林君祥

(浙江省嵊州市教研室,浙江 嵊州 312400)

在當(dāng)前的考試制度下,迫于有限的教學(xué)時(shí)間,繁重的升學(xué)壓力,我們的課堂教學(xué)一直在傳統(tǒng)與創(chuàng)新之間糾結(jié)．從本地區(qū)近階段的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課教學(xué)活動(dòng)調(diào)研情況來(lái)看,雖說(shuō)有少部分教師能立足于真實(shí)的生活情境,引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí),形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維,但也感受到了愈加濃烈的應(yīng)試味道,多數(shù)復(fù)習(xí)課仍以“考試條目”為基準(zhǔn),適當(dāng)拓展教材內(nèi)容的形式呈現(xiàn),課堂設(shè)計(jì)大多是由“教師羅列考點(diǎn)-投影呈現(xiàn)考題-學(xué)生解題析題-知識(shí)遷移拓展”4步組成,即學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的熟練程度和解題水平的提升仍被認(rèn)定為是復(fù)習(xí)課的主要目的．

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中的重要內(nèi)容,也是激活學(xué)生思維的重要方法．教師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)習(xí)教學(xué)應(yīng)打破教材中的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的局限,要?jiǎng)?chuàng)設(shè)新的實(shí)驗(yàn)情境,或能適當(dāng)整合、優(yōu)化教材實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生以實(shí)驗(yàn)為載體,以問(wèn)題為線索,實(shí)現(xiàn)思維與實(shí)驗(yàn)相融合,為學(xué)生的探究、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新提供開(kāi)放的時(shí)間與空間．處于教學(xué)一線的教師更應(yīng)將課堂教學(xué)的重心由“三維目標(biāo)”的落實(shí)逐漸轉(zhuǎn)向?qū)W生的“核心素養(yǎng)”的形成和發(fā)展,根據(jù)學(xué)科特點(diǎn),以學(xué)科本質(zhì)立意,結(jié)合具體的教學(xué)案例進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計(jì),從“科學(xué)知識(shí)、科學(xué)探究、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度”4個(gè)維度來(lái)強(qiáng)化學(xué)生的核心素養(yǎng)．

1 創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境,建構(gòu)科學(xué)知識(shí)

實(shí)驗(yàn)的教育功能之一是有助于學(xué)生形成科學(xué)概念．隨著學(xué)習(xí)過(guò)程的不斷深入,學(xué)生對(duì)概念的理解會(huì)逐步加深,最終會(huì)形成一個(gè)相對(duì)完整的概念,因此教學(xué)中情境的創(chuàng)設(shè)也應(yīng)多角度、多樣化,把我們的教學(xué)目標(biāo)從知識(shí)的獲取轉(zhuǎn)到能力的提升上來(lái),進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成．

案例1.教科書中,壓強(qiáng)計(jì)是用來(lái)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程運(yùn)用控制變量的方法來(lái)完成,最后還要對(duì)多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,才能得出結(jié)論．復(fù)習(xí)課時(shí)我們不妨創(chuàng)設(shè)如圖1、2所示的實(shí)驗(yàn)情境來(lái)進(jìn)一步建構(gòu)液體壓強(qiáng)特點(diǎn),使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更為直觀,操作上也更為簡(jiǎn)單．

情境1:如圖1的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可得出的結(jié)論是什么?

情境2:如圖2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可得出的結(jié)論又是什么?

圖1

情境3:為使圖2中橡皮膜既不向左凸,也不向右凸,可采用的方法有哪些?并對(duì)這些方法進(jìn)行驗(yàn)證和解釋．

建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀認(rèn)為,學(xué)習(xí)不是被動(dòng)地接受知識(shí),而是對(duì)知識(shí)的自主建構(gòu)．學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)之前,都有自己的前認(rèn)知,新的實(shí)驗(yàn)情境可以與教材中實(shí)驗(yàn)的不同角度來(lái)認(rèn)識(shí)和理解同一知識(shí).這體現(xiàn)了建構(gòu)主義的思想．科學(xué)是講究實(shí)證的,需要用事實(shí)對(duì)情境作出回答,但科學(xué)也是需要思辨的,需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論作出合理的解釋．在上述案例中,教師并沒(méi)有止步于情境1和情境2,而是進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論去驗(yàn)證和解釋新的問(wèn)題情境.這樣的方式會(huì)使知識(shí)更加深植于學(xué)生的頭腦中．

2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,提升探究能力

通過(guò)初中階段的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)具有一定的實(shí)驗(yàn)探究能力,其中能根據(jù)探究目的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、改進(jìn)、交流和實(shí)施都是科學(xué)探究的要素之一．復(fù)習(xí)課時(shí),學(xué)生已具有較為完整的知識(shí)體系.在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中,教師可以從方案的設(shè)計(jì)到方案的評(píng)價(jià),從方案的優(yōu)化到方案的再設(shè)計(jì)等方面,給學(xué)生充分思考與交流的機(jī)會(huì),讓學(xué)生收獲的不僅僅是知識(shí),更是學(xué)習(xí)的態(tài)度和學(xué)習(xí)的能力．

