萬學(xué)東

(上海市青浦區(qū)第一中學(xué)，上海 201700)

·實驗研究·

優(yōu)化物理演示實驗 構(gòu)建高效課堂

萬學(xué)東

(上海市青浦區(qū)第一中學(xué)，上海 201700)

當前課程改革的一個方向是倡導(dǎo)“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的探究式教學(xué)方式，主張學(xué)生積極、主動求知。演示實驗是驅(qū)動學(xué)生積極思維、達成有效教學(xué)的一種重要手段，在日常教學(xué)中，借助演示實驗構(gòu)建高效課堂是一線教師面對的既現(xiàn)實又迫切的一個課題。基于以學(xué)定教的理念，結(jié)合平時的教學(xué)實踐，筆者對初中物理演示實驗的有效設(shè)計從組織形式角度進行了分類。

初中物理；演示實驗；高效課堂

物理演示實驗是教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容所做的演示給學(xué)生觀察的實驗，是物理教學(xué)的重要手段，在課堂教學(xué)中具有非常重要的作用。其主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生在獲得直觀、感性認識的基礎(chǔ)上，更深刻地理解和掌握概念與規(guī)律，同時提升學(xué)生的觀察、分析能力，也為學(xué)生正確的實驗操作起到示范作用。

在日常教學(xué)和聽課過程中，筆者關(guān)注到一個不容忽視的現(xiàn)象：由于多種原因，部分學(xué)生漠視甚至無視演示實驗，使其本質(zhì)上淪為“形式”。優(yōu)化演示實驗來構(gòu)建高效物理課堂就顯得尤為迫切，筆者結(jié)合平時的教學(xué)實踐，對初中物理演示實驗的有效設(shè)計從四個角度進行了優(yōu)化分類。

1 不講先做

“不講先做”中的“講”是指教師的講解，此類演示實驗適合于探究性較強的教學(xué)內(nèi)容，其作用主要有兩點：一是激發(fā)學(xué)生的興趣。興趣是學(xué)生主動獲取新知的一種積極心態(tài)，是推動學(xué)習(xí)的強大動力。課堂中安排“不‘講’先做”的演示實驗，對學(xué)生有很強的吸引力，極易喚起學(xué)生的興趣，使其主動參與教學(xué)。二是適當降低學(xué)生的思維難度。學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)離不開一定的感性材料，從生活中得到的感性材料，本質(zhì)與非本質(zhì)的因素交融在一起，學(xué)生往往認識不清、模棱兩可。設(shè)計“不‘講’先做”的實驗，就是為了幫助學(xué)生清晰化、純化這些材料，好比給了學(xué)生一個“腳手架”，適度降低了學(xué)生的思維難度，有助于他們理解所學(xué)知識。

案例1：在新授課“流體壓強與流速關(guān)系”中，筆者緊扣學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，設(shè)計了“神奇乒乓球”實驗，把乒乓球放進漏斗后，將漏斗轉(zhuǎn)向細口朝上，乒乓球掉了下來。

師：為什么會這樣？

生：乒乓球受重力作用。

教師繼續(xù)演示，漏斗細口朝上，將乒乓球放在漏斗中并用手指托住。

圖1

師：把手指移開,不借助于任何器材(包括水、膠帶紙等)，你能讓乒乓球“懸”在漏斗中嗎？

同學(xué)們熱烈地討論、大膽地嘗試。

生：對著漏斗的細口向上吸氣……

師：當我們由細口用力向下吹氣，將會出現(xiàn)怎樣的實驗現(xiàn)象(如圖1)？

學(xué)生討論十分熱烈，多數(shù)猜想：乒乓球?qū)⒌粝隆Ｒ皇て鹎永?，學(xué)生動手驗證，驚奇地發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果竟然與猜想相反！驚奇之余，他們產(chǎn)生了疑問：為什么向下吹氣卻能使得乒乓球“懸”在漏斗中呢？

案例2：在講授“電流的磁場”時，筆者設(shè)計了魔術(shù)——“聽話的小磁針”來引入新課。事先將導(dǎo)線隱藏在白紙下，用實物展臺將小磁針投影在屏幕上，現(xiàn)象是小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

學(xué)生分析、猜測小磁針偏轉(zhuǎn)的可能原因，大部分學(xué)生認為小磁針偏轉(zhuǎn)是受到了磁體的磁場作用。

然后筆者將白紙拿去，讓隱藏的通電導(dǎo)線露出。真相大白，全班嘩然，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性一下子被激活！同時產(chǎn)生疑惑：為什么通電導(dǎo)線能讓小磁針偏轉(zhuǎn)？

