開展自助實驗教學(xué)的實踐與思考＊

劉 飛

（東?？h實驗中學(xué) 江蘇 連云港 222300）

新課程的根本目標(biāo)是為了學(xué)生的發(fā)展，以學(xué)生發(fā)展為根本，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神．物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)．物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢．隨著課程改革的深入，實驗教學(xué)雖然得到了教師的普遍重視，但大多數(shù)教師依然過分依賴教材，實驗教學(xué)的模式單一，其創(chuàng)新功能沒有充分發(fā)揮出來．

為了切實提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，就應(yīng)該不斷改革實驗教學(xué)的模式．自助實驗就是對實驗教學(xué)改革的一種嘗試．自助實驗的特點是“自助”，與生活中“自助餐”中的自助相似．在實驗教學(xué)活動中，教師向?qū)W生提供一定數(shù)量的實驗器材，并給學(xué)生充分的自由權(quán)進(jìn)行選擇．學(xué)生則依據(jù)教師安排的實驗課題，經(jīng)過自主設(shè)計實驗的方案，利用自選器材或自備器材來完成實驗探究的活動．自助實驗的教學(xué)模式能最大限度地滿足學(xué)習(xí)主體的需要，能充分發(fā)揮學(xué)生的能動性和創(chuàng)新性．經(jīng)過實踐，效果很好．

1 開展自助實驗教學(xué)的前提條件

自助實驗教學(xué)的開展要求學(xué)生要有高度的參與積極性，才能獲得較深層次的體驗，激發(fā)學(xué)生的思維向縱處發(fā)展，從而創(chuàng)造性的解決問題．在時間、空間和學(xué)生的思維水平都有限的條件下，要想順利地開展自助實驗的教學(xué)，作為教師必須為學(xué)生創(chuàng)造出一個良好的活動環(huán)境，同時加強(qiáng)教師的引導(dǎo)作用．

1． 2 努力構(gòu)建合適的評價機(jī)制

現(xiàn)代教學(xué)理念下的評價應(yīng)該是多元的．在自助實驗的活動中，教師評價、學(xué)生互評和自我評價要有機(jī)結(jié)合．在自助實驗活動中，考慮到學(xué)生的操作能力和實驗水平之間存在差距的實際情況．教師評價和學(xué)生互評應(yīng)該遵循發(fā)展性、激勵性和重視過程性的原則．學(xué)生自我評價是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷校正、提高自己探究水平的過程，也能為學(xué)科學(xué)習(xí)的發(fā)展培養(yǎng)良好的習(xí)慣．

1． 2 精心選擇自助實驗的課題

自助實驗的活動不是越多越好，也不是所有的知識內(nèi)容都適合開展自助實驗的教學(xué)．自助活動的實驗應(yīng)該具備器材選取方便、實驗操作安全、方案設(shè)計多樣、實驗現(xiàn)象明顯的特點．比如，在探究聲音是怎樣產(chǎn)生的，壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)，流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系等活動中，就可以依據(jù)實際情況開展自助實驗的教學(xué)活動．

1． 3 充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用

在自助實驗的活動中，往往出現(xiàn)學(xué)生對活動的內(nèi)容、過程、結(jié)果分析把握不到位、不準(zhǔn)確等問題，這些問題有待教師適時、適度的引導(dǎo)．為了保證自助實驗的順利開展，活動前教師要有充分的預(yù)設(shè)．考慮到學(xué)生在活動中可能出現(xiàn)的操作困難和思維障礙，在活動過程中，可以設(shè)置一系列具有遞進(jìn)性的問題來引發(fā)學(xué)生的思考、討論和交流，從而突破學(xué)生思維上的障礙，提高自助實驗活動的實效性．

1． 4 認(rèn)真調(diào)控自助實驗的活動程度

中學(xué)生的特點是活潑好動、好奇心強(qiáng)、自控能力弱，實行自助實驗探究物理規(guī)律存在一定的難度．因此，教師所倡導(dǎo)的自助，并非絕對的完全放手，在實驗中要體現(xiàn)出可控性，實驗活動的實施應(yīng)該在教師的調(diào)控下進(jìn)行．

