基于體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的物理教學(xué)
——以“壓強(qiáng)”一節(jié)設(shè)計(jì)為例

吉林省前郭縣蒙古族中學(xué)(131100) 王愛生

物理不好學(xué)，物理難學(xué)。這是很多學(xué)習(xí)過物理人的切膚之感，也是很多學(xué)生學(xué)習(xí)物理后的一種心理體驗(yàn)。其實(shí)，物理是有趣的、物理是美的，甚至可以說物理是浪漫的。而基于自創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)性物理學(xué)習(xí)就很好的說明了這一點(diǎn)。所謂物理體驗(yàn)性學(xué)習(xí)是指在教學(xué)過程中依據(jù)物理學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的需要，通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，設(shè)計(jì)體驗(yàn)的活動(dòng)，讓學(xué)生通過體驗(yàn)來生成情感、建構(gòu)意義、理解知識、發(fā)展能力的一種教學(xué)的方式。下面用“壓強(qiáng)”一節(jié)設(shè)計(jì)來說明，筆者是如何用自創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)設(shè)情境、引發(fā)興趣、產(chǎn)生問題、經(jīng)歷體驗(yàn)、感悟知識、認(rèn)知內(nèi)化的。

1 對體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的認(rèn)識

體驗(yàn)性學(xué)習(xí)，就是學(xué)生通過個(gè)體親自經(jīng)歷實(shí)踐來獲得知識的過程。在這個(gè)過程中學(xué)生會發(fā)現(xiàn)真問題、經(jīng)歷真實(shí)驗(yàn)、悟出真道理。使學(xué)習(xí)過程真正的成為學(xué)生與認(rèn)識客體的之間的“相互作用”，并通過實(shí)踐(或?qū)嶒?yàn))為中介，引起注意、產(chǎn)生有意義的學(xué)習(xí)，從而積極主動(dòng)的構(gòu)建知識、內(nèi)化認(rèn)知。

人類對自然的認(rèn)知，起初都是通過個(gè)體自身的體驗(yàn)、逐步形成經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知的。從認(rèn)知的心理活動(dòng)、教學(xué)手段、基本過程來看，體驗(yàn)性學(xué)習(xí)有如下幾方面的特征。

1.1 親歷性

“體驗(yàn)”現(xiàn)代漢語詞典解釋為：“通過實(shí)踐來認(rèn)識周圍的事物?！笨梢?，親歷性是體驗(yàn)最本質(zhì)的特征。正如毛澤東在《實(shí)踐論》中所說的那樣：“你要知道梨子的滋味,你就得變革梨子,親口吃一吃。”如我們將一只手放入熱水中，另一手放入冷水中，感受冷熱后，再把手放入溫水中，我們就會感受到放在熱水中的手感覺到冷，而放在冷水中的手感受到熱。只有經(jīng)過這樣的親歷才知道，人的感覺是不同的。

1.2 緘默性

體驗(yàn)是一種特殊的心理活動(dòng)。因此，體驗(yàn)總是伴隨著情感、感覺、知覺、聯(lián)想、感悟、生成等活動(dòng)。這種有情感支配下的活動(dòng)，具有直觀性、抽象性、非理性。因此，這種活動(dòng)有著“只能意會不可言傳的”的體驗(yàn)。

1.3 個(gè)體性

體驗(yàn)總是以自己的意愿、價(jià)值取向、已有的經(jīng)驗(yàn)等去理解、去感受、去建構(gòu)，從而生成對事物的獨(dú)特情感、領(lǐng)悟、意義。由于個(gè)體的經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)歷、興趣、情感等不同，即使是同一物理事件，不同的人總會形成不同的感悟、解釋，從而形成不同的體驗(yàn)。如用一次性打火機(jī)的壓電陶瓷放電器來體驗(yàn)觸電時(shí)，有人害怕的六神無主、有人興奮的高聲大喊、有人實(shí)驗(yàn)后手臂麻木等。

