邊教邊做實驗及教學

謝云 王愛生

邊教邊做實驗，也叫隨堂實驗，又稱協(xié)同實驗、并進實驗。邊教邊做實驗是在課堂教學過程中結(jié)合教師講授的新知識，由教師提議學生親自動手操作，是學生操作與教師講課協(xié)調(diào)活動的一種課堂實驗教學方式。由于邊教邊做實驗具有靈活性、即時性、操作性等優(yōu)點，不僅使課堂教學氛產(chǎn)生了愉快，而且讓學生能體驗知識經(jīng)由。因此，邊教邊做實驗是物理教學中最受歡迎的一種形式多樣、內(nèi)容豐富的實驗教學形式。

一、邊教邊做的價值

如果說，演示實驗更多的是注重實驗現(xiàn)象的彰顯和觀察，而學生分組實驗更多的是在意學生親自體驗而形成操作技能，那么邊教邊做實驗把上述兩者的優(yōu)點有機地結(jié)合起來了。

1. 改變學習方式，促進主動學習。隨堂實驗能改變了傳統(tǒng)的老師講知識或畫實驗的做法，能充分地滿足學生好動的天性，從而能發(fā)揮學生學習知識的主動性，實現(xiàn)在“玩”中學習或在“做”中學習，避免了單一講授學習的方式，實現(xiàn)了教學方式多樣化，能夠隨時動手操作，也能培養(yǎng)學生利用實驗解決問題的意識和能力。

2. 豐富實驗內(nèi)容，彰顯實驗基礎(chǔ)。物理以實驗為基礎(chǔ)的科學。若能抓住“觀察”和“實驗”這兩個基本特點進行物理教學，符合學生的學習規(guī)律。因此，我們以實驗為載體呈現(xiàn)物理知識，有利于知識的“直觀化”、“形象化”、“游戲化”、“生活化”。同時，物理隨堂實驗教學是增加學生動手操作的機會，采用這種邊教邊實驗的方式，有利于提高學生的觀察、實驗和探究能力，體現(xiàn)了物理是以觀察和實驗為手段的科學。

二、邊教邊做實驗的特點

由于邊教邊做實驗是在課堂上進行，這就涉及到教學環(huán)境沒有實驗室那么方便、器材上沒有實驗室豐富，時間上沒有那么充足，更重要的是物理知識上還沒有掌握的時機。因此，這類實驗除了與其它實驗一樣有物質(zhì)性、互動性外，還有如下特點：

1. 簡單性，易于準備。邊教邊做實驗是在課堂上就能夠?qū)崿F(xiàn)的一個小實驗。因此，無論是結(jié)構(gòu)上、還是組裝上以及操作上，都應該是易操作、易制作或易掌控的效果明顯的實驗。如，學習“浮力”時，我們讓學生做鹽水浮雞蛋的實驗，來驗證浮力大小與液體的密度有關(guān)。溫度計使用學習時，給每一位學生發(fā)放一支溫度計，讓他們觀察量程和分度值以及溫度計玻璃泡、液柱等。

2. 即時性，易于操作。邊教邊做實驗，有時為了驗證教師所授知識或自己猜想的問題。為了證實理論或假設(shè)的正確性，還能滿足學生的好奇心，又不能讓學生等待過長時間，讓教師講和學生做能同步進行，不需要太長的準備和操作，有利于實現(xiàn)雙邊活動的有效性。如，摩擦做功內(nèi)能增加時，教師讓學生雙手相互揉搓，讓學生感受到手有一種熱的感覺。

3. 自主性，易于控制。邊教邊做實驗是教師邊教、學生邊學邊做的實驗。自主性，首先主要體現(xiàn)在，實驗是學生自己親自做的。其次是學生為了驗證理論或假設(shè)，可以按著個體的意愿，自己設(shè)計、自己組裝、自己操作，能充分體現(xiàn)學生學習上的自主建構(gòu)知識、自主體驗等認知心理過程。因為是個體自主操作，所以在操作上不需要合作和教師過多的指導容易自己控制。自己動眼、動腦、動手、動口（以下簡稱“四動”）去獲取知識，培養(yǎng)學生用實驗方法探索物理知識的能力。

