在科学中用矿泉水瓶培养学生思维能力的尝试 如何培养孩子的思维能力

　　摘要：美国著名教育家约翰·杜威提出：“教育即生活。”因此，作为科学教师，在教学中应当把学生的生活世界作为宝贵的课程资源来开发与利用，应当让学生的学习活动植根于生活世界。在生活中，如矿泉水瓶等，其实都可以作为科学教学中的“宝贝”，稍做改变和利用，就能巧妙地做出各种实验和作品，既能激发学生的兴趣，又能培养学生的思维能力。具体说来，在教学中可以作为“三宝”：呈现之宝、探究之宝和行动之宝，巧妙使用。
　　关键词：科学；矿泉水瓶；思维能力；尝试
　　中图分类号：G632.0 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2012）08-0132-02
　　一、科学现象呈现之宝
　　呈现1：把看不见的转化为看得见的，突破重难点。
　　1.液体的压强随深度的增加而增大。在一个矿泉水瓶的上、中、下部各扎一个孔，先用透明胶封住，再向瓶中加满水后将胶带同时撕开，可观察到不同部位处的射程不同，说明液体中不同深度处的压强是不同的。
　　2.大气压强的存在。把装满水的矿泉水瓶头朝下放入水中，用手向上提矿泉水瓶，在瓶口露出水面前，发现瓶子仍充满水（液面受到大气压力，阻止水流出瓶外），证明大气压强的存在。
　　3.物体的浮沉条件。将空矿泉水瓶放在水中，它将浮在水面上；装适量沙子，它将悬浮于水中；装满一瓶沙子，它将沉在水底。说明物体在液体中的漂浮、悬浮、下沉状态。
　　呈现2：把看不见的转化为看得见的和听得见的，突出实验现象。
　　1.大气压的存在。矿泉水瓶中装半瓶热水，拧紧瓶盖，再浇上冷水（由于瓶内蒸气遇冷液化，瓶内气压降低，小于瓶外大气压），会看到矿泉水瓶的瓶身变瘪了，同时还听到劈啪、劈啪的声音。实验目的：该实验趣味性强，使学生耳目一新，印象深刻，并从多方面，多层次调动学生学习的积极性，效果良好。
　　2.光的反射和折射。将矿泉水瓶上半部去掉，在瓶中装一些水，然后点燃蚊香，吹灭，将烟收集入矿泉水瓶中，用激光电筒照射，可以清晰观察到光在烟雾和水的界面上发生的反射和折射现象。
　　3.声音传递能量。将矿泉水瓶从中间剪开，靠瓶口一侧的剪开处用橡皮膜蒙上，瓶口对准点燃的蜡烛，敲击橡皮膜，听到声音同时观察到蜡焰颤动甚至熄灭。说明声音能传递能量
　　呈现3：把看起来微小的现象进一步放大，突出实验效果。
　　1.光的折射。矿泉水瓶中装满水，握住矿泉水瓶，透过瓶子看后面的手指变粗了，此时它起着放大镜的作用。实验目的：该实验操作简单，现象明显，能充分调动学生的参与意识。
　　2.密度。将装满水的盖严的矿泉水瓶放入冰箱冷冻室，水凝固成冰，观察到矿泉水瓶的体积膨胀，说明冰的密度小于水的密度。
　　3.气体膨胀实验。将空矿泉水瓶塞上带有曲玻璃管的瓶塞，曲管平直部分内有一段红色液柱，将瓶内气体密闭，矿泉水瓶放入热水中，瓶内气体由于受热膨胀，推动管内水柱外移。
　　4.物态变化。将矿泉水瓶装满水放入冰箱中，水结成冰——凝固；矿泉水瓶装一部分水，敞开瓶口，过一段时间观察到水变少了——汽化（蒸发）；将冷冻后的矿泉水瓶拿出冰箱，发现瓶壁上有水珠——液化；观察冷冻室内矿泉水瓶，发现瓶壁上有白色的粉末状物质——凝华；等等。
　　以上良好实验现象呈现后，会极大地提高了学生学习的热情，克服了只传授知识的偏向，既有利于培养学生解决实际问题的能力，又拓宽了学生科学思维能力的培养。
　　二、科学探究之宝
　　为了培养学生的兴趣和思维能力，为了使每个同学都动起手来，我想到了用矿泉水瓶作为同学们科学探究的对象，培养学生的思维，提高学生的学习兴趣，培养学生的动手和创新能力。
　　探究1：请同学们仔细观察矿泉水瓶的外包装，你发现了什么？
　　每个同学眼睛瞪着瓶身，手不时地转了又转，兴奋地说出了许多发现：①这上面有条形码；②这上面有许多各种微量元素及含量；③这上面有防伪标志；④这上面有广告语；⑤这上面有可回收标志；⑥这上面有商品名称、厂址、生产日期；⑦这上面有检验、认证单位名称。同学们观察得特别仔细，想不到平时那么普通的矿泉水瓶的外包装，竟有如此多的秘密。
　　探究2：请同学们再仔细观察矿泉水瓶的形状和材料，你又有哪些新发现？
　　同学们开始又旋，又摸，又捏，劈啪、劈啪的真热闹，于是又纷纷抢着说：①矿泉水瓶的瓶口、瓶盖、瓶身上有螺纹，都是为了增大摩擦吗？②矿泉水瓶的瓶身有圆的和方的等形状，是为了容易装载吗？③矿泉水瓶有大有小，是考虑用量的多少吗？④矿泉水瓶的瓶身薄瓶底厚，是为了增大稳定性吗？⑤矿泉水瓶是用塑料做的，可以回收利用吗？⑥矿泉水瓶的形状可以改变，可作为实验器材灵活使用。原来，随处可见的矿泉水瓶，竟会蕴含着这么多科学道理！
　　探究3：请同学们利用矿泉水瓶，从力学的角度可设计哪些实验？
　　同学们在自主设计活动中表现异常兴奋，思维活跃，个个跃跃欲试，争相将自己的设计方案展示。然后让部分研究小组将自己设计的实验方案进行展示交流，老师和同学对展示的实验方案提出质疑和问题咨询，设计者予以必要的答辩。
　　1.力能改变物体的形状：用手握住矿泉水瓶，然后慢慢用力压，发现矿泉水瓶在变瘪的同时，也发出了劈啪声。
　　2.观察惯性现象：将装满水的矿泉水瓶正立在桌沿边，突然拉动下面的纸带，瓶将处于原处；将矿泉水瓶扔出去，离开手后仍能继续向前运动一段距离。
　　3.压强与压力和受力面积的关系：将矿泉水瓶的瓶盖取下，用双手的手掌按压瓶的两端，用力越大手感觉越疼，说明探究压力的作用效果与压力的大小有关；并且按压时发现瓶口那端的手感觉更疼，说明压力的作用效果与受力面积大小有关。
　　其实可用塑料瓶做的实验还很多，例如可以替代烧杯、量筒、漏斗、溢水杯等实验器材，土电话、喷泉等的实验装置……
　　在进行以上探究活动时，我发现同学们边操作边思考，玩得很开心，学得很主动，思维很发散。所以，我认为在科学教学中，可根据教学内容尽量创设条件，让学生多做实验多观察，多思考，让学生身临其境，有直观形象可以把握，有浓烈的科学氛围可以感受，有愉快的活动可以参与，使学生体会科学与现实生活的密切联系和科学的应用价值，更能培养学生的发散思维和创造潜能，促使学生主动学习，主动探究。