2 開展自助實驗教學(xué)的具體案例

自助實驗教學(xué)的活動流程是“創(chuàng)設(shè)情境、激趣引思—分組討論、自主選取—展示共享、交流提升—?dú)w納總結(jié)、創(chuàng)新應(yīng)用”．

自助實驗教學(xué)的具體案例：驗證大氣壓的存在．

2． 1 創(chuàng)設(shè)情境 激趣引思

美國教育家布魯納認(rèn)為，學(xué)習(xí)最好的刺激乃是對學(xué)習(xí)材料發(fā)生興趣．在教學(xué)中利用生活中常見的物品做實驗，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神．

在講授大氣壓時，因大氣是摸不著、看不到的氣體，大氣壓的存在令學(xué)生懷疑．在大氣壓的教學(xué)活動中，教師可以巧用茶杯、廢棄飲料瓶、空的易拉罐等學(xué)生常見的物品來做實驗．為了引出實驗活動的課題，教師可以演示如下的實驗：在空的易拉罐里注入少量的水后，將此裝置放于酒精燈上加熱直至里面的水沸騰，然后迅速地將酒精燈熄滅，同時用事先準(zhǔn)備好的面粉團(tuán)將易拉罐口堵住，很快就能看見易拉罐被壓癟了，同時伴有“劈啪”的聲音．這個有趣的小實驗?zāi)軌蛴行У刈プW(xué)生好奇的心理特點，激發(fā)他們想知道其中存在的奧妙，從而使學(xué)生對生活中的大氣壓存在產(chǎn)生濃厚的探究興趣．

2． 2 分組討論 自主選取

在空易拉罐被壓癟的活動后，引導(dǎo)學(xué)生討論分析出易拉罐被壓癟是由于大氣壓的作用．中學(xué)生是活潑好動的，總想自己動手做一做，正所謂“實驗看看不過癮，絕知此事欲躬行．”為此，教師可以提出活動的課題：除了用空易拉罐被壓癟實驗證明大氣壓的存在外，同學(xué)們能不能想出更多的方法來證明大氣壓的存在呢？學(xué)生分組討論活動方案，教師提出要求：

（1）發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)互助的精神，分組設(shè)計證明大氣壓存在的實驗方案；

（2）將本組設(shè)計的每一種實驗方案的原理圖簡畫在白紙上，以便交流展示；（3）比一比，哪個小組設(shè)計的方案又多又好；（4）器材可以從教師提供的器材中選取，也可以選取自帶的器材．

教師提供的器材有：玻璃杯，小玻璃片，硬紙片，鐵釘，橡膠管，易拉罐，一次性塑料杯，礦泉水瓶，果凍盒，水，吸盤，水槽，注射器，細(xì)線，抽氣筒，鉤碼等．

2． 3 展示共享 交流提升

經(jīng)過學(xué)生的精心討論，設(shè)計的實驗方案有十多種，限于篇幅，下面只介紹課堂教學(xué)中學(xué)生展示的部分活動方案：

（1）將吸盤緊壓在玻璃片上后，很難將吸盤拔起來．原因是壓緊吸盤時，吸盤內(nèi)空氣被排除，大氣壓將吸盤緊緊地壓在玻璃片上．所選器材為吸盤、玻璃片．

（2）取一注射器豎直放置，有氣孔一端向上．將注射器的活塞推向頂部，用手按住氣孔，將注射器的活塞用力拉下一段距離，拉活塞的手放開后注射器的活塞向上運(yùn)動．原因是將注射器的活塞推向頂部時，注射器內(nèi)空氣被排出，用手按住氣孔，將注射器的活塞用力拉下一段距離放手后，注射器由于外界大氣壓的作用而向上運(yùn)動．所選器材為注射器．

（3）用手?jǐn)D壓果凍盒，使果凍盒壓在手臂上，結(jié)果果凍盒壓在手臂上不會掉下來．原因是用手?jǐn)D壓果凍盒時，將盒內(nèi)空氣排出一部分，再用手臂密封，這樣盒內(nèi)的氣壓小于外面的大氣壓，外面的大氣壓將果凍盒緊緊地壓在手臂上．所選器材為果凍盒．