4. 緘默性，易于潛移。學生操作體驗的內(nèi)容，往往是不能用語言真切表達出來的。如，思維、情感、技能等，只能意會，不能言傳的。但這些收獲的“東西”、潛在意識蟄伏于內(nèi)心深處，在未來的某一時刻，相遇某一個情境，它會被喚醒與激活，以一種更明晰的狀態(tài)發(fā)揮著作用。如，操作后的技能“自動化”的前期能力等。

5. 娛樂性，易于興奮。教學方法和學習方法單調(diào)時，學生的注意力容易疲勞，失去興趣。或太抽象知識的學習也會使學生容易產(chǎn)生厭倦。如果這些依據(jù)授課內(nèi)容，實施邊教邊做小實驗，會讓學生興奮起來，從而提高學生的學習效率，也容易使教師的主導作用和學生的主體作用得到充分發(fā)揮。

三、適合邊教邊做的內(nèi)容

適合的方法，只有用于適合的內(nèi)容，才能發(fā)揮最大的效益。那么，適合邊教邊做實驗的內(nèi)容有如下幾方面：

1. 語言表述不易理解的問題。學習一定質(zhì)量的氣體與體積的關(guān)系時，教材按排一個封閉注射器內(nèi)的空氣，然后老師用手向外拉動活塞時，說手受到向里的力，表明注射器內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓。用手向內(nèi)壓注射器時，手感受到向外的力。這表明注射器內(nèi)的壓力大于外面的大氣壓。這個感受靠教師的敘述，學生無法理解。若每一個學生或同桌備有一個塑料注射器自己操作一下，就有真實直觀的體驗了，就會很好的理解氣壓與體積的關(guān)系了。

2. 驗證教師所述的事實是否正確。學習是一種間接的接受學習，因此，物理課本中很多知識和規(guī)律以結(jié)論或事實文字形式來呈現(xiàn)的。如，講光是沿直線傳播的物理事實，可讓學生做手影的小實驗；摩擦做功提高物體的內(nèi)容，讓學生摩擦雙手的熱來體驗；反射光路是可逆的，讓學生拿出自己帶的小鏡子，通過鏡子相互觀看。這些通過實驗都能得到驗證是正確的事實。

3. 初次學習和使用一般儀器。物理的儀器和工具，一般刻度都比較小，遠處不易觀察到刻度及結(jié)構(gòu)。同時，物理儀器和工具，不僅用于科學實驗測量，還有著自身的科學美。因此，每學習一個物理儀器或用具時，學生都抱有十分好奇和操作的欲望，如天平、卡尺、溫度計、電表、滑線變阻器、燈泡、燈座、電壓表、多用電表、滑動變阻器等。

4. 靠觀察不易體會到的實驗現(xiàn)象。有些實驗老師演示時，學生只能靠觀察到的現(xiàn)象來思維來體驗，不能真實感受到存在。如，學習彈力時“在彈性限度內(nèi)，彈簧所受到的拉力越大，彈簧伸長越長”的道理，若靠觀察理解就不如每個人將自己帶的彈簧拉一拉，靠手受的力就會很好體驗到的。

5. 平淡的、淺顯的知識游戲化。有些知識比較淺顯，不用過分強調(diào)就會習得的，因此學生往往會失去學習的興趣，這時我們挖掘一些實驗，使知識學習游戲化，這樣就在娛樂中學習了如重力的方向，豎起向下，可讓學生自由下放一些小的學習用具，如橡皮等，讓學生通過自己的小實驗來觀察體驗重力的方向。

6. 可見度不高，近處觀察的現(xiàn)象。零距離觀察，有利于增強學生對實驗現(xiàn)象的感受。在課堂演示教學中，有些實驗現(xiàn)象只有教師和前排的一些學生能觀察清楚，多數(shù)同學只能留下影影綽綽的印象。邊講邊實驗拉近了學生與實驗的距離，零距離的觀察會使學生對實驗的“音容色貌”有更強烈的感受。如，用彈簧秤研究浮力大小的實驗，由于彈簧秤刻度小，稍后一點的學生就看不見了，我們同桌發(fā)放一個彈簧秤來研究就比較容易觀察讀數(shù)了。

