加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)

張家提

摘 要：創(chuàng)新教育的目的就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，這是創(chuàng)新教育的核心。而讓學(xué)生設(shè)計(jì)并評(píng)價(jià)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案不失為一種有效方法。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)；創(chuàng)新

什么是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理確定實(shí)驗(yàn)步驟、選擇適當(dāng)?shù)膬x器的過(guò)程叫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在物理教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生設(shè)計(jì)多種簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)，積極主動(dòng)地思考，從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的學(xué)習(xí)中深化和創(chuàng)新新的知識(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行多種思維方法的訓(xùn)練，可以顯著提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。以下通過(guò)典型課例對(duì)此問(wèn)題作一些探討。

滬科版九年制義務(wù)教育九年級(jí)教科書(shū)物理第十二章第四節(jié)“熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)”一節(jié)的課時(shí)安排是：首先根據(jù)課本圖12-26直接引出熱值的概念，再根據(jù)熱值的意義總結(jié)出燃料完全燃燒放出熱量的公式，接著進(jìn)行熱量的計(jì)算，最后是熱機(jī)效率。而我在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)這一節(jié)時(shí)，沒(méi)有按照課本原有的編排，而是采用探究式的教學(xué)方式。

讓學(xué)生根據(jù)課本圖12-26所提供的信息，結(jié)合日常生活中相關(guān)的實(shí)例提出一個(gè)從物理學(xué)角度可以探究的問(wèn)題。我們屬于農(nóng)村學(xué)校，學(xué)生幾乎全部為農(nóng)村孩子，日常生活現(xiàn)象認(rèn)識(shí)非常豐富，學(xué)生說(shuō)出了許多有關(guān)燃料燃燒的現(xiàn)象，我大致把這些現(xiàn)象歸納為這樣幾類(lèi)：

用近5 kg的草柴只能做一家三口的飯；

用1 kg的煤球不僅可以做一家三口的飯，還可以炒兩個(gè)菜；

用0.2 kg的液化石油氣不但可以做一家三口的飯，還可以炒六個(gè)菜。

由以上現(xiàn)象讓學(xué)生從中提出一個(gè)可以研究的問(wèn)題。由于學(xué)生對(duì)此類(lèi)問(wèn)題有所認(rèn)識(shí)，（由于在前面我們已經(jīng)探究過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題：探究物體吸收熱量的多少與哪些因素有關(guān)？）學(xué)生知道從哪兒入手來(lái)提出問(wèn)題。經(jīng)過(guò)討論、分析，多數(shù)學(xué)生將問(wèn)題歸結(jié)為：影響燃料燃燒放出熱量多少的因素有哪些？

問(wèn)題已提出，可對(duì)問(wèn)題的猜想?yún)s成了一個(gè)難題。經(jīng)過(guò)學(xué)生近20分鐘的討論、分析、歸納，學(xué)生將問(wèn)題的猜想集中于影響燃料燃燒放出熱量多少的因素有：燃料的質(zhì)量、燃料的種類(lèi)?？刹孪虢Y(jié)果畢竟不夠充分。我提示到：同學(xué)們，你們有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象，你奶奶在燒火做飯時(shí)，當(dāng)飯快熟的時(shí)候，你奶奶會(huì)怎么做呢？學(xué)生進(jìn)行了幾分鐘激烈的討論、爭(zhēng)辯，仍無(wú)法統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。我看學(xué)生實(shí)際上是意思明白，就是表達(dá)不出，我又引導(dǎo)到實(shí)際是燃料燃燒程度問(wèn)題，到此，對(duì)問(wèn)題的猜想基本上結(jié)束，最終的結(jié)論是：影響燃料燃燒放出熱量多少的因素可能與燃料的質(zhì)量、燃料的種類(lèi)及燃料燃燒程度有關(guān)。且強(qiáng)調(diào)猜想結(jié)論中一定要加入可能一詞讓學(xué)生討論其原因，當(dāng)然，問(wèn)題很易解決，因?yàn)楫吘篂椴孪?，到底是不是有關(guān)、是什么關(guān)系，我們并不知道，所以，只有加上可能一詞。

我問(wèn)到：想去掉可能一詞怎么辦？學(xué)生當(dāng)然知道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且知道由于是研究一個(gè)量與幾個(gè)量間的關(guān)系，要運(yùn)用控制變量法、對(duì)比實(shí)驗(yàn)法等實(shí)驗(yàn)方法。

問(wèn)題自然到了對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上了，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)非常的順利。

學(xué)生對(duì)自己能正確運(yùn)用控制變量法等實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)出一個(gè)陌生的實(shí)驗(yàn)特別滿意。這時(shí)，我反問(wèn)：“同學(xué)們，燃料的種類(lèi)易于辨認(rèn)，燃料的質(zhì)量可以用天平來(lái)稱量，那燃料燃燒放出熱量的多少該如何體現(xiàn)呢？燃料燃燒程度又該如何控制呢？”

問(wèn)題的提出頓時(shí)使一個(gè)活躍的課堂變得鴉雀無(wú)聲?？粗鴮W(xué)生皺著眉、咬著筆、緊握著拳頭的樣子，我真有點(diǎn)既高興又心疼。

……

在全國(guó)如火如荼的強(qiáng)力推進(jìn)新課程、全面實(shí)施素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育的今天，教師作為其中的重要一環(huán)，一定要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，特別是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)，盡可能地創(chuàng)造條件讓學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)，盡可能把課本上的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、常規(guī)型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。