接著學(xué)生帶著問題去體驗奧斯特實驗，并嘗試釋疑。

上述兩個“不‘講’先做”演示實驗的設(shè)計，不僅符合學(xué)生的認知特點，引發(fā)學(xué)生的認知沖突，而且為后續(xù)引入新知做好了鋪墊，為整節(jié)課的展開營造了氛圍，更重要的是激發(fā)了學(xué)生的興趣和熱情，使得不同層次的學(xué)生得到了相應(yīng)的發(fā)展，催化了學(xué)生由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變成“我要學(xué)”的求知狀態(tài)。

2 邊講邊做

“邊講邊做”是指講解和操作同步、交叉進行，多適合于難度較大的教學(xué)內(nèi)容。哪些環(huán)節(jié)(如實驗原理，器材的選擇和使用方法，注意事項等)需要向?qū)W生講解？是精講還是略講？千萬不要孤立地看待“做”和“講”，二者只有在產(chǎn)生有機融合時，演示實驗才能層次清晰、主次分明，有效發(fā)揮作用。不僅要“做”好，更要和“講”配合好，才能達成質(zhì)效最優(yōu)化。

案例3：在學(xué)習(xí)“滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”時，由于缺乏直接經(jīng)驗，多數(shù)學(xué)生極易遺忘通過傳統(tǒng)教法獲取的間接知識。在教改實踐中，筆者在演示實驗的同時引導(dǎo)學(xué)生著重思考：摩擦力的大小能否直接測量？根據(jù)學(xué)過的二力平衡知識，學(xué)生很快認識到：摩擦力大小無法直接測量，但可通過拉力大小轉(zhuǎn)換得到，因而實驗中必須保證物體處于勻速直線運動狀態(tài)(如圖2)。學(xué)生后續(xù)采用控制變量法，結(jié)合觀察到的現(xiàn)象，輕松、自主地歸納出了相應(yīng)結(jié)論。縱觀整節(jié)課，教師的“做”貫穿始終，穿插的“講”適時、到位，課堂氛圍愉悅，學(xué)生的認知更為理性。

圖2

“邊講邊做”之所以能提升質(zhì)效，筆者認為主要源于兩點：(1) 傳統(tǒng)教法多以教師的“一言堂”為主，學(xué)生死記硬背現(xiàn)成的結(jié)論，而這些結(jié)論往往是抽象的。由于缺乏親身經(jīng)歷和體驗，學(xué)生很難完全接受和理解。根據(jù)教育心理學(xué)理論，這種知識不具有持久性和遷移性，遺忘得很快。而“邊‘講’邊做”始終圍繞學(xué)生認知推進，這樣的方式既擺脫了教師一味講、學(xué)生一味聽的被動局面，又為學(xué)生提供了充足的感性認識材料，促成了學(xué)生的有效學(xué)習(xí)；(2) 教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引領(lǐng)者，理應(yīng)對學(xué)習(xí)主體提供必要的“講解”?！斑叀v’邊做”無形中催化了學(xué)生的有意識記和無意識記，意義識記與機械識記相互補充、相輔相成。“講”能為學(xué)生理解和掌握知識提供輔助，“做”能化抽象為具體，化枯燥為生動，把要研究的問題清楚地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，給學(xué)生留下深刻印象。

同時“邊講邊做”中的“講”應(yīng)防范三個“過于”：(1) 過于省略地講。這有時會導(dǎo)致學(xué)生不知所措，步驟不明或主次不清；(2) 過于具體地講。這可能會淡化實驗帶來的新奇，削弱學(xué)生探究問題的興趣；(3) 過于繁瑣地講。這客觀上剝奪、擠占了演示實驗的操作機會和時間，因此教師要學(xué)會剔除低效、無效的“講”，學(xué)會在實驗過程中挖掘?qū)W生的興奮點，引發(fā)學(xué)生的共鳴。

3 先講后做

“先講后做”，顧名思義就是講解在先、操作在后，適用于驗證性的教學(xué)內(nèi)容，包括以一定知識為基礎(chǔ)來分析原理的實驗。相比“不講先做”“邊講邊做”，“先講后做”重在引發(fā)學(xué)生運用前面所學(xué)的知識，來解釋后面的實驗現(xiàn)象或用實驗驗證前面已學(xué)的概念、原理等。