圖3

案例2.教科書中,采用的是在水平放置的長(zhǎng)木板上放一物塊,用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)物塊的方法來(lái)測(cè)出物塊受到的滑動(dòng)摩擦力(如圖3)．因?yàn)閷W(xué)生在前一節(jié)剛學(xué)習(xí)了“二力平衡的條件”,因此在理論上只要滿足物塊作勻速直線運(yùn)動(dòng)這一條件,它在水平方向上受到拉力和摩擦力就互為平衡力,大小相等．新授課時(shí),由于學(xué)生還不知道影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素有哪些?教材對(duì)這一內(nèi)容如此處理是有其內(nèi)在的邏輯合理性的．但事實(shí)上,師生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)物塊時(shí),很難控制物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),致使彈簧忽長(zhǎng)忽短,導(dǎo)致在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)很難讀取．而復(fù)習(xí)課時(shí),學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了滑動(dòng)摩擦力的大小只與壓力大小、接觸面的粗糙程度兩個(gè)因素有關(guān),與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小無(wú)關(guān)．因此,復(fù)習(xí)課時(shí)完全可以讓學(xué)生從教材實(shí)驗(yàn)的不足出發(fā),對(duì)滑動(dòng)摩擦力的測(cè)量方法進(jìn)行優(yōu)化,并讓學(xué)生討論后交流改進(jìn)方案．

改進(jìn)方案1:用一個(gè)轉(zhuǎn)速較慢的小電動(dòng)機(jī)來(lái)替代人手拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),這樣可以保證勻速拉動(dòng)物塊,方便讀數(shù)(如圖4)．

改進(jìn)方案2:固定彈簧測(cè)力計(jì)的一端,另一端勾住物塊,拉動(dòng)木板(如圖5)．由于彈簧測(cè)力計(jì)和物塊相對(duì)地面是靜止的,即使木板沒(méi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)讀數(shù)也沒(méi)有影響．

圖4

圖5

然后讓學(xué)生從器材的取得、操作的簡(jiǎn)易程度等方面繼續(xù)對(duì)這些方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),并讓學(xué)生根據(jù)最優(yōu)方案進(jìn)行實(shí)證．

案例中讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)的做法,其目的不僅僅是讓學(xué)生設(shè)計(jì)出一個(gè)科學(xué)可行的方案供后續(xù)實(shí)施,更重要的是讓學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程學(xué)會(huì)從不同角度來(lái)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)．通過(guò)生生互動(dòng)對(duì)方案作出科學(xué)的評(píng)價(jià),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到一個(gè)方案存在合理之處的同時(shí),也可能存在不足之處．當(dāng)所設(shè)計(jì)的方案不夠理想時(shí),可以對(duì)這一方案進(jìn)行辨析和優(yōu)化,讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)方案優(yōu)化可以從原理、器材、操作等方面展開(kāi)．讓學(xué)生經(jīng)歷方案優(yōu)化的整個(gè)過(guò)程,就是學(xué)生探究能力提升的過(guò)程,既突顯了學(xué)生的主體性,也體現(xiàn)出探究的本質(zhì)特征．

3 細(xì)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程,啟迪科學(xué)思維

為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,教師需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的一些方法和步驟進(jìn)行細(xì)化處理,以便在課堂上師生之間、生生之間形成一種良好互動(dòng)．細(xì)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程不僅可以引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程,并深入思考每一步實(shí)驗(yàn)操作的前因與后果,幫助學(xué)生理解并掌握科學(xué)知識(shí),進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,還可以培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性和深刻性,以及學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和問(wèn)題解決能力．

案例3.探究“電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),常規(guī)的教法是分為以下5步進(jìn)行．

(1) 提出問(wèn)題:電流與電阻存在怎樣的關(guān)系?

(2) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:(控制變量的方法,如保持電壓表示數(shù)為3 V不變,多次改變定值電阻Rx的阻值,記錄相應(yīng)的電流值)

(3) 設(shè)計(jì)電路圖(如圖6),并正確連接電路．

圖6

(4) 當(dāng)定值電阻為5 Ω時(shí),調(diào)節(jié)滑片位置,使電壓表示數(shù)為3 V,記錄電流表的示數(shù)．

(5) 將定值電阻從5 Ω改為10 Ω、20 Ω時(shí),重復(fù)第4步實(shí)驗(yàn),獲得3組數(shù)據(jù),分析得出結(jié)論．

但事實(shí)上,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)遇到一系列的問(wèn)題,尤其是第5步操作,當(dāng)學(xué)生的更換電阻后,接下去應(yīng)該怎么操作?這樣操作的依據(jù)是什么?這些細(xì)節(jié)問(wèn)題正如梗在學(xué)生喉嚨中的刺一般,讓他們難以消化和吸收,并對(duì)今后的理解和應(yīng)用產(chǎn)生困難．因此教師需要對(duì)這一步驟作進(jìn)一步的細(xì)化處理．

(1) 將定值電阻從5 Ω改為10 Ω時(shí),讓學(xué)生觀察電流表和電壓表的示數(shù)變化情況(I<0.6 A,U>3 V),這時(shí)應(yīng)停一下,讓學(xué)生思考:① 為什么會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象?② 為使電壓表示數(shù)變?yōu)? V,應(yīng)怎么操作(變阻器的滑片應(yīng)向哪一邊調(diào)節(jié))?③ 這樣調(diào)節(jié)的科學(xué)原理是什么?