7. 學生易產(chǎn)生錯誤觀念的問題。有些物理知識受前經(jīng)驗概念影響形成錯誤的認識。我們就要結(jié)合上課的講授通過實驗來沖破錯誤的認識。如，學習壓強知識時，學生認為一個物理所能承受的破壞的物理量是力的大小。這時我們把圖釘按在橡皮上，使圖釘?shù)尼敿饴冻觥]有露出釘尖的放置在氣球上，氣球完好；若露出尖的放置在氣球上，氣球會被扎破的。這說明橡皮怎么放置其壓力不變，但受力面積不同，產(chǎn)生的壓強也不同的。

8. 需要建立感性認識的物理量。有些物理量比較抽象，生活中不易觀察和體驗到。這些讓學生感受一下這些物理大小。如，1牛頓的力有多大？1帕斯卡的壓強有多大？通過實驗讓學生對一些生疏的國際單位獲得真實的體驗，從而產(chǎn)生數(shù)量感的能力。

四、隨堂實驗的注意事項

1. 不能用邊教邊做實驗代替演示實驗和分組實驗。在物理課堂教學中，不能為了邊教邊做實驗，把演示實驗和分組實驗都變?yōu)檫吔踢呑鰧嶒?。這是因為每類實驗都有它自身獨特的實驗教育功能：演示實驗重點在培養(yǎng)觀察能力和豐富的表象以及有示范的功能，而分組實驗有它“系統(tǒng)”培養(yǎng)操作技能及學生合作和嚴肅認真的科學態(tài)度。

2. 深入備課開發(fā)適合的邊教邊做實驗。邊教邊做實驗有其自己獨特的功能，因此我們要認真?zhèn)湔n，結(jié)合物理知識以及有關(guān)的教育心理學等知識，挖掘開發(fā)合適這類實驗的裝置，使課堂教學充滿愉快而歡樂的課堂氣氛。讓學生有更多的實驗操作與體驗的機會，有效地培養(yǎng)學生的科學實驗素養(yǎng)以及提高課堂教學效果。

3. 充分利用生活用品來實現(xiàn)邊教邊做實驗。實驗是借助物質(zhì)才能實現(xiàn)的一種教學方式。因此，實驗資源的豐富與否是決定著邊教邊做實驗的最重要因素。只要我們有課程資源的意識，習得設(shè)計自創(chuàng)性實驗或自制教具的本領(lǐng)，那么就會創(chuàng)造出適合課堂教學的邊教邊做實驗。我們的經(jīng)驗主要是利用生活資源。生活資源包括學具、玩具、炊具、家用電器、人體、自然界等，一切用于物理實驗的物理，均是我們開發(fā)挖掘利用的有用資源。有的生活用品可以直接應用。如用圓柱形的鉛筆做摩擦實驗（讓鉛筆在物理課本上滾動和滑動）。有的稍加改動后應用。如飲料瓶切割成一個容器，用金屬牙膏盒來探究物體在水中的浮沉條件。

4. 邊教邊做實驗也需要指導和總結(jié)。由邊教邊做實驗雖然是操作上簡單，但有時也要指導，這是因為物理的每一個操作都有它自身的技巧。如，將飲料瓶充滿水、擰好蓋后倒放在桌面的紙上。當我們用手抽拉紙而飲料瓶不倒來演示物體具有慣性的實驗時，操作需要的技巧迅速拉動紙片。若不指導，操作能力差的學生嘗試多次都不會成功的。邊教邊做實驗，由于學生喜歡操作，因此指導注意都放在“玩”上了，當學生把實驗操作完了，教師要及時地進行提問、分析、歸納、總結(jié)。這樣，邊教邊做實驗才能成為我們教學過程中的有利武器，否則學生會空空如也，沒有什么收獲。因此，教師需精心設(shè)計教學過程，合理安排實驗時間，使學生始終處于邊實驗、邊觀察、邊思考、邊總結(jié)的主動學習狀態(tài)中和教師的有序控制過程中。