課堂演示實(shí)驗(yàn)的無(wú)效性探究

張歲平 常克義

物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。演示實(shí)驗(yàn)是中學(xué)物理課堂教學(xué)的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規(guī)律的重要手段，而且是理解和掌握物理知識(shí)不可缺少的環(huán)節(jié)，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、探索精神及良好的學(xué)習(xí)方法。但現(xiàn)在的中學(xué)物理課堂演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)現(xiàn)狀令人擔(dān)憂，由于受各種因素影響，演示實(shí)驗(yàn)大量充斥著無(wú)效、低效現(xiàn)象，不得不引起廣大物理教師的關(guān)注和深入思考。

一、演示實(shí)驗(yàn)中無(wú)效教學(xué)行為的具體表現(xiàn)

1.無(wú)效操作。造成無(wú)效操作的情形主要有：①儀器放置位置不當(dāng)。其一，由于講臺(tái)位置所限，有些教師課前預(yù)設(shè)不充分，沒(méi)有考慮到儀器放置的位置對(duì)學(xué)生觀察造成的障礙；其二，教師安裝演示儀器時(shí)沒(méi)有注意儀器的大小、高低分布，從而造成儀器放置層次不清，出現(xiàn)大儀器遮擋小儀器的情況，或者儀器主次分布不清，主要觀察現(xiàn)象的儀器被放在不突出的位置，等等。②缺乏有效的提示和強(qiáng)調(diào)。演示實(shí)驗(yàn)的觀察有主次、過(guò)程和現(xiàn)象之分，如果教師在演示時(shí)缺乏對(duì)觀察內(nèi)容的有效提示和強(qiáng)調(diào)說(shuō)明，就會(huì)造成學(xué)生觀察的目標(biāo)性缺失，造成教師操作的無(wú)效結(jié)果。③教師缺乏演示經(jīng)驗(yàn)。課堂演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的方面很多，操作的角度、高度及教室里的光線、濕度等對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都可能造成影響。例如做靜電實(shí)驗(yàn)時(shí)教室內(nèi)濕度較大，就會(huì)造成現(xiàn)象不明顯的后果。如果教師缺乏經(jīng)驗(yàn)對(duì)這些方面提前不做防范，就會(huì)造成無(wú)效操作。

2.無(wú)效過(guò)程。演示實(shí)驗(yàn)的無(wú)效過(guò)程主要有：①替代演示。利用多媒體模擬或者視頻代替課堂演示實(shí)驗(yàn)，這是當(dāng)今課堂教學(xué)大量存在的現(xiàn)象，由于缺少教師或?qū)W生的實(shí)際操作和主動(dòng)參與過(guò)程，使得演示實(shí)驗(yàn)缺乏對(duì)學(xué)生思維的啟發(fā)及對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，教學(xué)效果不顯著。②可視度不高。由于教師對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度在備課時(shí)沒(méi)有進(jìn)行充分考慮，只是上課時(shí)教師在講臺(tái)上簡(jiǎn)單地操作完成而已，致使演示實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)后排同學(xué)觀察不清楚；演示現(xiàn)象不明顯、不突出；微小變化觀察不到；參照不夠引起對(duì)比性差等無(wú)效過(guò)程。比如觀察“單擺擺動(dòng)高度”的演示，如果教師不設(shè)置高度對(duì)比的標(biāo)識(shí)，那么學(xué)生其實(shí)并不能清楚地觀察到單擺第一次擺動(dòng)左右高度相同，而是看到越擺越低的現(xiàn)象。③畫實(shí)驗(yàn)、講實(shí)驗(yàn)。課堂教學(xué)中還存在教師不組織演示實(shí)驗(yàn)，根本沒(méi)有實(shí)驗(yàn)過(guò)程，而是在黑板上“畫實(shí)驗(yàn)”或者是對(duì)照課本內(nèi)容和課本實(shí)驗(yàn)插圖講實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

3.“生成”無(wú)效。在課堂演示實(shí)驗(yàn)中，會(huì)生成很多有效的教學(xué)資源，而教師對(duì)這些演示實(shí)驗(yàn)的生成不予重視和分析，白白浪費(fèi)了提高學(xué)生科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ臋C(jī)會(huì)，造成生成不能被有效利用的“生成”無(wú)效現(xiàn)象。如在演示“自由落體運(yùn)動(dòng)”時(shí)，通過(guò)對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到加速度a的值，從而比較得出a=g的結(jié)論。其實(shí)，演示實(shí)驗(yàn)計(jì)算出來(lái)的g值往往小于9.7m/s2，一般教師都會(huì)簡(jiǎn)單地解釋為這是實(shí)驗(yàn)誤差，而對(duì)誤差產(chǎn)生的原因不引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入分析，就會(huì)失去培養(yǎng)學(xué)生誤差分析的習(xí)慣及提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中減小實(shí)驗(yàn)誤差的操作技能的良好時(shí)機(jī)。

