能体会到这种教学方式使学生思维活跃,可以锻炼学生各方 面的能力。 带着对探究教学的初步了解,本人也开始着手自己的探究。首先要寻找合适的素材, 这是设计好探究活动的基础。万事开头难,自己为了寻找一些好素材,可费了很大的劲。 一有空就往图书馆钻,阅读了《趣味物理》、《物理漫游》、《物理创新思维探秘》、《物理探 索者》、《十万个为什么》等等,但收集到的资料并不是很理想。有些素材难度太小,不能 顺利创设问题情景,没有什么悬念可操作性不强。还有些素材没有趣味性,是比较抽象的 理论,不利于吸引学生,不能引起学生的认识冲突,调动不起学生探究的欲望,不利于学 生思维的发散。后来又通过网上搜索趣味物理化学,趣味物理里小实验,收集到一些自认 为还可以的素材,有声音灭蜡烛,纸锅能否烧水,冷却牛奶最佳方案等。 在即将开展这些素材的实验探究的时候,在汇报会上就被导师全部否定,说这些都是 老素材,假如没有新的突破,探究也就没有意义了。我把教学想得太简单了,要突破前人 几百年前已研究透的课题,在短短几个月,对一个本科生来说,可以想象存在的难度。看 着自己计划的方案就这样归于失败,自己陷入了焦虑与迷茫之中。 受传统教学影响深刻的我,在后面的几次尝试也是无功而返。最后,在导师的启发下, 自己选择了冰冻鸡蛋这个素材进行实验探究。这是一个新素材,很具有开发空间,这也再 度激发起我的探究欲望。首先把鸡蛋进行冰冻,发现了很多不寻常的现象,如蛋壳裂开, 蛋清变稀,蛋黄凝固等。后来又根据现象进行了深入的探究。与此同时,自己也开始利用 自己探究出的结果进行活动设计。我是以鸡蛋放到冰冻层这一反常做法入手,激发学生的 兴趣,引起他们对本课题研究的欲望。再针对冰冻鸡蛋出现裂开现象进行下一步的探究。 对于原因的猜测,对一般学生来说,他们很难认识到是水变成冰体积增大,这需要老师的 层层引导。最后用一个演示实验:分别用玻璃杯装满一杯水和一杯油进行冰冻,最后装水 的杯子裂开了,装油的体积变小了。通过这个演示实验让学生认识到水这种物质的特殊性, 对水变成冰体积增大,有了更深的体会。就这样我的探究活动方案就这样出炉了。后来因 为时间的仓促,没能把方案实施教学,只是与同学开展了一个课堂讨论,这是比较遗憾的。 虽然有着很多的不足之处,但是在探究的过程,自己针对冰冻鸡蛋这个素材还是开发 出了一些新东西,也体验到了探究过程中的酸甜苦辣,对探究教学的感受也更深刻了。搞 探究活动,确实很不容易,当遇到一个难题困住的时候,你会一筹莫展,很苦恼,停在原 地而不知所措,但是当你通过各种途径把问题解决的时候,是很有鼓动性和积极性的。在 这个过程中,又使自己各方面的能力得到了很好的锻炼,进步也在潜移默化中进行。这相 对于传统教学而言,是有着本质上的不同的。探究教学给予学生更大的发展空间,让学生 畅所欲言,发挥他们自主探究的积极能动性,使学生得到多方面的锻炼,更好地培养了学 生的创新意识及各方面的能力。但这种教学方式还存在很多不足,还在探究与发展当中, 而且要大量普及探究教学,还有待各方面的努力。但作为未来的一名教育工作者,自己是 有责任也有能力去改进与完善它,我同样坚信,在新课程标准的指导下,经过大家的努力 与探索,探究教学将会发挥它的巨大作用,为我国培养更多新型人才。 参考文献 1.《我们需要什么样的“基础”——由中美基础教育比较引发的思考》,刘丽群[J] 湖南师 范大学教育科学学报2007 《试析传统课堂教学的特征及弊端》,余文森[D]教育研究2001 《科学思想与传统教学的交融——浅议中学物理新课改中的科学探究》,张明[J]基础 教育参考 物理新课程与传统课程的教学观之比较》,任丽平[J]和田师范专科学校学报9.《走进课堂---初中物理,新课程案例与评析》廖伯琴主编,高等教育出版社 10. 《论合作探究学习的意义和策略》,刘诚杰,《课程 教材 教法》2007 年第三期 附录:课堂教学实录 老师:平时我们用冰箱保存鸡蛋,一般放到冰箱的哪一层? 学生:放到冰箱的上层,即保鲜层。 老师:那鸡蛋可以放到下层的冰冻层吗?假如把鸡蛋放到冰冻层中会出现什么现象呢? 学生1:鸡蛋会冻成一冰块。 学生2:鸡蛋壳会裂开 学生1:我认为鸡蛋壳不会裂开,它还是完好无损的,只是被冻坏了,成了一冰块 学生3:鸡蛋又不是水,怎么会冻成一冰块呢,我觉得是蛋清和蛋黄变成固体了。 老师:大家都发表了自己的看法,我们来总结一下(板书)。到底会产生什么现象呢?口 说无凭,我们最好从那里找根据? 学生:实验。 老师:很好,桌上放有一些鸡蛋,大家把鸡蛋放到冰冻层,看结果怎样?(因实验需要时 间比较长,可在上课前把鸡蛋放到冰冻层中) 老师:这是我之前冰冻好的鸡蛋,大家仔细看一下,冰冻过后的鸡蛋发生了哪些变化? 学生1:很明显的现象是鸡蛋壳裂开了。 学生2:鸡蛋的内外部都结有冰块。 学生3:鸡蛋被冻得很硬,里面的蛋清蛋黄都凝固了。 老师:很好,观察冰冻鸡蛋的表面,我们得出了这些现象,也验证了同学们刚才的猜想。 老师:大家再想一下,还有其他的现象吗?当鸡蛋放到室温下一段时间,它能不能恢复原 学生1:放在室温下,鸡蛋里的冰会融化老师:那蛋清和蛋黄呢? 学生1:它们会恢复成液体,不过蛋清会变稀,因为水融化了。 老师:那蛋清和蛋黄有没有混在一起 学生1:不会混在一起,还是可以分清什么是蛋清什么是蛋黄 老师:还有其他看法吗? 学生2:我觉得蛋清和蛋黄是恢复成液体了,但是蛋黄会散掉 学生3:鸡蛋已经被冻坏了,蛋中的水是可以融化,但是蛋清和蛋黄已经变质了,他们不 能变成液体了 老师:刚才我们讨论的都是鸡蛋内部的变化,我们同样可以通过实验去验证。不过鸡蛋解 冻的时间还较长,对蛋黄,蛋清的变化,大家课后再看结果,再搜索资料进行探究。 老师:根据前面的总结,大家通过看鸡蛋表面你们对哪个现象比较感兴趣? 学生:鸡蛋壳的裂开现象 老师:那大家讨论一下是什么原因导致鸡蛋裂开呢? 学生1:我认为是热胀冷缩现象,鸡蛋在低温条件下,蛋壳缩小,以致于被挤破。 学生2:假如是热胀冷缩,那蛋黄、蛋清也会收缩,而且趋势应该较蛋壳明显,如果是这 样,鸡蛋是不会被挤破的。 学生2:我认为是蛋清和蛋黄变成固体后,体积变大了,从而使鸡蛋壳裂开 学生3:假如是蛋黄和蛋清变成固体,体积变大,那为什么我们平时用水煮鸡蛋的时候, 壳没有破裂,蛋黄和蛋清一样变成固体啦。 老师:在刚才讨论的两种原因中,都有漏洞,都没回答到点子上,大家在仔细观察会是什 么原因。 学生1:蛋壳是一个闭合容器,它裂开,可以说是一个轻微爆炸,里面应该有一股力量把 他挤破。 老师:恩,那这股力量到底是什么因素引起的? 学生1:鸡蛋里水会结冰,所以密度变小了,在质量不变的情况下,体积就会增大 ,从而 使蛋壳裂开。 老师:你说的密度变小,是指水变成冰密度减小了吗? 学生1:不是,是整个鸡蛋的密度变小了。 学生2:这种解释不能判断鸡蛋密度减小,只能说明水变成冰密度减小,体积增大。 学生3:我认为是这样,体积增大的根本原因是水变成冰,密度减小体积增大了。 老师:好,大家又得出了另一种猜想:水变成冰,体积增大,导致了鸡蛋裂开。 