注重整合導(dǎo)學(xué)方式促進(jìn)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)形成

陳成波

摘 要：在高中的新課教學(xué)過程中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ教幵诎磳?shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的初級層面上，且系統(tǒng)性差。高三年第一輪復(fù)習(xí)中從整合多種媒體手段，真實(shí)再現(xiàn)高中物理實(shí)驗(yàn)；重視實(shí)驗(yàn)研究，促進(jìn)設(shè)計(jì)思想的形成和做好實(shí)驗(yàn)方法的總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力等三個(gè)方面進(jìn)行導(dǎo)學(xué)方式的整合實(shí)踐，有效地促進(jìn)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的形成。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)學(xué)方式；整合；實(shí)驗(yàn)研究；實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)

隨著高中物理課程學(xué)習(xí)的結(jié)束及高考集結(jié)號的吹響，進(jìn)入高三的學(xué)生面對著繁重的第一輪高中物理復(fù)習(xí)的任務(wù)，教師課堂教學(xué)復(fù)習(xí)的重點(diǎn)放在所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的歸納總結(jié)及融會(huì)貫通，以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、運(yùn)用知識(shí)解決各種問題能力。而實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)多數(shù)采取讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行練習(xí)的單一方式。這種紙上談兵抱著浮躁的心態(tài)去尋求速成的捷徑，把實(shí)驗(yàn)的本真拋在腦后，后果是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ揭恢蓖Ａ粼诎凑諏?shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、通過數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的初級層面上，實(shí)驗(yàn)原理的理解淡薄，運(yùn)用物理理論和實(shí)驗(yàn)方法去處理物理實(shí)驗(yàn)問題的能力難于提升，更談不上用所學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的思想去設(shè)計(jì)解決新問題。在教學(xué)實(shí)踐中，如何在高三第一輪復(fù)習(xí)中整合各種實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)學(xué)方式，以促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的形成，值得我們深入思考和認(rèn)真反思。

1 整合多種媒體手段，真實(shí)再現(xiàn)高中物理實(shí)驗(yàn)

1.1 基本實(shí)驗(yàn)儀器及小器材，帶到班級隨手做

基本的實(shí)驗(yàn)儀器如：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、電壓表、電流表、秒表等，這些儀器的使用與讀數(shù)是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榈闹匾M成部分，應(yīng)該下大功夫讓學(xué)生熟練掌握。比如在進(jìn)行螺旋測微器的使用教學(xué)中，可以讓學(xué)生通過拆裝圓珠筆，觀察其外殼相對筆芯的旋轉(zhuǎn)時(shí)的螺旋式前進(jìn)，再觀察螺旋測微器的螺桿在螺母中的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)螺桿每旋轉(zhuǎn)一周便沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進(jìn)或后退一個(gè)螺距的距離，將它們進(jìn)行對照，發(fā)現(xiàn)它們的相似之處，這樣聯(lián)系生活實(shí)際的對比，學(xué)生就容易理解螺旋測微器是利用螺旋放大的原理制成的，在此基礎(chǔ)上學(xué)生對螺旋測微器的讀數(shù)就能做到胸有成竹。

重視演示實(shí)驗(yàn)和小實(shí)驗(yàn)，比如“迷你實(shí)驗(yàn)室”中所涉及到的小實(shí)驗(yàn)或者模擬實(shí)驗(yàn)中使用的器材，因其設(shè)備簡單，都可帶到班級，這樣的復(fù)習(xí)課教學(xué)，將更直觀、有趣，學(xué)生的理解也會(huì)更深刻。例如：2014福建高考第16題，是一道模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，電路如圖1所示，它就來源于選修3-2的電能的遠(yuǎn)距離傳輸?shù)摹懊阅銓?shí)驗(yàn)室”的問題。

1.2 返回實(shí)驗(yàn)室，典型的實(shí)驗(yàn)重新做

在高三第一輪復(fù)習(xí)課教學(xué)中，可根據(jù)自身復(fù)習(xí)時(shí)間安排，讓學(xué)生重返實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)手重做一部分典型的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，其它的學(xué)生實(shí)驗(yàn)可通過開放實(shí)驗(yàn)室的方式，讓學(xué)生利用課余時(shí)間自主完成。讓學(xué)生重新走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，操作實(shí)驗(yàn)儀器，理解儀器的使用方法，掌握實(shí)驗(yàn)的步驟，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，一些原來在新課學(xué)習(xí)中一知半解的實(shí)驗(yàn)原理和方法加深了認(rèn)識(shí)。

1.3 充分應(yīng)用多媒體手段，使實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化

充分利用多媒體電教手段，教師收集高考實(shí)驗(yàn)錄像等，將規(guī)范的儀器組裝、操作過程、處理細(xì)節(jié)再現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生反思自己的實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)中如何選用這些器材、分析引起誤差的原因及采取措施減少誤差的改進(jìn)措施等等，

利用計(jì)算機(jī)模擬及使用傳感器等手段把一些實(shí)驗(yàn)操作中不易觀察及觀察不到的實(shí)驗(yàn)情景，讓學(xué)生可觀可感，使之形成具體表象。比如將有些實(shí)驗(yàn)制作成課件，任意改變參數(shù)，通過圖像進(jìn)行間接觀察，使抽象的規(guī)律形象化；有些在短時(shí)間發(fā)生的過程，用傳感器、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的裝置進(jìn)行研究，便于學(xué)生理解與掌握。