1.4 操作性

體驗(yàn)作為教學(xué)手段，既是活動(dòng)，又是結(jié)果。作為活動(dòng)，它是學(xué)生親自經(jīng)歷某一事物并獲得相應(yīng)的認(rèn)知和情感。作為結(jié)果，它是學(xué)生通過親歷親為獲得感悟和經(jīng)驗(yàn)。因此，物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫嫩`行體驗(yàn)的操作性。

1.5 娛樂性

體驗(yàn)是獲得情感的一種過程，情感的形成取決于人的感受的積累和感受性的發(fā)展。如果沒有感受現(xiàn)象，就不存在情感發(fā)展的機(jī)制，就不會有任何情感經(jīng)驗(yàn)作為印記留存在記憶系統(tǒng)中。物理實(shí)驗(yàn)的操作性和“美麗”現(xiàn)象的刺激，不僅滿足學(xué)生動(dòng)手操作的體驗(yàn)欲望，同時(shí)還讓學(xué)生感受到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的魅力無窮。

2 基于體驗(yàn)的“壓強(qiáng)”教學(xué)設(shè)計(jì)

杜威說過：“教學(xué)絕不僅僅是一種簡單地告訴，教學(xué)應(yīng)該是一種過程的經(jīng)歷一種體驗(yàn)一種感悟?！币虼?，實(shí)際教學(xué)中只有做到這一點(diǎn)，才能引發(fā)學(xué)生熱愛物理的興趣，才能做到喚醒、實(shí)踐、領(lǐng)悟、發(fā)展。

2.1 魔術(shù)式實(shí)驗(yàn)——趣味引入，發(fā)現(xiàn)問題

學(xué)生學(xué)習(xí)的問題不是無緣無故的產(chǎn)生，更不能唐突的“空降”。這是因?yàn)?，人的思維需要一定的教學(xué)情境，從而激發(fā)興趣，引起注意，指向?qū)W習(xí)目標(biāo)。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)1：教師舉起兩個(gè)已經(jīng)充好氣的氣球，提問：“哪位同學(xué)能將這兩個(gè)氣球用手?jǐn)D破?！边@時(shí)舉手的學(xué)生特別多，他們躍躍欲試。教師接著提問：“氣球被擠破的原因是什么？是你的力量大嗎？”可選擇一個(gè)力量較大的男同學(xué)和一個(gè)力量較小的女同學(xué)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，他們各自都能輕松的把氣球擠破，但回答氣球?yàn)槭裁茨鼙粩D破的原因時(shí)，他們一致認(rèn)為，當(dāng)擠壓的力達(dá)到一定大時(shí)氣球就會破。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)2：教師再拿出一個(gè)已經(jīng)充好空氣的氣球和兩塊邊長是30 cm的正方形木板(表面用沙紙摩擦光滑過，要求男同學(xué)用這兩塊正方形的木板來對夾氣球，用力使氣球擠破。結(jié)果他們使出渾身力氣氣球也沒有被擠破。學(xué)生產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，渴望知道原因。

這時(shí)教師提問：“氣球被擠破的原因是力的大小嗎？”此時(shí)學(xué)生否定了力氣大是擠破氣球的原因，轉(zhuǎn)而關(guān)注到受力面積上。這樣一來，學(xué)生從錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)中走出來，感受到氣球被擠破的原因不僅僅與力有關(guān)，還與受力面積有關(guān)。

演示實(shí)驗(yàn)1：為了驗(yàn)證學(xué)生的猜想是否正確，教師展示了一個(gè)自制實(shí)驗(yàn)裝置：長方體兩面用普通的白紙粘牢。