老师:这是我们从理论上的分析,要检验他们我们还是要回归到实验中 老师:大家分组讨论一下,如何用实验去验证你们刚才所有的猜想。 学生1:对于热胀冷缩,我们无从验证,但从理论上分析,是可以排除的,鸡蛋壳是有缩 小的趋势,但不明显,不会导致裂开 学生1:对于第二个原因,我们是把蛋清和蛋黄分别进行冰冻 ,但结果不明显,只是看到 它们凝固了 学生2:我做的实验和他的差不多,效果也不是很好,但经过刚才他的提示,证明水变成 冰体积增大,我们可以用杯子装满水进行冰冻,看它体积变化的情况 老师:很好,为了进行比较,同学可以在冰冻一杯油,看有什么发现 学生3:冰冻的结果出来,冰冻水的杯子裂开了,而冰冻油的体积反而变小了 老师:通过所观察到的结果,我们知道水变成冰产生的力量有多大吧 学生1:哗,真的很不可思议,连玻璃都会裂开,更何况那小而脆的鸡蛋壳 老师:通过这次探究,大家再想一下,生活中有哪些水变成冰体积增大的例子 学生1:如啤酒不能放到冰冻层中,假如放进去,酒瓶会破裂 学生2:瓶装牛奶也不可以。 老师:对,像这些饮料我们只能冷藏 inquisitionteaching about eggs putting freezinglayer [Abstract], newcurriculum standards, newteaching models, one inquiryteaching. firsttime teachingmethod. enablestudents experienceresearch experiment,study researchingmethods sametime,find out about student methodthrough teachingresult, teachingmodel. mainlyfreeze eggs ,from which activity.Through researching inquisitionteaching,I find multifaceteddevelopment studentability. teachingresults alsocan train students developinnovative, Cooperation people'scapability. Therefore, "Inquiry Teaching" promote.However, teachingmethod development,whichhas many imperfections. Educators need continuouslyimprove perfect.[Keywords],Freezing Egg Experiment Inquisition Teaching (英文版 Tworegulations promulgated longtime lawconditions, comprehensivestrictly strategic plan, implementation party,strengthen inner-party supervision majorinitiatives. tworegulations supporting each other, positiveadvocate, focusing Partymembers Partyleading cadres can see, enough highstandard; partydiscipline, disciplinary ruler requirements, listed "negativelist, focusing verticalgauge, draw partyorganizations Partymembers do bottomline mainfrom four square face two party rules firstpart introduces two party Revised regulations revisionprocess; secondpart twofundamental principles thirdpart introduces two party regulations modified mainchanges graspseveral key problems; fourthpart tworegulations revisedhistory CPCCentral Committee ChineseCommunist Party members leadingcadres honest politics several guidelines ChineseCommunist Party discipline PunishmentRegulations strengthenparty laws regulationsfocus. Two party regulations revision work lasted Years,pooling wholeparty, ideological consensus, draw historical experience, respect ourpredecessors, which reflects innovation;follow correctdirection, grasp limitedgoals, adhere party'sleadership, peoplereflect newrevision party's18 eighthsession fourthplenary session, reflecting GeneralSecretary Xi Jinping series importantspeech, reflects party'seighteen years comprehensive strictly practice. revisedtwo regulations partyneed ICACguidelines 1997Leaders CommunistParty Chinaclean politics certain criteria (Trial) January2010, leadingcadres play importantrole. partystrictly administering deepening,has beenable fullymeet actualneeds. Content toocomplicated, "eight prohibition, 52 alsodifficult conciselypositive advocated prohibitedprovisions excessive, autonomyrequirements; bannedterms disciplinelaw, both partydiscipline, disciplinary