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开展有效教学，构建和谐课堂
《物体的内能》是浙教版科学九年级上第三章第五节第一课时的内容。关于“热能”，学生已经接触到多次，但是概念模糊。在学习机械能后，有必要来了解这种常见的能量。本节以“物体的内能”为主题，从热能和内能的关系入手，从生活中常见的事例着手，从微观的角度（微粒运动）和宏观的表现（温度）给学生一个科学的概念，易于接受。本节的重点是讨论改变内能的两种方法：做功和热传递。通过实验和事例的分析，帮助学生理解，并在此基础上，引出热量和燃料热值的概念。通过从能量变化的角度讨论问题，为建立能量守恒定律奠定基础。
2010年10月14日，在秋高气爽、有效教学开展得如火如荼的日子里，来自安阳实验中学、温州市科学学科名师的庄振海老师为我们上了一节《物体的内能》的示范课。庄老师鲜明的个人教学风格，出色的教材处理能力和课堂驾驭能力，让我们领略了名师的风采。庄老师从常见的事例高锰酸钾溶于水的扩散实验，酱油鸡蛋的制备来导入课题，通过如何更快做成酱油鸡蛋的提问，得出温度越高，扩散现象越明显，表示分子运动越剧烈。由此可以推知，温度是物体内部大量分子无规则运动剧烈程度的标志。进一步指出物体内部大量分子的无规则运动所具有的能量跟温度直接相关，得出热运动和内能的概念。内能变化的判断依据是温度的变化，庄老师引导学生，进行"如何判断温度变化"实验设计。做功改变内能是本节教学的重点。庄老师通过压缩活塞硝化棉燃烧、气体对瓶塞做功，用打气筒对可乐瓶中的气体做功，用点式温度计来测量可乐瓶中气体的温度变化等三个演示实验，使学生理解外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，物体的内能减少。从能的转化看，通过做功改变物体内能，实质上是其他形式的能与物体内能的相互转化。热传递可以改变物体的内能，这方面有很多常见的事例。庄老师在教学中进行逐步引导，使学生对热传递过程中内能改变情况有个较为完整的理解，为“能量守恒”的引入打好基础。最后庄老师通过概念图，把热运动、内能、做功、热传递、热量、功等概念联系在一起，说明做功、热传递实质是能的转移和转化，它们对内能改变是等效的。
庄老师这节课的最大亮点是培养学生的思维能力。素质教育的一项重要任务就是培养学生的思维能力。思维是智力的核心，思维能力的开发和培养对学生当前的学习和未来的发展均有重要意义。思维能力的培养贯穿这这节课的始终，从怎样更快的制备酱油鸡蛋的提问，一切物体是否都具有内能的设疑，到压缩活塞硝化棉燃烧，气体对瓶塞做功，用打气筒对可乐瓶中的气体做功等三个演示实验的现象观察，原因分析，学生思维始终处于积极状态。特别是"如何判断温度变化"的实验设计，给我们留下了很深的印象。学生提出的方案各种各样，如给玻璃瓶安上一个带弯玻璃管的橡皮塞，在玻璃管里滴几滴红墨水，根据气体的热胀冷缩观察红墨水的移动方向来判断玻璃瓶内气体温度的变化；把冰放在物体边上，观察冰熔化的量判断物体温度的高低；有一位学生的方案设计很有意思，在打气筒边上放一团棉花，观察棉花是否会燃烧，判断打气时打气筒的温度变化，庄老师就问，你试过吗？学生回答，小学时试过，但没成功，庄老师又启发学生，你认为没成功的原因可能是什么？学生回答可能是棉花着火点太高；更有一位学生方案更绝，他设计一个电路，通过热敏电阻的变化，改变电流来测量温度的变化，同时向大家展示了电路图的设计，分析了工作原理。通过实验方案的设计，我们不禁惊叹学生的创造能力和思维能力。庄老师增加的"如何判断温度变化"实验设计，不仅是让学生理解书中安排几个演示实验的本质, 在培养学生的思维能力的同时，也对学生进行科学方法教育,即用可以感知的现象去判断不可感知的事实,实现科学知识、方法、科学态度的有机整合。