（4）將礦泉水瓶的底部用鐵釘鉆一個孔，在瓶內(nèi)裝滿水，擰緊瓶蓋后提起，用手?jǐn)Q松瓶蓋后又?jǐn)Q緊，發(fā)現(xiàn)擰松瓶蓋時，水會從孔中流出，擰緊瓶蓋時水停止流出．原因是擰緊瓶蓋時，水只要流出一點點，瓶內(nèi)的氣壓就小于外界大氣壓，此時大氣壓能將瓶內(nèi)水柱支撐；擰松瓶蓋時，瓶內(nèi)外的氣壓相等，水由于重力的作用而流出．所選器材為礦泉水瓶、鐵釘、水槽和水．

在交流展示的過程中，學(xué)生不僅展示了自己小組設(shè)計的活動方案，也分享了其他組不同于自己組的實驗方案，相互之間拓展了各自的思維，更重要的是學(xué)生通過自助實驗真切地感受到了大氣壓的存在，體驗到了自助實驗的樂趣和成功的快樂．

2． 4 歸納總結(jié) 應(yīng)用創(chuàng)新

學(xué)生活動后，教師要及時的對自助實驗的活動進(jìn)行歸納總結(jié)和評價激勵．通過自助實驗的活動，學(xué)生要及時總結(jié)出活動的體會和認(rèn)識，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等多方面來談?wù)劵顒拥氖斋@．對教師而言，還要對小組及個人的表現(xiàn)給予鼓勵性的評價，可以評出“標(biāo)兵小組”、“智慧小組”等，也可以采用星級評價的方法來激勵在自助實驗活動中表現(xiàn)突出的小組和個人，其出發(fā)點是為了鼓勵學(xué)生積極的參與到自助、自主的學(xué)習(xí)中來．

“從生活走向物理，從物理走向社會”是制定的《課程標(biāo)準(zhǔn)》中課程理念．從生活走向物理，可以培養(yǎng)興趣，使物理學(xué)習(xí)變得更生動、活潑．從物理走向社會，可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決物理問題的能力．通過自助實驗獲得一定的知識和技能之后，可以鼓勵學(xué)生去嘗試解決生活中的一些相關(guān)的問題，也可以搞一些小發(fā)明、小制作．

3 開展自助實驗教學(xué)的思考

3． 1 開展自助實驗教學(xué)的意義

自助實驗教學(xué)在教學(xué)目標(biāo)上重視了學(xué)生的全面發(fā)展．自助實驗教學(xué)將過程與方法并重，知識與能力并重，學(xué)習(xí)與創(chuàng)新并重，強(qiáng)化了物理知識的形成過程，體驗和運(yùn)用科學(xué)研究的過程與方法，培養(yǎng)了學(xué)生自主建構(gòu)知識的能力，提高了學(xué)生知識運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力．

自助實驗教學(xué)在教學(xué)設(shè)計上體現(xiàn)了生本教育的理念．新課程倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、體驗學(xué)習(xí)等．雖然這些學(xué)習(xí)方式會有不同的策略，但是它們都存在著一個共同的核心理念，那就是學(xué)生的主體體驗，自助實驗教學(xué)的出發(fā)點就是要為學(xué)生創(chuàng)造出最大化的主體體驗．

3． 2 開展自助實驗耗時多的應(yīng)對措施

從實踐經(jīng)驗來看，自助實驗教學(xué)的活動一般會花費(fèi)較多的教學(xué)時間，而課堂的教學(xué)時間是有限的，開展自助實驗教學(xué)勢必會導(dǎo)致非自助實驗教學(xué)部分內(nèi)容的教學(xué)時間減少，甚至不能完成相關(guān)的教學(xué)任務(wù)．對此，在教學(xué)過程中教師要做到有所為有所不為，一是改變“只有講過才算學(xué)過”的觀念，將一些非自助實驗教學(xué)的內(nèi)容精講，也可以考慮將學(xué)生能看懂的內(nèi)容留給學(xué)生自學(xué)；二是不要追求學(xué)生的實驗方案都在課堂上進(jìn)行交流展示，可以留下一些實驗方案或“懸而未決”的問題讓學(xué)生課后繼續(xù)去探究，從而安排出時間來完成非自助實驗部分的教學(xué)任務(wù)．

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，知識不是被動的接受，而是認(rèn)知主體的積極建構(gòu)．自助實驗就是基于建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的一種教學(xué)嘗試，這種嘗試有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了知識的自主建構(gòu)．