讓物理實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)過(guò)程中枝繁葉茂

物理實(shí)驗(yàn)是物理科學(xué)理論的支柱，做好物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)好物理課程的基礎(chǔ)?！把h(huán)-差異教學(xué)”是基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)，“循環(huán)”指所有學(xué)生的學(xué)習(xí)都要經(jīng)歷“個(gè)體自學(xué)、同伴互導(dǎo)、教師解難”三個(gè)逐層提升、循環(huán)遞進(jìn)的學(xué)習(xí)過(guò)程；“差異”指不同的學(xué)生個(gè)體，其思維方式、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)進(jìn)程千差萬(wàn)別，有著極大的差異性和互補(bǔ)性。“循環(huán)-差異教學(xué)”的物理課堂，依據(jù)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)規(guī)律，將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)融進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中得到有效實(shí)施。

1.基于標(biāo)準(zhǔn)的“學(xué)案”為實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)過(guò)程中的成長(zhǎng)提供肥沃的土壤

“循環(huán)-差異教學(xué)”的學(xué)案是學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的腳手架和路線(xiàn)圖，學(xué)案的結(jié)構(gòu)與課堂結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，包括目標(biāo)定向、個(gè)體自學(xué)、同伴互導(dǎo)、教師解難、練習(xí)檢測(cè)和補(bǔ)充學(xué)習(xí)六個(gè)部分。

課程標(biāo)準(zhǔn)指出，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程目標(biāo)是多維的，包括通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)物理知識(shí)、訓(xùn)練操作技能，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、提高科學(xué)素養(yǎng)；學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程是目標(biāo)達(dá)成的基礎(chǔ)。物理的課堂教學(xué)應(yīng)該讓學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等學(xué)生的自主活動(dòng)，來(lái)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)尊重客觀數(shù)據(jù)的重要性，從而養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，在實(shí)驗(yàn)的相互配合中發(fā)揚(yáng)合作精神，在認(rèn)真收集、處理實(shí)驗(yàn)信息中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

“循環(huán)-差異教學(xué)”物理課堂學(xué)案的“個(gè)體學(xué)習(xí)”，緊緊圍繞課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)，給出學(xué)生“讀書(shū)思考、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、歸納總結(jié)”等具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生經(jīng)歷自主的物理學(xué)習(xí)過(guò)程。例如，課標(biāo)“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)牛頓第一定等律”，學(xué)案“個(gè)體自學(xué)”內(nèi)容的編寫(xiě)，便要求教師課前為學(xué)生課堂的自主學(xué)習(xí)，準(zhǔn)備好斜面、木板、玻璃板、棉布和小車(chē)等實(shí)驗(yàn)器材；課堂學(xué)習(xí)先閱讀課本，思考力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，理解阻力、動(dòng)力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的作用，獲得阻力同樣會(huì)影響物體運(yùn)動(dòng)的重要結(jié)論，提出阻力是如何影響運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題；接著利用準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材，以小組合作的方式，探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。實(shí)驗(yàn)中的對(duì)象物體是小車(chē)，改變阻力的方法是用接觸面間粗糙程度不同的材料，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的控制是由斜面的同一點(diǎn)滑下。課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生先閱讀課本，熟悉問(wèn)題的情境，知識(shí)所研究問(wèn)題的地位，由此進(jìn)行思考和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)；根據(jù)課本的描述，組裝實(shí)驗(yàn)器材，遇到問(wèn)題則要有借助學(xué)案、同學(xué)和教師幫助的意識(shí)；實(shí)驗(yàn)時(shí)及時(shí)收集數(shù)據(jù)，記錄到課本或?qū)W案指定的位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，奠定理解物理知識(shí)的直觀基礎(chǔ)；分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確信物理知識(shí)的實(shí)用價(jià)值；獲取物理知識(shí)的同時(shí)，訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)操作技能”的課程目標(biāo)。