庄老师这堂课的第二个亮点是实验改进的创新。在演示了压缩活塞硝化棉燃烧、气体对瓶塞做功这两个实验后，学生通过硝化棉燃烧、瓶塞被弹出后气体雾化等宏观现象，得出了外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，物体的内能减少的结论。为了更好的演示物体的内能的变化，结合上面的"如何判断温度变化"实验设计，庄老师采用了点式温度计，补充了用点式温度计来测量可乐瓶中气体的温度变化的实验，并把点式温度计直接实物投影，在屏幕上清晰地显示出可乐瓶中气体的温度变化，从28℃变化到28.4℃再到27.4℃。此实验新奇有趣，它不仅引导学生从宏观、定性判断物体内能的变化，还用从温度变化的定量角度反映物体内能的变化。教师的创新实验改进，在学生获得的科学知识的同时，培养了学生敏锐、精确、独到的观察能力，在无形之中也会激发学生的思维，培养了学生的创新意识，能促使学生学会学习，开发思维，促进学生素质全面发展。
本节课的又一个亮点是构建概念图。概念图是意义学习的重要策略，它以直观形象的方式表达知识结构，有效呈现思考的过程及知识的关联，引导学生进行意义建构，非常接近人的自然思维过程。研究表明，概念图容易被学习者快速识别并迅速掌握，有助于提高学习者对知识系统的整体理解力。因为，从知识表示的角度看，概念图能够构造一个清晰的知识网络，便于学习者对整个知识架构的掌握，有利于直觉思维的形成，促进知识的迁移。同时，还可以通过概念图直观快速地把握一个概念体系，甚至是一个学科体系。一旦学生概念图的形成，那是经历一次头脑风暴的过程，它既是原有思维的呈现，更是创造性思维的激发过程。在科学教学中，应用以概念为核心创建概念图的策略显得很重要，它能避免冗杂的概念堆砌，以框图的形式将概念以及概念之间的意义关系清晰地呈现给学生，促进有意义学习，提高学习效率。本节课庄老师利用概念图既揭示了本节课的知识结构，又突破了本节课概念多而抽象的教学难点。内能、做功、热传递既是建立在热运动概念的基础上，又是热量的概念，功和热量来度量内能变化的基础。通过概念图，很好的揭示它们之间的联系，又说明做功、热传递实质是能的转移和转化，它们对内能改变是等效的。利用概念图教学，不仅有效呈现本节知识的关联，达成教学和学习目标，还能促进学生知识的迁移和创造性思维的激发。
在听了庄老师的《物体的内能》示范课后，使我对有效教学有了更进一步的思考和收获,下面我结合这节课，谈谈在开展有效教学过程中，怎样构建和谐课堂的体会。
1．以实验探究为基础，达成教学三维目标的和谐统一。坚持以学生的发展为教学目标，促进学生学习和发展是有效教学的基本价值和根本目的。在《物体的内能》这节课中，庄老师很好的将知识、能力、态度三方面进行有机的整合。比如对内能的概念教学，改变内能的方法的学习，"如何判断温度变化"的实验设计，点式温度计来测量可乐瓶中气体的温度变化的实验改进，庄老师都是通过实验探究的方法来为学生构建的。在这过程中，学生主动参与合作、共同经历和体验，使得学生的情感、态度与价值观等得到了相应的培养，探索精神、动手能力等得到了发展，三维目标得以全面、整体、协调的发展。