regulations repeat Criminallaw otherlaws regulationsrepeat; existingproblems, narrow,only needle county-levelleading cadres above. ChineseCommunist Party disciplinary cases (Trial) December2003 partyplay very important role. Along situation,which many provisions have been unable fullymeet comprehensivestrictly administering practiceneeds. One Jilaw, more than half criminallaw othercountries laws regulationsRepetition; two politicaldiscipline regulations partyconstitution, damage PartyConstitution misconductlack necessary seriousresponsibility pursue;third maindiscipline leadingcadres, does coverall Party members. Based abovesituation, need honestadministration morerelevant regulations first amendment. revising,really put Partydiscipline, partytree callup Partymembers partyconstitution partycompasses party consciousness. (II) two party regulations revision process CentralCommittee CommunistParty Chinaattaches great importance tworegulations revision XiJinping, general books recorded FifthPlenary Session eighthsession CentralCommission DisciplineInspection, revisedregulations madeclear instructions. According centraldeployment, CentralCommission DisciplineInspection from 2014 under six months begin study two regulations revision. StandingCommittee CentralCommission DisciplineInspection reviewrevised. Comrade Wang Qishan 14 times held specialmeeting studytwo regulations revision, amendment clarifies direction,major issues principle,path target,respectively held province(area) secretary Partycommittee, Secretary DisciplineInspection Commission, part centralministries stateorgans Department firstparty committee mainlyresponsible people,views grassrootsparty organizations Partymembers. Approved CentralCommittee CommunistParty September2015, generaloffice CentralCommittee Partyissued provinces(autonomous regions, municipalities) Party, centralministries commissions,state ministries Party(party), GeneralPolitical Department military,every peopleorganization tworegulations revision opinion. Central Commission DisciplineInspection extensivesolicitation opinions,careful study, attracting, formed revisedsent reviewers. October12, Central Committee Political Bureau Standing Committee PoliticalBureau CentralCommittee After consideration tworegulations revised draft. October18, CentralCommittee CommunistParty Chinaformally issued two regulations. Can say, two laws amendment concentrated wholeparty, embodies party.Second, basicprinciples twoparty regulations revision work party'seighteen, ten eight plenary, FourthPlenary Session EleventhCentral Committee GeneralSecretary Xi Jinping important instructions lowpolitical criterion rulingparty characteristics, serious discipline, disciplinequite law,based long-term,advance BuXiuding independent Mainprinciple first,adhere partyconstitution constitutionabout discipline self-disciplinerequired specific, awaken partyconstitution partycompasses party consciousness, maintaining constitution.