“循環(huán)-差異教學(xué)”物理課堂學(xué)案的“個(gè)體自學(xué)”指導(dǎo)，在全面落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的基本要求外，還為學(xué)生創(chuàng)造條件，做一些學(xué)生力所能及的其他物理實(shí)驗(yàn)。如彈擊伸出桌面的鋼尺，探究影響聲音高低的因素；利用注射器、彈簧測(cè)力計(jì)估測(cè)大氣壓的值；用釘腿小桌、裝沙容器模擬打樁機(jī)，探究重力勢(shì)能與物體質(zhì)量和高度的關(guān)系；用調(diào)頻收音機(jī)、干電池和導(dǎo)線(xiàn)驗(yàn)證電磁波的存在等，以進(jìn)一步增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)物理、聯(lián)系生活學(xué)習(xí)物理的觀念，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，提高學(xué)生的心智機(jī)能和科學(xué)素養(yǎng)?！把h(huán)-差異教學(xué)”的學(xué)案為實(shí)驗(yàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的成長(zhǎng)，提供肥沃的土壤。

2.優(yōu)化的“課堂結(jié)構(gòu)”給實(shí)驗(yàn)的成長(zhǎng)不斷輸送營(yíng)養(yǎng)

初中物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，既要有利于學(xué)生體驗(yàn)、理解物理知識(shí)，更要注重學(xué)生思維、身心發(fā)展的特點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)器材除專(zhuān)用的測(cè)量?jī)x器外，輔助器材應(yīng)取自生活，遵循簡(jiǎn)單易得、低成本的選用原則，讓學(xué)生切實(shí)感受到物理實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性和物理知識(shí)的價(jià)值；收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要生動(dòng)而直觀，實(shí)驗(yàn)的趣味性盡可能強(qiáng)，著力培養(yǎng)學(xué)生掌握對(duì)學(xué)習(xí)、生活有實(shí)用價(jià)值的技能，重視實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察和定性判斷。

“循環(huán)-差異教學(xué)”課堂結(jié)構(gòu)的三輪循環(huán)學(xué)習(xí)“個(gè)體自學(xué)、同伴互導(dǎo)、教師解難”，一方面循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)、合作學(xué)、幫助學(xué)，展開(kāi)對(duì)物理概念、規(guī)律的認(rèn)知和知識(shí)的建構(gòu)；另一方面通過(guò)同學(xué)間和教師對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的管理，確保學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。例如，“觀察蒸發(fā)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)操作。“個(gè)體自學(xué)”階段，學(xué)生先將酒精涂在手背上，觀察酒精的變化，體驗(yàn)手背涂有酒精部位的感受；接著將溫度計(jì)插入盛有酒精的燒杯中，測(cè)量酒精的溫度，同時(shí)練習(xí)溫度計(jì)的使用；然后將溫度計(jì)從酒精中取出，觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化，記錄自己感受和觀察到的現(xiàn)象。課堂實(shí)踐表明，學(xué)生均能觀察到涂在手背的酒精很快消失，且手背變涼、溫度降低；由酒精中取出的溫度計(jì)示數(shù)降低，且理解示數(shù)降低的原因是玻璃泡表面酒精蒸發(fā)要吸收熱量，導(dǎo)致溫度下降?！巴榛?dǎo)”階段，有同學(xué)指出，溫度計(jì)的示數(shù)下降一段時(shí)間后又會(huì)上升。沒(méi)有觀察到此現(xiàn)象的學(xué)生，會(huì)重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察溫度計(jì)示數(shù)變化；同時(shí)七嘴八舌地解釋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，卻又感到說(shuō)法矛盾?！敖處熃怆y”階段，教師拓展學(xué)生思維，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，由于蒸發(fā)吸熱，導(dǎo)致溫度計(jì)的示數(shù)下降到低于室溫，玻璃泡表面的酒精蒸發(fā)完后，周?chē)諝獾臏囟容^高，向玻璃泡傳遞熱量，溫度計(jì)的示數(shù)重新升高。

“循環(huán)-差異教學(xué)”優(yōu)化的課堂結(jié)構(gòu)非常切合初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，課堂持續(xù)推進(jìn)的過(guò)程中，不斷地多渠道對(duì)課堂實(shí)施管理，使得“認(rèn)識(shí)儀器、使用和操作儀器、掌握實(shí)驗(yàn)技能和方法、應(yīng)用技能方法解決問(wèn)題”四個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)施各有精彩，使得課程標(biāo)準(zhǔn)提出“使學(xué)生保持對(duì)自然界的好奇，發(fā)展對(duì)科學(xué)的探索興趣，在了解和認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中有滿(mǎn)足感及興奮感；學(xué)習(xí)一定的物理基礎(chǔ)知識(shí)，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，在解決問(wèn)題或做出決定時(shí)能?chē)L試運(yùn)用科學(xué)原理和科學(xué)研究方法，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過(guò)程，具有初步的科學(xué)探究能力，樂(lè)于參與和科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會(huì)活動(dòng)，在實(shí)踐中有依靠自己的科學(xué)素養(yǎng)，提高工作效率的意識(shí)”的總目標(biāo)，通過(guò)課堂學(xué)習(xí)得到最大程度的落實(shí)。