案例4：在“并聯(lián)電路”新授課接近尾聲時，筆者展示了電吹風。當冷熱變換的風吹在學(xué)生的臉上時，他們思維的火種一下子被點燃了。電吹風中的電路元件是串聯(lián)還是并聯(lián)？如何畫出其簡化的工作電路圖？學(xué)生們或是口頭討論，或是在紙上作圖(如圖3)，解釋實驗現(xiàn)象的興趣極其濃厚。這樣的“先講后做”不僅激發(fā)了學(xué)生探索新知的熱情，而且為他們理解新知提供了豐富的感性材料，更為后續(xù)學(xué)習(xí)打下了扎實的基礎(chǔ)。

圖3

需要注意的是：“先講后做”中所謂的“解釋現(xiàn)象”不是簡單、機械地將涉及的知識儲存到大腦中，而是某種程度上“再發(fā)現(xiàn)”知識的過程。學(xué)生用剛學(xué)到的知識去解釋實驗現(xiàn)象，就是強調(diào)“再發(fā)現(xiàn)”，實質(zhì)是將他人的理性認知轉(zhuǎn)化為自己的認識成果。教師在這過程中不是向?qū)W生奉送知識，而是引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用知識。

4 學(xué)生代做

“學(xué)生代做”是指由學(xué)生代替教師作為操作者完成演示實驗。除了一些威脅到學(xué)生安全、健康的實驗(比如“托里拆利實驗”)，多數(shù)初中物理演示實驗在條件允許的前提下適合“學(xué)生代做”。教育家杜威把學(xué)習(xí)過程看成是“做”的過程，“做”是獲得經(jīng)驗并深刻理解知識的最佳途徑，即“從做中學(xué)”。想要學(xué)生“從做中學(xué)”，教師應(yīng)盡可能將演示實驗交由“學(xué)生代做”，這是學(xué)生手、眼、腦等多種感官協(xié)同活動并參與學(xué)習(xí)活動的過程。

案例5：在“大氣壓強”新授課引入環(huán)節(jié)，筆者嘗試將“覆杯”演示實驗改為學(xué)生代做實驗。由于在動手操作過程中紙張沒蓋嚴杯口等原因，學(xué)生不易成功完成實驗，甚至對大氣壓強的客觀存在產(chǎn)生懷疑。為探求真相，他們需要再一次甚至幾次實驗，直到成功后才會確信無疑。

改“教師演示”為“學(xué)生代做”，基于兩點：一是符合初中學(xué)生的認知特點，因為學(xué)生不是消極、被動地接受外部影響，而是通過自身活動去做出積極反應(yīng)。二是學(xué)生是實驗的主體，遇到困難進行自我反思、矯正，可以從失敗中悟出道理，有正反兩方面特別深刻的經(jīng)驗感悟。

在“學(xué)生代做”實驗中，每位學(xué)生都能參加活動的全過程，表面上看課堂有點亂，但亂中求知，這個亂相比演示操作時的井然有序更有實效?！皩W(xué)生代做”不僅使學(xué)生學(xué)會正確的操作方法，而且激發(fā)和滿足了不同層次學(xué)生的探索欲望，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)獨立性。

只有遵循科學(xué)規(guī)律，以學(xué)定教，精心設(shè)計演示實驗，才能有效發(fā)揮實驗的重要作用，才能切實利于學(xué)生的全方位發(fā)展?？鬃诱f過:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”得益于演示實驗的優(yōu)化設(shè)計，本校“初三學(xué)生對于物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣調(diào)查”結(jié)果顯示：喜歡物理的學(xué)生人數(shù)比從60.9%提升到78.4%，不喜歡的從16.6%降至7.8%，物理成為學(xué)生最喜歡的學(xué)科之一。

伽利略說過：“科學(xué)的真理不應(yīng)該在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實驗中和以實驗為基礎(chǔ)的理論中去找?！彪S著課程改革的推進，演示實驗的功能在構(gòu)建高效課堂過程中定會越發(fā)突顯。優(yōu)化演示實驗的突破口還有很多，需要大家不斷探索，但必須始終遵循一點：一切以學(xué)生的發(fā)展和需求為出發(fā)點。

[1] 陸伯鴻.《上海市中學(xué)物理課程標準(試行稿)》主要特點[J].物理教學(xué),2005,(1).

[2] 吳慶麟.教育心理學(xué):獻給教師的書[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2003.

[3] 陸紅.重視物理演示實驗 構(gòu)建物理高效課堂[J].教師,2011,(28).