基于科學(xué)思維導(dǎo)向的探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)例談

汪書(shū)峰

隨著新課改的深入推進(jìn)，以生為本的理念已成為當(dāng)前教育共識(shí)。教學(xué)目標(biāo)已經(jīng)從知識(shí)傳授為本，轉(zhuǎn)換到為學(xué)生發(fā)展、在物理內(nèi)容學(xué)習(xí)過(guò)程中所形成的物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)上來(lái)?？茖W(xué)思維方法屬于核心素養(yǎng)的重要部分。在教學(xué)設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)關(guān)注，下面從類(lèi)比推理角度，來(lái)談?wù)効茖W(xué)思維在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用。

一、當(dāng)前物理探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的誤區(qū)

在當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，尤其是探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)常見(jiàn)的做法是，老師為節(jié)約時(shí)間，往往會(huì)把實(shí)驗(yàn)探究的條件直接拋出，然后帶領(lǐng)學(xué)生按照教材預(yù)先設(shè)置的實(shí)驗(yàn)方案，先演示，后分組，進(jìn)行“探究和論證”，順利得出結(jié)論，最后通過(guò)做題，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行鞏固，加深理解，目標(biāo)達(dá)成和教學(xué)反饋良好。整個(gè)過(guò)程水到渠成，順理成章，課堂氛圍熱鬧有序，并且很有成就感。筆者認(rèn)為，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了要關(guān)注對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過(guò)程和結(jié)論的探究外，更需借助科學(xué)思維方法，重視實(shí)驗(yàn)前對(duì)各探究因素深入、細(xì)致的導(dǎo)入和剖析，以情景親歷法讓學(xué)生感受“當(dāng)時(shí)如何是想到這個(gè)因素”為落腳點(diǎn)，讓每個(gè)學(xué)生的思維火花得到閃現(xiàn)碰撞，以掌握科學(xué)思維方法，切實(shí)提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，以增加學(xué)生的可持續(xù)學(xué)習(xí)能力。

二、類(lèi)比推理在實(shí)驗(yàn)前探究因素導(dǎo)入的實(shí)踐

下面，筆者將以“導(dǎo)體的電阻”探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，談?wù)効茖W(xué)思維中類(lèi)比推理思想在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前探究因素導(dǎo)入中的應(yīng)用策略。

導(dǎo)體的電阻，屬于電路內(nèi)容的基礎(chǔ)章節(jié)。電阻的決定式是這節(jié)課要探究的目標(biāo)，公式簡(jiǎn)潔，結(jié)論簡(jiǎn)單。通過(guò)公式看到，電阻的決定因素受導(dǎo)體長(zhǎng)短、粗細(xì)、材料的影響。可能是老師對(duì)該內(nèi)容太熟悉的緣故，實(shí)驗(yàn)前很容易忽視對(duì)探究因素導(dǎo)入的分析。通常會(huì)按照教材設(shè)置的實(shí)驗(yàn)，直接拋出長(zhǎng)短、粗細(xì)和材料影響因素，讓學(xué)生進(jìn)行觀察。例如，常見(jiàn)做法是直接給出三個(gè)影響因素，讓學(xué)生觀察。在通過(guò)定性判斷之后，利用控制變量法，開(kāi)始分組進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)，得出數(shù)據(jù)，通過(guò)列表，數(shù)據(jù)處理等方法，得出結(jié)果。

此方法的弊端是不符合認(rèn)知規(guī)律，作為沒(méi)有知識(shí)儲(chǔ)備的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他怎么一開(kāi)始就能想到，影響電阻的主要因素是：長(zhǎng)短、粗細(xì)和材料呢？整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程充其量就是老師意圖的重現(xiàn)，僅僅鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力而已，下次碰到類(lèi)似問(wèn)題，依然不知道如何去解決。

“如何想到選這幾個(gè)影響因素進(jìn)行探究，甚至比找出這幾個(gè)影響因素間的關(guān)系還重要?！惫P者認(rèn)為，以上忽視實(shí)驗(yàn)前探究因素導(dǎo)入環(huán)節(jié)的教學(xué)細(xì)節(jié)，更應(yīng)該引起我們的重視。實(shí)驗(yàn)前，對(duì)電阻影響因素導(dǎo)入時(shí)，應(yīng)該花一定的時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維中的類(lèi)比推理思想進(jìn)行知識(shí)的遷移。

導(dǎo)體對(duì)電流有阻礙作用，公路塞車(chē)對(duì)汽車(chē)車(chē)流也有阻礙作用，這兩者是否有類(lèi)似之處？可以設(shè)想，本來(lái)是三車(chē)道的高速公路，如果有車(chē)發(fā)生事故，阻塞兩車(chē)道，跟阻塞一車(chē)道時(shí)，車(chē)流受阻程度哪個(gè)厲害？學(xué)生肯定會(huì)說(shuō)，剩下能通行的車(chē)道越少，阻礙越厲害，剩下能通行的車(chē)道越多，阻礙越小。這里是否與導(dǎo)體面積影響因素相似？

另外，相隔不遠(yuǎn)處，發(fā)生多起事故，跟只發(fā)生一起事故相比，車(chē)流受阻程度哪個(gè)厲害？學(xué)生會(huì)直觀回答，事故發(fā)生多，堵塞的車(chē)道長(zhǎng)，塞車(chē)越厲害，事故發(fā)生少，堵塞的車(chē)道短，車(chē)流阻礙越小。這里是否與導(dǎo)體的長(zhǎng)度影響因素類(lèi)似？

最后，若比兩條同長(zhǎng)同寬的高速公路，路況不同，對(duì)車(chē)流的阻礙作用也不相同。路況越差，坑坑洼洼，阻礙程度越大。路況越好，阻礙程度越小。這里是否與導(dǎo)體的材料影響因素相同？

三、類(lèi)比推理在實(shí)驗(yàn)前探究因素導(dǎo)入后的思考和拓展

物理學(xué)科的特點(diǎn)決定了，必須重視科學(xué)思維方法的訓(xùn)練。通過(guò)前面的課堂實(shí)踐可知，在實(shí)驗(yàn)前探究條件引入的剖析上，看似耽擱了時(shí)間，甚至可能與直接給出公式，通過(guò)刷題來(lái)掌握該內(nèi)容的模式相比，也沒(méi)有太大優(yōu)勢(shì)，但功夫在詩(shī)外，這個(gè)探究的過(guò)程讓學(xué)生感受到了物理學(xué)習(xí)探索的樂(lè)趣，對(duì)學(xué)生的可持續(xù)學(xué)習(xí)能力的卻大有好處。

筆者認(rèn)為，老師也應(yīng)該保持一顆童心，在課堂教學(xué)活動(dòng)中努力讓自己思維稚化，經(jīng)常跟學(xué)生一起去想問(wèn)題，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)發(fā)展到這個(gè)階段后，碰到了哪些問(wèn)題？（后面的教學(xué)內(nèi)容自然是沒(méi)有的），那碰到的這個(gè)問(wèn)題或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，如果當(dāng)時(shí)是你，又該有何種途徑解決？需不需要引入新的物理參量？或是新的表述？如果要表述？又該如何表述？是否還需要對(duì)表述進(jìn)行修正等等。

責(zé)任編輯徐國(guó)堅(jiān)