“學(xué)習(xí)科學(xué)”視域下物理實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)研究

鄧曉鈞

“學(xué)習(xí)科學(xué)”的研究對象是各種情境下的學(xué)習(xí)活動，我們從這一視角來審視物理教學(xué)，就是要研究學(xué)生物理學(xué)習(xí)的特點和方法，從而為學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提升奠定基礎(chǔ).教師在組織教學(xué)時，首先是要注重學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，畢竟實驗是物理學(xué)科賴以發(fā)展的基礎(chǔ).

一、穿插學(xué)史教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)興趣

物理實驗有著生動形象的特點，它能有效激活學(xué)生的好奇心和探索欲.此外，物理實驗還有著活動性的特點，它需要學(xué)生動手操作、動眼觀察、動腦思考.在實驗過程中，我們要引導(dǎo)學(xué)生將觀察、思維和操作有機(jī)地整合起來，從而讓學(xué)生認(rèn)識到實驗不應(yīng)該只是一個機(jī)械操作的過程.我們要讓學(xué)生形成比較穩(wěn)定的學(xué)習(xí)動機(jī)和實驗興趣.

物理學(xué)史中有著很多關(guān)于科學(xué)實驗的記載，其中有成功也有失敗，有必然也有偶然.我們在實驗教學(xué)中，將有關(guān)內(nèi)容滲透給學(xué)生，可以讓學(xué)生從中收獲啟發(fā)，并從實驗中得到經(jīng)驗.例如，我們指導(dǎo)學(xué)生探究感應(yīng)電流的發(fā)生條件時，提供材料讓學(xué)生閱讀法拉第和科拉頓兩位科學(xué)家進(jìn)行物理實驗的故事，學(xué)生紛紛對科拉頓的“跑失良機(jī)”而感到惋惜，同時也對實驗現(xiàn)象的精妙感慨良多.再比如，楊氏雙縫干涉實驗被譽(yù)為“物理學(xué)史十大最美實驗”之一，我們指導(dǎo)學(xué)生在進(jìn)行實驗時，不僅要讓學(xué)生明確實驗的具體操作和歷史意義，更要讓學(xué)生明確托馬斯·楊實驗設(shè)計上的巧妙之處，即如何得到兩個相關(guān)光源.只有學(xué)生真正理解實驗的巧妙之處，他們才能產(chǎn)生一種科學(xué)性的興趣.

二、注意實驗包裝，提升學(xué)生參與實驗積極性

當(dāng)今社會，什么東西都強(qiáng)調(diào)包裝，我們的物理實驗教學(xué)也不例外.事實上，隨著時代的發(fā)展，社會上有著太多的東西對學(xué)生產(chǎn)生誘惑，學(xué)生對新鮮事物的免疫力已經(jīng)很強(qiáng)，如果我們將物理實驗平實地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，則對學(xué)生的興趣激發(fā)效果是很有限的.當(dāng)然，物理一直強(qiáng)調(diào)“大道至簡”，我們所提倡的實驗包裝并不是要將簡單實驗復(fù)雜化，而是希望變更實驗的開展形式，讓學(xué)生真正參與到實驗中來.在教學(xué)中，我們一方面要注重演示實驗的調(diào)整，即要盡量讓學(xué)生能參與到演示實驗中來，另一方面也要注意關(guān)注學(xué)生實驗的開展，防止部分學(xué)生因為操作能力較差而游離于小組實驗之外.

例如，探究自由落體運(yùn)動的“牛頓管”實驗，在以往的教學(xué)中，都是教師一手包辦，學(xué)生看個熱鬧即可，這顯然無法讓學(xué)生真正體會到實驗的樂趣.因此，我們在教學(xué)過程中，要多方位地開放實驗，讓學(xué)生能夠全方位地參與到自由落體運(yùn)動規(guī)律的探索中.筆者在教學(xué)中這樣進(jìn)行安排，首先是實驗1：紙團(tuán)和紙張的落體實驗.讓學(xué)生將一張紙裁成對稱的兩份，其中一張揉成紙團(tuán)，另一張保持原狀，讓學(xué)生將其舉高之后同時釋放，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)相同質(zhì)量的紙在下落過程中明顯存在快慢上的差異，什么原因呢？學(xué)生自然就會想到空氣阻力造成的影響.在此基礎(chǔ)上，我安排實驗2：“牛頓管”實驗，這一實驗的常規(guī)操作是教師先在閥門打開的情況下，讓金屬片和羽毛同時下落，學(xué)生發(fā)現(xiàn)運(yùn)動上的差異，然后再通過抽氣機(jī)將其中抽成真空，再演示對應(yīng)情形下的落體運(yùn)動，學(xué)生發(fā)現(xiàn)運(yùn)動上的同步性.筆者認(rèn)為上述操作很容易成為教師的獨(dú)角戲，為了增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，筆者將學(xué)校實驗室中的四組牛頓管器材全部拿過來，讓學(xué)生以小組探討的方式進(jìn)行自主探究.不試不知道，一試嚇一跳，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和認(rèn)識新事物的能力超乎了我們的想象.他們在自主研究和討論中，很快發(fā)現(xiàn)了牛頓管和抽氣機(jī)的使用方法，通過自己的實驗證實了有關(guān)落體運(yùn)動的猜想.

三、正確實施引導(dǎo)，逐步提升實驗?zāi)芰?/p>

在實驗教學(xué)中，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生對實驗的成敗進(jìn)行正確的歸因，并及時展開有效的評價和反饋，教師要對學(xué)生科學(xué)而積極的歸因進(jìn)行鼓勵，對那些消極歸因的學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和暗示，有效提升學(xué)生的實驗?zāi)芰?

物理實驗的操作性、實踐性、偶然性等都很強(qiáng)，實驗的結(jié)果受到多方面因素的影響，因此，合理地評價實驗結(jié)果，正確地分析實驗誤差，都是學(xué)生在實驗中必須關(guān)注的內(nèi)容.教學(xué)實踐中，我們會發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生一遇到實驗失敗，就會抱怨器材不行，或是同伴水平不高，也有部分學(xué)生在實驗中抱著得過且過的心態(tài)，實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)一些偏差，他們就說這在誤差允許的范圍以內(nèi)，對誤差產(chǎn)生的原因卻避而不談.這顯然是不合理的，我們一方面要正視學(xué)生實驗?zāi)芰ι系那啡?，同時更要積極而正確地引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生循序漸進(jìn)地提升實驗?zāi)芰?

綜上所述，在物理教學(xué)中，教師要善于從“學(xué)習(xí)科學(xué)”的角度來研究學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，這對學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展也有非常重要的意義.