(2) 將定值電阻改為40 Ω時(shí),重復(fù)第4步實(shí)驗(yàn),無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器滑片的位置,均無(wú)法使電壓表的示數(shù)變?yōu)? V,原因是什么?解決這一問(wèn)題的方法有哪些?

實(shí)驗(yàn)并非簡(jiǎn)單的機(jī)械操作,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能也不是實(shí)驗(yàn)教學(xué)所要追求的唯一目標(biāo),實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生做到手腦并用,將實(shí)驗(yàn)操作與科學(xué)原理相聯(lián)系,可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得到思維的訓(xùn)練．上述案例中,教師不是簡(jiǎn)單地讓學(xué)生根據(jù)教材實(shí)驗(yàn)方案去自行操作,而是對(duì)某些步驟以問(wèn)題串的形式進(jìn)行了細(xì)化．這些具有一定思維品質(zhì),同時(shí)又有一定層次性的問(wèn)題,可以充分暴露出學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題,再讓學(xué)生在具有挑戰(zhàn)性的真實(shí)問(wèn)題情境中,進(jìn)行著分析、討論等學(xué)習(xí)活動(dòng),觸發(fā)了學(xué)生的深度邏輯思維,進(jìn)而理解教材實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)意圖．

4 正視實(shí)驗(yàn)意外,彰顯科學(xué)態(tài)度

課程標(biāo)準(zhǔn)指出,學(xué)生應(yīng)具備“能尊重事實(shí)和證據(jù),不迷信權(quán)威,具有獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神”的素養(yǎng)．一直以來(lái),用課堂的預(yù)設(shè)來(lái)搏取教學(xué)的精彩是教師們的不懈追求．然而,“本真”的課堂是一種充滿活力,充滿靈性的,有動(dòng)態(tài)生成性資源的課堂．師生在實(shí)驗(yàn)中一旦發(fā)現(xiàn)疑問(wèn),就要尊重觀察到的事實(shí),并基于師生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解、對(duì)科學(xué)精神的領(lǐng)悟,對(duì)觀察到的現(xiàn)象作出合理的猜想,使實(shí)驗(yàn)得以繼續(xù)延伸,最終對(duì)實(shí)驗(yàn)的意外作出科學(xué)的解釋.這樣的做法有利于在實(shí)驗(yàn)中形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度．

案例4.學(xué)生在分組完成“平面鏡成像規(guī)律”的活動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)物體在玻璃板后形成了“疊影”(兩個(gè)像)現(xiàn)象(如圖7),十分好奇,并產(chǎn)生了“物體在平面鏡中為什么會(huì)形成兩個(gè)像”這一疑惑．如果此時(shí)教師把課本的結(jié)論強(qiáng)加給他們,會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生不尊重事實(shí)的不良后果,也與求真求實(shí)的科學(xué)精神相悖．最合理的處理方法是與學(xué)生一起進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,直至得出“疊影現(xiàn)象跟鏡面具有一定厚度有關(guān)”的結(jié)論．甚至還可以采用兩塊玻璃板來(lái)模擬厚玻璃進(jìn)行了驗(yàn)證(如圖8),使這一意外的發(fā)現(xiàn)得到圓滿地解決．

圖7

圖8

意外也是一種教學(xué)資源,可以挖掘出許多閃光點(diǎn);質(zhì)疑更是一種可貴的科學(xué)精神,教師應(yīng)當(dāng)始終處于積極的準(zhǔn)備狀態(tài),敏銳地捕捉學(xué)生在課堂上閃現(xiàn)出的光點(diǎn),從而使課堂在學(xué)生質(zhì)疑中不斷走向深入,使課堂變得更加真實(shí)而有靈性．對(duì)實(shí)驗(yàn)意外的出現(xiàn),我們必須實(shí)事求是,絕不能遮掩搪塞,本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,堅(jiān)持不懈地去探究真相,找出問(wèn)題的原因,這是物理的核心素養(yǎng)要求之一．

布魯納教育的思想認(rèn)為,所謂知識(shí),是過(guò)程,而不是結(jié)果．學(xué)生的核心素養(yǎng)的形成雖然離不開(kāi)知識(shí)作為背景,但素養(yǎng)本身并不屬于知識(shí),核心素養(yǎng)的形成具有自身的機(jī)制和規(guī)律．從教師的傳授到學(xué)生的接受這種口授式的教學(xué)只能給予關(guān)于素養(yǎng)的知識(shí)而不是素養(yǎng)本身．實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和開(kāi)展能有效地將知識(shí)和探究融合在一起,要為學(xué)生提供一個(gè)主動(dòng)參與、積極思考的自主學(xué)習(xí)的過(guò)程,要讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中提升解決問(wèn)題的能力,久而久之,這些學(xué)習(xí)的過(guò)程和提升的能力終將內(nèi)化為學(xué)生自身的素養(yǎng)．