2．课堂有效教学的关键，是预设与生成的和谐统一。有效教学既是预设的，也是动态生成的，是充分预设与动态生成的辩证统一。庄老师对这堂课进行精心预设和充分准备，体现如下：新课引入的高锰酸钾溶于水图片、酱油鸡蛋的准备、温度变化引起科学量变化的思考、压缩空气实验的准备、点式温度计的创造性实验改进、概念图的构建。同时面对动态生成的课堂，更发挥了庄老师对学生的组织、引导和领导的作用。由温度变化引起科学量变化的实验设计中，在庄老师的引导下，学生的发散思维和创造能力得到了极大发挥。学生提供的实验方案各种各样，由温度变化引起的物态的变化、气压的变化、电阻的变化等等，庄老师都能及时的把学生的方案通过学生描述、现场展示、媒体投影等多种方法给予肯定、指导并为后面的点式温度计作了很好的铺垫。虽然在做做功改变物体内能的实验时，压缩活塞时硝化棉没有燃烧，导致实验失败，但是庄老师灵活地调整教学策略，启发学生如果实验成功了会怎样？及时地处理这个偶发瞬间。精心预设和立足文本重点、难点进行的有效生成是有效教学的保证。
3．教学思维结构的和谐平衡，是提高有效教学的重要途径。在有效教学中，如果教学思维清晰，结构合理、辩证全面，则教学有效性就高，反之就会下降。教学思维的单向性和片面性，重逻辑思维轻直觉思维，重演绎思维轻逻辑归纳，教学思维缺乏清晰、合理和平衡的结构是现实教学的缺陷之一。在这节课中，庄老师却很好的做到教学思维的平衡。如在内能概念的教学过程中，高锰酸钾溶于水的扩散实验，酱油鸡蛋的出示以及怎样更快做成酱油鸡蛋的提问，很好的揭示了分子的热运动与温度的关系并归纳出内能的概念；又通过冰山的图片，对于冰是否也具有内能的问题，这一系列的过程中培养了学生的演绎思维。后面又通过三个演示实验：压缩活塞硝化棉的燃烧实验、气体对瓶塞做功实验、用打气筒对可乐瓶中的气体做功，用点式温度计来测量可乐瓶中气体的温度变化实验，归纳出做功能改变物体的内能；接着又启发学生除了做功外还有哪些方法能改变物体的内能，生活生产中有哪些例子，既引出了热传递能改变物体的内能，有培养了学生的发散思维。庄老师这种让学生通过大量的实验和实例归纳，是一种从特殊到一般再到特殊的教学思路，有益于创新性知识的学习。因此，教学思维的平衡，是提高有效教学的重要途径，也是有效教学的基本特征。
4．知识结构的和谐构建，有利于学生知识迁移和思维发展。庄老师利用概念图建立本节课的知识结构，又突破了本节课概念教学的难点。庄老师把概念图用于教学设计，并在课堂中用作教学策略，就是要求学生自己去尝试建立概念图，更成功地把握概念的意义，也能成功地对自己的学习进行控制。概念图作为一种学习方式，为学生提供了一种有效的思维工具，使学生成为概念学习的主人，真正参与概念的建构过程中来，同时也提高了学习的效率。
课堂是一门遗憾的艺术。庄老师在用打气筒对可乐瓶中的气体做功，用点式温度计来测量可乐瓶中气体温度变化实验时，实验效果非常明显，在屏幕上清晰地显示出可乐瓶中气体的温度变化，从28℃变化到28.4℃再到27.4℃，庄老师只分析了温度从28℃变化到27.4℃的原因，瓶中气体对瓶塞做功，温度降低，瓶中气体内能减少，而没有捕捉到温度从28℃变化到28.4℃再到27.4℃的中间28.4℃的变化，如果这时能因势利导，启发学生为什么先变为28.4℃再到27.4℃的原因，既很好的解释了对气体做功和气体对外做功引起的内能变化，也是对课堂中的动态生成很好的诠释。另外，压缩活塞硝化棉的燃烧演示实验失败，也是一个缺憾，如果事先将自己成功的实验拍成视频，作好万一实验失败的准备，那这节课就显得更加完美了。

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