實(shí)驗(yàn)時(shí)教師先問：“我把這一塊長方體的紅磚放在白紙上，白紙能否承受住壓力不被破壞？”有的學(xué)生說能，有的學(xué)生說不能，答案莫衷一是。教師將長方體的紅磚豎立放置在白紙上，結(jié)果白紙損壞。答對的學(xué)生興高采烈，而答錯(cuò)的學(xué)生積極思考為什么。這時(shí)教師再問：“紅磚放在白紙上，白紙能否承受住壓力？”這時(shí)回答不能的學(xué)生占了多數(shù)。教師將紅磚平放在白紙上，卻觀察到白紙能承受住紅磚的壓力。通過這樣的演示，學(xué)生對擠破氣球的原因，不僅與力的大小有關(guān)，還與受力面積大小有關(guān)，有了更具體的認(rèn)識。

2.2 嘗試性實(shí)驗(yàn)——體驗(yàn)事實(shí)，尋覓真諦

壓力的作用效果真的與受力面積大小有關(guān)嗎？學(xué)生只有通過自身的實(shí)驗(yàn)操作、經(jīng)歷體驗(yàn)、感悟過程才能形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。為此，讓學(xué)生做如下體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)3：讓學(xué)生從文具盒中拿出筆，用左手中指和右手中指來擠壓筆尖和筆尾，比較力的效果。實(shí)驗(yàn)后學(xué)生反映手指的感覺不一樣，從而更加信服力的作用效果與受力面積有關(guān)，并初步形成結(jié)論：受力面積越小，力的作用效果越明顯。

2.3 對比性實(shí)驗(yàn)——經(jīng)歷體驗(yàn)，探索規(guī)律

物理概念具有抽象性。因此，物理概念的建立要通過對比實(shí)驗(yàn)的觀察或體驗(yàn)。如圖1所示，將3個(gè)相同的木塊都放在相同的海綿上，第一個(gè)木塊平放在海綿上，第二是木塊在平放的基礎(chǔ)上再加一個(gè)小的物體來增加壓力，第三個(gè)木塊豎放在海綿上。學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)海綿上的凹陷程度不同。

圖1 對比壓力作用效果圖

通過對比實(shí)驗(yàn)明確壓力作用的效果與受力面積和壓力的大小有關(guān)，并定性得到結(jié)論：受力面積一定時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；壓力一定時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。

2.4 趣味性實(shí)驗(yàn)——參與實(shí)踐，感悟知識

在學(xué)校節(jié)日里有一種游戲——10 s內(nèi)踩氣球，誰踩破的氣球多，誰就獲得勝利。教學(xué)中可利用壓強(qiáng)知識設(shè)計(jì)成趣味性實(shí)驗(yàn)——踩不壞的氣球。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)4：選取質(zhì)地較好的4個(gè)氣球和邊長為1 m的正方體木板。首先用打氣筒往氣球內(nèi)充入體積大致相同的空氣并系好備用。然后將充好的4個(gè)氣球組成正方形，再把正方形的木板放在4個(gè)氣球上。最后讓一個(gè)學(xué)生緩慢地站立在上面。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，先讓體重較輕的女同學(xué)來體驗(yàn)，女同學(xué)站立在木板上時(shí)氣球并沒有破裂。再讓一個(gè)體重較重的男同學(xué)站在木板上，氣球也沒有破裂。

2.5 拓展性實(shí)驗(yàn)——驚險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)，彰顯力量

用實(shí)驗(yàn)彰顯知識是深受學(xué)生歡迎的一種生動(dòng)形象的直觀教學(xué)，也是最好的實(shí)證我們的猜想和論點(diǎn)的呈現(xiàn)方式，更能彰顯知識的無窮魅力。

