熊梅初
近年來(lái),我校把引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科技探究活動(dòng)與學(xué)科文化知識(shí)的學(xué)習(xí)緊密結(jié)合,鼓勵(lì)學(xué)生自主選題、探究,以科技活動(dòng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)文化知識(shí)的激情,提高學(xué)生的綜合能力。
學(xué)生開(kāi)展科技活動(dòng),關(guān)鍵是選擇適合中學(xué)生的探究項(xiàng)目。選擇什么課題、怎樣引導(dǎo)學(xué)生思考選題,是開(kāi)展科技活動(dòng)中最主要的問(wèn)題。
在引導(dǎo)學(xué)生選擇研究課題方面,我主要抓住三點(diǎn):缺點(diǎn)、疑點(diǎn)和發(fā)散點(diǎn)。
缺點(diǎn)切入,尋找創(chuàng)新可能
從研究對(duì)象的缺陷和不足之處切入,思考對(duì)這種缺陷和不足的改進(jìn)與創(chuàng)新,是引導(dǎo)學(xué)生正確選擇研究課題的主要途徑。
如學(xué)生在生物課上學(xué)習(xí)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸時(shí),有實(shí)驗(yàn)介紹酵母菌在有氧和無(wú)氧兩個(gè)極端條件下的呼吸情況。學(xué)生發(fā)現(xiàn),在課本上的酵母菌無(wú)氧呼吸實(shí)驗(yàn)中,由于組裝時(shí)會(huì)在錐形瓶中留下氧氣,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差,對(duì)探究?jī)煞N呼吸作用的不同產(chǎn)物產(chǎn)生了干擾。
于是,學(xué)生提出對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。老師對(duì)此充分肯定,并提醒他們,改進(jìn)裝置中排除錐形瓶中殘留的氧氣是否可行?會(huì)不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生新的干擾?
至于如何解決這些問(wèn)題,則由他們自己想辦法。通過(guò)查閱資料,詢問(wèn)生物、化學(xué)老師,他們最終做出了新的無(wú)氧呼吸裝置(如圖1)。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)效果,新裝置有一定的科學(xué)性。
這種從缺點(diǎn)切入以尋找改進(jìn)和創(chuàng)新可能的方法,就是創(chuàng)新思維中的缺點(diǎn)列舉法。
疑點(diǎn)探究,揭開(kāi)問(wèn)題真相
對(duì)生活中有疑問(wèn)的事件,用所學(xué)知識(shí)探究事物本質(zhì),也是學(xué)生選擇選題的一種重要方式。
學(xué)生彭宇軒愛(ài)喝果味奶,但在食品安全不斷出問(wèn)題的情況下,他對(duì)果味奶的品質(zhì)產(chǎn)生了懷疑:“果味奶真的含有果汁嗎?”討論選題時(shí),他提出了自己的疑點(diǎn),得到小組同學(xué)的熱烈響應(yīng),《果味奶中是否含有真正的果汁》被定為小組的研究課題。
探究的原理并不復(fù)雜:假設(shè)果味奶中含有真正的果汁,就一定含有花青素,花青素是一種酸堿指示劑,遇酸、堿會(huì)使溶液改變顏色。根據(jù)這個(gè)原理,小組擬定了實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。
探究之后發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)采樣的兩組草莓果奶和兩組葡萄果奶雖然在包裝盒上都注明含有20%的純正果汁,但檢測(cè)結(jié)果顯示,這些果奶中不含有花青素,因此,其中不可能含有真正的果汁。
該項(xiàng)目最終在常德市第十一屆青少年科技創(chuàng)新大賽中獲一等獎(jiǎng)。
發(fā)散點(diǎn)推廣,實(shí)現(xiàn)飛躍
在高中理科學(xué)習(xí)中,常常會(huì)有一些很抽象的問(wèn)題讓學(xué)生感到困惑,老師的講解或資料的答案也讓他們?cè)评镬F里。例如物理選修3-1 第73頁(yè)第3題:
題中提到5個(gè)電荷q位于圓周上等間距的五個(gè)點(diǎn)上,假設(shè)A點(diǎn)為1個(gè)+q和-2q,所有+q對(duì)圓心的合場(chǎng)強(qiáng)就為0,答案所給出的解釋是因?yàn)樗鼈兾挥趯?duì)稱(chēng)位置上。
“為什么5個(gè)等量同號(hào)電荷處于對(duì)稱(chēng)位置時(shí),其所在圓的圓心的合場(chǎng)強(qiáng)就為0?”對(duì)此,蔣政儒同學(xué)有這樣的思考:如果是6、7、8、9……個(gè)同號(hào)等大電荷位于對(duì)稱(chēng)位置上,是否也如此?還是僅因?yàn)閿?shù)量為5比較特殊?
他和小組成員陳習(xí)文、朱峻江決定對(duì)此展開(kāi)研究,首先論證了n個(gè)同號(hào)等大電荷位于對(duì)稱(chēng)位置上時(shí)圓心的合場(chǎng)強(qiáng)為0,之后又用數(shù)學(xué)方法對(duì)所得的結(jié)論進(jìn)行了證明,同時(shí)還用計(jì)算機(jī)驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)論的正確性。
在引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科技活動(dòng)的實(shí)踐中,我校堅(jiān)持學(xué)生自主,老師做好導(dǎo)向服務(wù),2014年我校參加常德市第十三屆青少年科技創(chuàng)新大賽,有8個(gè)項(xiàng)目、共22位同學(xué)參與的研究課題進(jìn)入終評(píng),這份成績(jī)也說(shuō)明我們的導(dǎo)向和服務(wù)工作行之有效。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2015年3期