淺談物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的情境設(shè)計(jì)

[摘要]本文簡(jiǎn)要論述了在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)情境的必要性，總結(jié)了創(chuàng)設(shè)情境的幾種方法，供同仁參考。

[關(guān)鍵詞]物理實(shí)驗(yàn) 情境設(shè)計(jì) 教學(xué)效果

物理學(xué)科是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科，欲提高物理教學(xué)質(zhì)量，就必須上好實(shí)驗(yàn)課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，欲激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就必須在物理實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境。筆者從事中學(xué)物理教學(xué)工作多年，在創(chuàng)高物理實(shí)驗(yàn)情境方面頗有些心得，現(xiàn)記之，供各位同仁參考。

一、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

“興趣是最好的老師?！眲?chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境的不同實(shí)驗(yàn)效果將會(huì)有明顯的差異。物理實(shí)驗(yàn)的事實(shí)表明，只有當(dāng)學(xué)生被教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)情境所感染，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)興趣，思維進(jìn)入預(yù)定情境之中時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能取得預(yù)期的效果。

當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)情境的設(shè)置，不僅在于歷史的陳述，更重要、更大量的是知識(shí)背景的鋪墊。只有當(dāng)演示實(shí)驗(yàn)情境與學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)精密聯(lián)系，并相互作用時(shí)，實(shí)驗(yàn)所要觀察的現(xiàn)象、探索的規(guī)律、驗(yàn)證的結(jié)論，才能牢牢拴在原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的錨鏈上，才能轉(zhuǎn)化為知識(shí)和能力。實(shí)驗(yàn)本身只是一種手段，教師應(yīng)通過(guò)各種途徑有效地創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，從而使實(shí)驗(yàn)成為整個(gè)教學(xué)過(guò)程的有機(jī)部分，賦予生硬的器材以勃勃生氣，單調(diào)的實(shí)驗(yàn)才能具有豐富的色彩，實(shí)驗(yàn)效果也自在其中了。

二、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境的幾種方法

實(shí)驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)實(shí)質(zhì)上是一種背景設(shè)置，情景鋪墊，是一種思維與情感的激發(fā)所作的準(zhǔn)備，目的是使學(xué)生進(jìn)入特定的學(xué)習(xí)狀態(tài)。（這就要求教師要具有豐富的知識(shí)積累、深厚的文化底蘊(yùn)、具時(shí)代特征的教學(xué)技術(shù)以及敏銳的時(shí)事觀察力。）有鑒于此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中情境的設(shè)計(jì)主要有以下幾種方法。

1.根據(jù)史實(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境。物理教學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)在歷史上有著特定的地位，在科學(xué)發(fā)展中起過(guò)特定的作用，科學(xué)家們?yōu)榇嗽冻龃罅康摹⑵D辛的勞動(dòng)。比如上面提到的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，還有放射線的發(fā)現(xiàn)、焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)等等。這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)與豐富多彩的歷史背景相結(jié)合，可以使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具有趣味性。例如在“阿基米德定律實(shí)驗(yàn)”展開(kāi)之前，首先教師可應(yīng)用歷史史料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境，介紹“曹沖稱象”這一有趣的史實(shí)，并根據(jù)“曹沖稱象”揭示船的吃水深度、排水量、船與石頭的質(zhì)量關(guān)系之間的特定聯(lián)系，從而為阿基米德定律實(shí)驗(yàn)的展開(kāi)奠定了情境基礎(chǔ)。

2.運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)情境。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)資源材料設(shè)計(jì)動(dòng)漫創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，使之具有一定的時(shí)代信息，能更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。例如在振動(dòng)與波、原子和宇宙等章節(jié)教學(xué)時(shí)，就可以運(yùn)用設(shè)計(jì)動(dòng)漫來(lái)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情境，筆者運(yùn)用這一方法，在教學(xué)中收到了很好的效果。

3.利用時(shí)事設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情境。隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，運(yùn)載火箭的發(fā)射、“神七飛船”的實(shí)施，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可利用這一具有時(shí)代性的能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和愛(ài)國(guó)主義精神的事件，創(chuàng)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，能收到很好的教學(xué)效果。例如，在教學(xué)曲線運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力這一章節(jié)中的實(shí)驗(yàn)時(shí)運(yùn)用，能收到意想不到的好的效果。

4.運(yùn)用“問(wèn)題”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多。其教學(xué)目的除了驗(yàn)證物理定律以加深理解之外，主要是為了理解、深化及運(yùn)用物理概念。概念的心理動(dòng)力是思維，而思維源于矛盾，因而在演示實(shí)驗(yàn)前后以及過(guò)程中，制造矛盾，提出疑問(wèn)，主動(dòng)聯(lián)想，是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境的又一種方法。為了使學(xué)生建立正確的概念，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)：學(xué)生做了“用半偏法測(cè)量電流表內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)后，可以創(chuàng)設(shè)如下的問(wèn)題情境。問(wèn)題一：實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電流表的內(nèi)阻。問(wèn)題二：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電流表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。在其他有關(guān)實(shí)驗(yàn)中，也可以提出相應(yīng)的問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程加以驗(yàn)證。這些問(wèn)題源于教材中，但又往往被人們忽視，這就更使即將展開(kāi)的實(shí)驗(yàn)籠罩上一層趣味的“靈光”。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境，旨在揭示實(shí)驗(yàn)知識(shí)體系的內(nèi)在聯(lián)系

隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深入，學(xué)生不僅需要富有趣味的史料與問(wèn)題啟示，借以烘托實(shí)驗(yàn)主體，更需要揭示知識(shí)體系之間的內(nèi)在聯(lián)系。這種聯(lián)系正是新實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，而新實(shí)驗(yàn)又為知識(shí)體系添新的素材，為學(xué)生的認(rèn)知思維注入新的活力。例如：物理教材“電磁感應(yīng)”一章中，通過(guò)六個(gè)電磁感應(yīng)現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)總結(jié)出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)”。在具體教學(xué)過(guò)程中，有經(jīng)驗(yàn)的教師在演示“磁鐵不動(dòng)，線圈運(yùn)動(dòng)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生”之后，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)中“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的知識(shí)來(lái)思考、推理第二個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。事實(shí)證明，大多數(shù)學(xué)生能從第一演示實(shí)驗(yàn)推理出“線圈不動(dòng)，磁鐵運(yùn)動(dòng)，同樣有感應(yīng)電流產(chǎn)生”。有了這個(gè)判斷，教師再加以演示驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)效果就非常明顯。接著，教師讓學(xué)生思考率三個(gè)實(shí)驗(yàn)，即磁鐵和線圈一起運(yùn)動(dòng)，有沒(méi)有感應(yīng)電流。學(xué)生的思維由于受到第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的激勵(lì)，積極性會(huì)進(jìn)一步提高。用同樣的方法來(lái)處理后面三個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的思維逐步激活，進(jìn)入豐富的聯(lián)想空間，最終得到結(jié)論：“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生?！?/p>

關(guān)于實(shí)驗(yàn)情境設(shè)計(jì)，還有許多方法需要總結(jié)和探討，本文旨在拋磚引玉，希望更多的同仁參與研究這一問(wèn)題。