“循環(huán)-差異教學(xué)”的課堂結(jié)構(gòu)：“目標(biāo)定向”讓學(xué)生明確“通過(guò)實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行學(xué)習(xí)的方法和達(dá)到的目標(biāo)；“個(gè)體自學(xué)”引領(lǐng)學(xué)生操作具體的實(shí)驗(yàn)，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得結(jié)論；“同伴互導(dǎo)”要求學(xué)生回顧反思自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，交流討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得的成果及學(xué)習(xí)同伴更好的做法，糾正自己不規(guī)范的做法；“教師解難”則幫助學(xué)生用科學(xué)的方法審視自己的操作和思考分析過(guò)程，為學(xué)生能力的提高和思維的發(fā)展指明方向?！把h(huán)-差異教學(xué)”優(yōu)化的課堂結(jié)構(gòu)，為實(shí)驗(yàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的成長(zhǎng)，不斷輸送著營(yíng)養(yǎng)。

3.“循環(huán)-差異教學(xué)”讓物理實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)的過(guò)程中枝繁葉茂

“循環(huán)-差異教學(xué)”全方位創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)資源開(kāi)發(fā)的思路，學(xué)案編制盡可能整合實(shí)驗(yàn)室的器材、發(fā)掘利用身邊的物品，將物理實(shí)驗(yàn)滲透在課堂的學(xué)案中，為學(xué)生提供設(shè)計(jì)多樣化實(shí)驗(yàn)方案的平臺(tái)，激發(fā)學(xué)生、教師成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程資源開(kāi)發(fā)者；特別是學(xué)生的思路，不受陳舊觀念和框框的束縛，對(duì)器材的使用往往會(huì)給教師以畫(huà)龍點(diǎn)睛的巨大啟示。例如，用圖中的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究影響壓力作用效果的因素。通常選取器材的方案有：砝碼、釘腿小桌、裝沙容器；砝碼、釘腿小桌、海綿；盛水的礦泉水瓶、裝沙容器；盛水的礦泉水瓶、海綿。而有學(xué)生卻選用“砝碼、釘腿小桌、木板”作為實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的器材。由此引發(fā)的問(wèn)題是：木板所發(fā)生的形變微小、無(wú)法觀察，如何判斷壓力作用的效果與壓力的大小和受力面積間的關(guān)系？引伸至探討“用于顯示壓力作用效果器材的硬度”是否影響壓力的作用效果？最終達(dá)成對(duì)壓強(qiáng)概念較深層次的理解。

“循環(huán)-差異教學(xué)”深化課堂學(xué)生自助式和教師幫助式管理，學(xué)案是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的重要抓手，“目標(biāo)定向”運(yùn)用課標(biāo)分解技術(shù)，確定課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)，科學(xué)定位學(xué)生課堂的學(xué)習(xí)方法和方向；“個(gè)體自學(xué)”圍繞課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)置具體學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生經(jīng)歷通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過(guò)程；“同伴互導(dǎo)”和“教師解難”引導(dǎo)學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)、反思個(gè)體學(xué)習(xí)過(guò)程，提高學(xué)習(xí)的層次和深度，注重學(xué)習(xí)過(guò)程中的生成；“練習(xí)檢測(cè)”評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成度，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”的一致性；“補(bǔ)充學(xué)習(xí)”鞏固課堂學(xué)習(xí)成果，提高學(xué)生理解知識(shí)的層次。“循環(huán)-差異教學(xué)”的物理課堂，讓“實(shí)驗(yàn)”教學(xué)在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中生長(zhǎng)得枝繁葉茂。

（吳秋瑛，淮安市淮安區(qū)教研室，223001）

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