2 重視實(shí)驗(yàn)研究，促進(jìn)設(shè)計(jì)思想的形成

2.1 實(shí)驗(yàn)中的疑難雜癥，利用課堂教學(xué)進(jìn)行會(huì)診

在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)題目的跟蹤訓(xùn)練，利用課堂教學(xué)做進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究和理論分析是十分必要的。比如對平時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)；實(shí)驗(yàn)的誤差來源，有什么改進(jìn)的措施；實(shí)驗(yàn)儀器改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)原理上的創(chuàng)新。例如：將利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測加速度改為用光電門傳感器測加速度等；在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上改變成處理方式，例如a-1/m圖像變成1/a-m圖像等。這樣的換位思考，對所做實(shí)驗(yàn)的理解又上了一個(gè)新臺(tái)階。

2.2 立足實(shí)驗(yàn)原理，循序漸進(jìn)穩(wěn)步提高

前面談到，即使是基本儀器的讀數(shù)，也應(yīng)該建立對儀器設(shè)計(jì)原理的理解。近年來的高考全國卷的不少實(shí)驗(yàn)題，就是將原有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)的原理遷移到新情境新問題中，試題中在對實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法的考查的同時(shí)，要求能夠理解題中所述的實(shí)驗(yàn)原理，才能對試題中問題做出正確的解答，不少學(xué)生由于對原有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)的原理理解的缺位，造成解答的困惑。

比如用伏安法測電阻時(shí)，不管是內(nèi)接法還是外接法，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量的結(jié)果總是存在著系統(tǒng)誤差，教學(xué)中經(jīng)過分析歸納成“大內(nèi)偏大”和“小外偏小”，學(xué)生好不容易記住了；但是在測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，同樣的問題又出現(xiàn)了，究其原因是實(shí)驗(yàn)中的研究對象搞不清楚而造成的混亂。要避免學(xué)生的種種死記硬背現(xiàn)象，唯一的解決方法就是要求學(xué)生掌握所做實(shí)驗(yàn)的原理。

2.3 挖掘演示實(shí)驗(yàn)的功能，理解其設(shè)計(jì)的意圖

教材中有些驗(yàn)證性的演示實(shí)驗(yàn)及“迷你實(shí)驗(yàn)室”的實(shí)驗(yàn)，例如：“電容大小的決定因素”實(shí)驗(yàn)，就應(yīng)該讓學(xué)生理解靜電計(jì)和驗(yàn)電器的區(qū)別、靜電計(jì)是測電壓的儀器，并理解為何不能用常規(guī)的電壓表進(jìn)行測量等；又如在演示“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)時(shí)，要讓學(xué)生弄清楚產(chǎn)生感應(yīng)電流的回路和讓磁通量發(fā)生變化的回路在電路中的相應(yīng)部分，這樣學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意圖及設(shè)計(jì)的巧妙之處加深了理解。

3 做好實(shí)驗(yàn)方法的總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力

3.1 歸類整合，實(shí)驗(yàn)方法總結(jié)提升

在高中階段的新課教學(xué)過程中，學(xué)生是隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的需要來完成相關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，雖然理論學(xué)習(xí)是系統(tǒng)有效的，但從實(shí)驗(yàn)的角度看顯得比較零碎、整體性較差。因而在第一輪總復(fù)習(xí)階段，必須引導(dǎo)學(xué)生對做過的實(shí)驗(yàn)從儀器的使用、原理的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)采用的方法進(jìn)行多角度的總結(jié)與歸納。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)可按考查的內(nèi)容分為基本儀器的使用和讀數(shù)、動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)三大類，再將實(shí)驗(yàn)中使用類似的儀器和采用的方法上歸類總結(jié)，比如動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中利用小車在長木板上的運(yùn)動(dòng)可以分別研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒，探究動(dòng)能定理等實(shí)驗(yàn)；對常見實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行總結(jié)與提升，如驗(yàn)證牛頓第二定律中的控制變量法、伏安法測電阻中也可以采用安安法或伏伏法進(jìn)行等效替代的方法等。

3.2 適度拓展，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力

高考實(shí)驗(yàn)題常常在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)探究的條件、思路與方法等方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兓?，考查向著拓展和?chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方向發(fā)展，為此，必須培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一方面，可以通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)多種形式的變化，也可以通過多個(gè)實(shí)驗(yàn)來完成同一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄟ^適度的拓展，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原理的能力。另一方面，精心編制專題實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，提高學(xué)生的應(yīng)試能力。如：基本儀器專題訓(xùn)練，數(shù)據(jù)處理專題訓(xùn)練、電學(xué)儀表的使用與選擇訓(xùn)練、電路連接專題等等，開闊了學(xué)生的思維空間，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。

實(shí)驗(yàn)操作是一種手腦并用的思維活動(dòng)過程，而實(shí)驗(yàn)試題是通過創(chuàng)設(shè)一種真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景，考查學(xué)生真實(shí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，從區(qū)分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、儀器、基本操作、誤差分析熟練程度的考查，到要求學(xué)生用所學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理、用過的儀器及掌握的實(shí)驗(yàn)方法，解決新的實(shí)驗(yàn)問題，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求。實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐表明，整合各種實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)學(xué)方式，是促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)形成的關(guān)鍵所在。