初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式構(gòu)建的實(shí)踐探索

吳玉茹

初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式構(gòu)建的實(shí)踐探索

吳玉茹

（福建省石獅市第一中學(xué),福建石獅362700）

學(xué)生的創(chuàng)造思維被傳統(tǒng)的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式束縛，阻礙了學(xué)生的思維能力及綜合實(shí)驗(yàn)技能的提高?！胺纸M合作”學(xué)習(xí)模式是圍繞學(xué)生主動(dòng)探索為中心，以“分組合作”為形式，在教師指導(dǎo)下，把教授知識(shí)、鍛煉實(shí)驗(yàn)技能和培養(yǎng)學(xué)生能力三者統(tǒng)一起來(lái)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)散學(xué)生思維，提高教學(xué)質(zhì)量。

分組合作；學(xué)習(xí)模式；創(chuàng)新

開展“分組合作”學(xué)習(xí)，不僅可以提高學(xué)生的課堂參與度，還可以提高學(xué)生的積極性與合作意識(shí)，因此，初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建勢(shì)在必行。本文從問題的提出到初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建再到初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式的優(yōu)點(diǎn)闡述了筆者的觀點(diǎn)。

一、問題的提出

當(dāng)前課堂教學(xué)存在的弊端：教條化、模式化、單一化、靜態(tài)化。傳統(tǒng)的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式一般為：教師演示講授——學(xué)生按預(yù)先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案操作——學(xué)生討論得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論——分析誤差來(lái)源及實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。學(xué)生的創(chuàng)造思維被這種以教師為主體的教學(xué)模式束縛，學(xué)生的思維能力及綜合實(shí)驗(yàn)技能的提高也被妨礙。新型課堂“不是教師個(gè)人表演的舞臺(tái)，而是師生之間交往、互動(dòng)的舞臺(tái)”，可以有效發(fā)散學(xué)生的思維，提高學(xué)生的創(chuàng)造力，全面提高學(xué)生的素質(zhì)，筆者對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式進(jìn)行了改革和研究。

二、初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建

“分組合作”學(xué)習(xí)模式的自主課堂特征：

1.激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力——使學(xué)生“想學(xué)”。

2.符合初中學(xué)生自我意識(shí)發(fā)展——使學(xué)生“能學(xué)”。

3.掌握一定的學(xué)習(xí)策略——使學(xué)生“會(huì)學(xué)”。

4.培養(yǎng)堅(jiān)定的意志——使學(xué)生“堅(jiān)持學(xué)”。

“分組合作”學(xué)習(xí)模式是圍繞學(xué)生主動(dòng)探索為中心，以“分組合作”為形式，在教師指導(dǎo)下，經(jīng)歷以提出問題，猜想與假設(shè)，制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流、合作這七大要素的科學(xué)探究，把教授知識(shí)、鍛煉實(shí)驗(yàn)技能和培養(yǎng)學(xué)生能力三者統(tǒng)一起來(lái)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)散學(xué)生思維，提高教學(xué)質(zhì)量。圖1為“分組合作”學(xué)習(xí)模式流程圖。

圖1

“有章可循”的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ奖恍滦湍Ｊ饺〈铝τ谧寣W(xué)生由“學(xué)會(huì)”走向“會(huì)學(xué)”。

在現(xiàn)階段，深度學(xué)習(xí)是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很重要的一項(xiàng)技能，在理解的前提下，用批判性的眼光深度地了解新內(nèi)容、新知識(shí)的同時(shí)要與舊知識(shí)相互融合起來(lái)，構(gòu)成知識(shí)框架，整體性地學(xué)習(xí)。“分組合作”學(xué)習(xí)模式的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)能有效激發(fā)深層動(dòng)機(jī)和充分促進(jìn)學(xué)生切身體驗(yàn)，是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)、發(fā)展高階思維能力和提升思維品質(zhì)的有效途徑。

