“活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)”模式下物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的研究

●陸亞?wèn)|，沈克林

物理是一門以實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)為主要抓手的學(xué)科，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)體系。實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中的重要組成部分，蘇科版《物理》八九年級(jí)教材中所涉及到的各種物理實(shí)驗(yàn)達(dá)到271 個(gè)之多?！耙詫?shí)驗(yàn)促發(fā)展”，“從活動(dòng)中學(xué)”，由此凸顯學(xué)生主體學(xué)習(xí)的地位。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)因此成為學(xué)生知識(shí)自主構(gòu)建的重要途徑，它是將物理知識(shí)從可能性向現(xiàn)實(shí)化轉(zhuǎn)化的有效手段。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)側(cè)重于實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)和注重物理知識(shí)規(guī)律的驗(yàn)證，教師為了順利揭示實(shí)驗(yàn)規(guī)律，建構(gòu)物理知識(shí)，總是始終圍繞知識(shí)目標(biāo)的達(dá)成做文章，先介紹實(shí)驗(yàn)所需的原理， 對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行逐一分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的取舍和使用總是不厭其煩的講解，這種傳統(tǒng)的“照方抓藥”式的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)多凸顯出教師的主導(dǎo)地位，學(xué)生離開教師的“拐棍”就無(wú)法開展實(shí)驗(yàn)探究，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題能力、猜想能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等實(shí)驗(yàn)探究能力存在明顯的不足。

“活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)”模式下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)所倡導(dǎo)的“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)方案”超越了單一“書本世界”，目的是引導(dǎo)學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)歷中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題[1]。 下面筆者就兩個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)片段對(duì)比闡釋一下“活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)”模式下物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

一、傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

蘇科版初中物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告手冊(cè)是江蘇省教學(xué)研究室為廣大初中學(xué)生編寫的與物理教材相配套的實(shí)驗(yàn)教材，每一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)都是以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式編排，對(duì)學(xué)生開展物理實(shí)驗(yàn)探究起到一定的指導(dǎo)作用。“觀察水的沸騰”是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，其報(bào)告的框架體系如下：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察水加熱到沸騰過(guò)程中的主要現(xiàn)象，能說(shuō)出沸騰過(guò)程中的溫度規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)器材：（略）

實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)與注意事項(xiàng)：（略）

實(shí)驗(yàn)與記錄：（1）按照?qǐng)D示裝置安裝好實(shí)驗(yàn)器材（由下至上安裝，石棉網(wǎng)的高度應(yīng)根據(jù)酒精燈及其外焰的高度適當(dāng)調(diào)整）。

（2）用酒精燈給燒杯加熱，觀察水中發(fā)生的現(xiàn)象。

（3）水溫到達(dá) 90℃時(shí)，開始記錄溫度計(jì)的示數(shù)，以后每隔1min 記錄一次，直到水沸騰后2min。

時(shí)間/min0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 …溫度/℃

數(shù)據(jù)處理：如圖所示，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，溫度為縱坐標(biāo)，建立平面直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中標(biāo)出各個(gè)時(shí)刻的水的溫度，然后用平滑的曲線連接起來(lái)，即可得到加熱過(guò)程中水的溫度隨時(shí)間變化的圖像。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由水的沸騰圖像可知，沸騰前，水的溫度_____（不斷上升/保持不變/不斷下降）；沸騰時(shí)，水的溫度____（不斷上升/保持不變/不斷下降）。 實(shí)驗(yàn)測(cè)得水的沸點(diǎn)是____℃。

思考與討論：（1）由于水中有空氣存在（常附著在容器壁和底面上），在加熱過(guò)程中水向小氣泡中汽化，而使氣泡變大。沸騰前和沸騰時(shí)水中氣泡的變化有什么不同？ （2）液體沸騰時(shí)需要吸熱，你是通過(guò)什么樣的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)驗(yàn)證這一結(jié)論的？