演示實(shí)驗(yàn)2：赤腳踩釘尖。首先將一個(gè)土豆從高處落到釘尖向上的釘子上，學(xué)生看到土豆幾乎被穿過。隨后教師拿出邊長為30 cm的正方形木板，將相同的釘子緊密地從一個(gè)面穿透木板制成密密麻麻的釘子板。將木板的釘子尖向上放置，然后問學(xué)生：“老師赤角站立在釘尖上，腳是否會像土豆一樣被穿透呀！”學(xué)生擔(dān)心老師的腳會受傷。當(dāng)教師赤腳緩慢的站立在密密麻麻的釘子尖上時(shí)，腳安然無恙。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生進(jìn)一步理解壓強(qiáng)的知識，一個(gè)釘子尖受力面積小，壓強(qiáng)大；當(dāng)制成釘板時(shí)增大了受力面積，從而減小了壓強(qiáng)，力對腳的作用效果不明顯。最后強(qiáng)調(diào)學(xué)生不要在家嘗試這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

3 基于體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式

體驗(yàn)性學(xué)習(xí)，若以人的生命體驗(yàn)為核心，可將體驗(yàn)性學(xué)習(xí)劃分為5個(gè)階段：入境入神、明心會意、神游懷想、移情忘懷、悅志暢神。再結(jié)合上述比較典型的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，提練得到“三階段五環(huán)節(jié)”體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。三階段指的是認(rèn)知過程中的不同階段：感、知、用。 五環(huán)節(jié)是創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境產(chǎn)生問題→設(shè)計(jì)自創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)建構(gòu)直觀表象→自創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證規(guī)律鞏固升華→應(yīng)用知識解決相關(guān)的實(shí)際問題→分析歸納形成條理的理性認(rèn)識。

3.1 第一階段：感

環(huán)節(jié)1：創(chuàng)設(shè)自創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)情境產(chǎn)生問題。有價(jià)值的問題不是無緣無故產(chǎn)生的。實(shí)驗(yàn)所具有的現(xiàn)象奇異、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，能使學(xué)生思維處于最佳狀態(tài)，比抽象的語言描述，更有利于問題的發(fā)現(xiàn)。

環(huán)節(jié)2：設(shè)計(jì)自創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)建構(gòu)直觀表象。沒有物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的支持，就不會在大腦中貯存表象，也就不會建構(gòu)物理概念?？梢?，學(xué)生依據(jù)豐富的實(shí)驗(yàn)表象才能得出正確的結(jié)論，這也是實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識飛躍的準(zhǔn)備。

3.2 第二階段：知

環(huán)節(jié)3：分析歸納形成條理的理性認(rèn)識。通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象運(yùn)用邏輯思維和科學(xué)方法進(jìn)行分析歸納，從而形成科學(xué)的概念或結(jié)論。

環(huán)節(jié)4：自創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證規(guī)律鞏固升華。概念或規(guī)律的初步形成，需要進(jìn)一步的理解和提升。應(yīng)用變式的自創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，更能提供具體的原始實(shí)驗(yàn)情境。

3.3 第三階段：用

環(huán)節(jié)5：應(yīng)用知識解決相關(guān)的實(shí)際問題。用掌握的知識去解決問題，達(dá)到對所學(xué)知識的熟識和進(jìn)一步掌握。

4 啟示

綜上所述，體驗(yàn)性學(xué)習(xí)就是通過創(chuàng)設(shè)一個(gè)學(xué)習(xí)情境、設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)載體、經(jīng)歷一個(gè)體驗(yàn)過程、收獲一種感悟。體驗(yàn)性學(xué)習(xí)有以下3個(gè)方面的啟示。

(1)體驗(yàn)性學(xué)習(xí)有助于豐富學(xué)生的基本經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)是不斷豐富，不斷修正的，而經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該是學(xué)生在需求——實(shí)踐——糾正——嘗試中獲得。物理實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)性能夠滿足經(jīng)驗(yàn)的形成。

(2)體驗(yàn)性學(xué)習(xí)有助改變教學(xué)方式。充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的知識性、操作性、娛樂性，使學(xué)生在可見、可摸、可玩的自創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)中，不知不覺地經(jīng)歷知識的發(fā)生、發(fā)展、形成，從而實(shí)現(xiàn)快樂學(xué)習(xí)。

(3)體驗(yàn)性學(xué)習(xí)有助于落實(shí)課程三維目標(biāo)。