二、強(qiáng)化課堂演示實(shí)驗(yàn)效果的策略

1.充分的課前準(zhǔn)備是保證。課前準(zhǔn)備必須做好以下幾點(diǎn)：①充分預(yù)設(shè)。課前必須充分考慮演示實(shí)驗(yàn)在教室里的可見(jiàn)范圍，演示操作的高度、角度、位置等，還有演示中可能出現(xiàn)的問(wèn)題和解決的方法，能夠讓學(xué)生參與的演示，還要充分考慮學(xué)生在參與演示，操作中可能出現(xiàn)的情況，以及解決的方案，等等。這些都要在課前做出充分預(yù)設(shè)，并做好各種預(yù)案，確保演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛉〉米罴研Ч?。②精心?zhǔn)備。每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)教師都必須做到“不打無(wú)準(zhǔn)備之仗”。首先要對(duì)儀器的靈敏程度、是否完好、是否符合要求等進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的檢查、調(diào)試；其次要進(jìn)行試做演練。教師通過(guò)課前試做，再次檢驗(yàn)演示儀器的性能及演示效果，并對(duì)預(yù)設(shè)進(jìn)行進(jìn)一步的充實(shí)完善，也使教師自己能夠熟練操作實(shí)驗(yàn)，避免課堂演示中出現(xiàn)無(wú)效教學(xué)。

2.細(xì)致、規(guī)范的課堂演示操作是根本。演示實(shí)驗(yàn)操作要做到以下幾點(diǎn)：①嚴(yán)格規(guī)范。嚴(yán)格規(guī)范是演示實(shí)驗(yàn)最基本的要求，演示時(shí)一定要按照儀器的使用規(guī)則，實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)則進(jìn)行，操作必須做到準(zhǔn)確、清晰、科學(xué)、有序。并且基于演示實(shí)驗(yàn)的示范性，教師嚴(yán)格規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ谴笥泻锰幍?。②關(guān)注細(xì)節(jié)。一般演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程并不復(fù)雜，可是一旦某一操作細(xì)節(jié)稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，或者觀察不到細(xì)節(jié)也會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)效。因此，演示實(shí)驗(yàn)特別要關(guān)注細(xì)節(jié)，包括操作過(guò)程的細(xì)節(jié)和觀察過(guò)程的細(xì)節(jié)兩個(gè)方面。對(duì)于觀察過(guò)程中的細(xì)節(jié)需要教師的特別說(shuō)明和提醒，避免由于觀察不到而重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。③注重方法、技巧。其一，就是處理好大與小的關(guān)系；處理好主要儀器與次要儀器的關(guān)系；處理好對(duì)象與背景的關(guān)系等，比如在實(shí)驗(yàn)裝置后面配上適當(dāng)顏色的襯板，把被觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象襯托出來(lái)。其二，就是利用投影、實(shí)物展臺(tái)、幻燈機(jī)等一些能夠放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的教學(xué)手段。

3.關(guān)注演示實(shí)驗(yàn)的生成是關(guān)鍵。演示實(shí)驗(yàn)的“生成”是最關(guān)鍵、最具價(jià)值的。根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)的生成在教學(xué)中的作用的不同，我們把演示實(shí)驗(yàn)的生成概括為四種情形：一是知識(shí)性生成。也就是對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)，即建立概念和規(guī)律，讓學(xué)生理解和掌握物理基本知識(shí)。二是方法性生成。就是演示實(shí)驗(yàn)中儀器的使用方法，實(shí)驗(yàn)的操作方法、觀察方法等，這些方法都可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生得到正確的掌握和運(yùn)用。三是能力性生成。就是學(xué)生通過(guò)參與演示實(shí)驗(yàn)的操作、觀察，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力和邏輯思維能力。因此，在演示實(shí)驗(yàn)中要盡量讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)的演示操作；要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察和善于觀察；啟發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)誤差及影響實(shí)驗(yàn)的因素進(jìn)行分析。四是非智力性生成。也就是通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的態(tài)度、情感和價(jià)值觀進(jìn)行有效培養(yǎng)與提高。利用演示實(shí)驗(yàn)的趣味性、奇特性，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和探究物理現(xiàn)象的欲望；利用演示實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格的操作規(guī)則培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和科學(xué)方法；通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差及影響因素的分析，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。

甘肅省定西市“十二五”教育科學(xué)規(guī)劃課題