分析：這種實(shí)驗(yàn)編排設(shè)計(jì)看似水到渠成，步驟清晰，實(shí)驗(yàn)過(guò)程比較嚴(yán)謹(jǐn)，方便學(xué)生按部就班地進(jìn)行操作，脈絡(luò)分明，適合學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)象觀察和數(shù)據(jù)記錄。但實(shí)際這樣對(duì)活動(dòng)過(guò)程的處理是對(duì)教材實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的生搬硬套，在實(shí)際教學(xué)中效果非常不理想。雖然在探究活動(dòng)中教師始終在叮囑學(xué)生注意觀察溫度計(jì)的變化、氣泡和聲音的變化以及杯口出現(xiàn)的“白汽”等，但由于學(xué)生既有的知識(shí)水平和操作能力有限， 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在很多問(wèn)題亟待解決，如：學(xué)生不清楚應(yīng)該觀察哪些現(xiàn)象？記錄哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？如何對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析？ 為什么要采用數(shù)學(xué)上的圖像來(lái)研究物理問(wèn)題？ 反思實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程，我們發(fā)現(xiàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)報(bào)告只是籠統(tǒng)的提出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和設(shè)計(jì)方案， 研究問(wèn)題的手段和方法單一， 學(xué)生的合作參與過(guò)程沒(méi)有體現(xiàn)，更多的是給予器材和實(shí)驗(yàn)步驟，至于到底應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如何觀察實(shí)驗(yàn)為什么要進(jìn)行這樣的數(shù)據(jù)處理沒(méi)有更多的關(guān)注， 導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中漫無(wú)目的。

二、“活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)”模式下的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

針對(duì)以上問(wèn)題，筆者在對(duì)“探究電路中電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)采用以下設(shè)計(jì)：“探究電路中電流與電壓、電阻的關(guān)系”在新課標(biāo)中屬于“理解、運(yùn)用”層次的，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)該知識(shí)建構(gòu)要求比較高，如果只停留在表象的接受， 必然難以掌握 “歐姆定律”真正的內(nèi)涵與應(yīng)用的范疇，當(dāng)然也難以關(guān)注到實(shí)驗(yàn)背后的方法和能力的提升。

表 實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)單

三、兩種設(shè)計(jì)的對(duì)比分析和對(duì)“活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)”的詮釋

對(duì)比兩種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的編排， 從表面上看沒(méi)有多大區(qū)別，都是按照實(shí)驗(yàn)操作順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更體現(xiàn)出老師主體的作用， 學(xué)生只是方案的執(zhí)行者，沒(méi)有個(gè)體的自主充分活動(dòng)的余地，只是讓學(xué)生對(duì)照實(shí)驗(yàn)報(bào)告手冊(cè)亦步亦趨的操作實(shí)驗(yàn)， 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)規(guī)律；而“活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)”的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的編排更側(cè)重于從生活情境引導(dǎo)學(xué)生，逐步探究，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)器材的取舍完全交給學(xué)生主宰， 凸顯學(xué)生主動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)的主體性。 學(xué)生在探究活動(dòng)中主體能動(dòng)性體現(xiàn)非常明顯，如實(shí)驗(yàn)方法的選擇，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法等。

“活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)是將整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作分解成若干個(gè)系列活動(dòng)，每個(gè)活動(dòng)都呈現(xiàn)出階梯性和層次性，實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿黠@，在逐步深入理清和分析問(wèn)題時(shí)，學(xué)生思維自由，探究手段多樣化，通過(guò)抽絲剝繭，層層推進(jìn)，將問(wèn)題推向解決的最高端。 而對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，問(wèn)題解決雖具有一定難度，但仍然是“跳一跳夠得著”。 因?yàn)樵诿總€(gè)活動(dòng)中都有學(xué)生獨(dú)立思考，小組協(xié)作，讓學(xué)生在自我思考和合作討論過(guò)程挖掘?qū)W生的直接經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)拓展延伸，將簡(jiǎn)單的模仿實(shí)驗(yàn)變成獨(dú)立的思考，層次清晰，能最大限度地體現(xiàn)出老師的“總指揮”的作用：把課堂看成戰(zhàn)場(chǎng)，把打仗權(quán)交給學(xué)生，學(xué)生通過(guò)打仗，問(wèn)題才能暴露；老師指揮打仗，及時(shí)調(diào)整方法、策略；活動(dòng)方案為“綱”，步步引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題探究的深入[2]。 在“拐棍”的指導(dǎo)下， 探究的對(duì)象和手段的選擇更有目的性和自選性。 數(shù)據(jù)處理的手段由老師規(guī)定的物理圖像變成由學(xué)生自己選擇分析數(shù)據(jù)的方法，讓學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行“有效”篩選，學(xué)會(huì)反思，更能切身體會(huì)到物理圖像這些手段對(duì)物理規(guī)律的研究的重要性！

[1]陸亞?wèn)|.淺談“活動(dòng)單”導(dǎo)學(xué)模式下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].物理教學(xué)，2011，(5)：35-36.

[2]鄭國(guó)建.“活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)”在初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].生物學(xué)教學(xué)，2010，(6)：55-56.