從近兩年的中考物理考題來(lái)看，初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)這一立意在實(shí)驗(yàn)探究題中得以充分體現(xiàn)。首先是考查形式靈活多樣，將實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、探究能力以及?chuàng)新能力相結(jié)合。其次是考查的內(nèi)容全面細(xì)致，主要表面在：依托實(shí)驗(yàn)，突出科學(xué)探究的過程與方法；強(qiáng)調(diào)對(duì)各項(xiàng)技能的考查，力求引導(dǎo)學(xué)生正確使用基本實(shí)驗(yàn)器材；反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力、觀察現(xiàn)象的細(xì)節(jié)、測(cè)量數(shù)據(jù)的問題診斷，并通過現(xiàn)象的對(duì)比、圖像描述等方式推理、分析出物理規(guī)律。

（一）確定目標(biāo)——重視實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)入，構(gòu)建科學(xué)探索的課堂氛圍

（二）設(shè)計(jì)方案

1.重視實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，培養(yǎng)發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維能力

教師盡量提供充足儀器，給予學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)具體的指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生分組合作設(shè)計(jì)，并讓學(xué)生邊操作邊設(shè)計(jì)方案，指出設(shè)計(jì)不合理的地方，更加完善和合理化設(shè)計(jì)驗(yàn)方案。立足一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方法，有效培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)造思維。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，大多數(shù)學(xué)生采用課本基本方法，一個(gè)伏特表、一個(gè)安培表進(jìn)行伏安法測(cè)量，電路如圖2。

中考電學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)于故障分析也是?？嫉囊豁?xiàng)，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中可以融入故障分析，在學(xué)生實(shí)際操作過程中往往存在故障，此時(shí)可以深入探究。近幾年中考物理的熱點(diǎn)問題之一是電路故障分析，簡(jiǎn)單電路故障分析是初中學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)的一大難點(diǎn)，對(duì)學(xué)生分析、推理能力的要求比較高。本實(shí)驗(yàn)“分組合作”探究讓學(xué)生親身體驗(yàn)幾種常見的故障現(xiàn)象，通過直觀的感性認(rèn)識(shí)將抽象的復(fù)雜難理解的故障分析問題化難為易，讓學(xué)生由淺入深地建立并掌握分析簡(jiǎn)單電路故障的思路和方法。通過實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生一步步從直覺思維的認(rèn)識(shí)，到學(xué)會(huì)分析問題的思辨活動(dòng)解決實(shí)際問題，從而提高學(xué)生的思維能力。本實(shí)驗(yàn)“分組合作”探究加入電路故障分析，從直覺思維向抽象思維能力的提升。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如何選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材、如何選擇測(cè)量電路、控制電路的問題，一直以來(lái)都是中考的熱點(diǎn)也是初三物理復(fù)習(xí)教學(xué)的難點(diǎn)。本文擬設(shè)計(jì)一系列的問題進(jìn)行變式教學(xué)，探討如何破解此類難點(diǎn)，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新與發(fā)散思維的訓(xùn)練。“原”實(shí)驗(yàn)之“理”，“驗(yàn)”原理之“實(shí)，從電學(xué)實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)的各種表象中提煉出形成難點(diǎn)的主要原因，主要是由于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解不透徹和實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)太少兩個(gè)關(guān)鍵因素，并且通過兩個(gè)課堂教學(xué)實(shí)例探討破解實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)的教學(xué)策略。

圖2

2.重視實(shí)驗(yàn)方法研究物理問題，全面發(fā)揮實(shí)驗(yàn)方法在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中的作用

學(xué)生不可能憑空產(chǎn)生創(chuàng)新靈感，教師應(yīng)該提供知識(shí)原型給學(xué)生，學(xué)生加以借助，然后經(jīng)過不斷地模仿、仿造過程中創(chuàng)造出新的事物。這一過程中，學(xué)生掌握的研究方法（即科學(xué)方法和創(chuàng)新技法）就會(huì)發(fā)揮巨大的作用。

借助控制變量法研究物理問題，著重于知識(shí)的形成過程，有助于改變重結(jié)論、輕過程的偏向，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。

借助轉(zhuǎn)換法研究物理問題，將一些相對(duì)抽象，看不見、摸不著的微觀現(xiàn)象，通過研究它們的運(yùn)動(dòng)等規(guī)律，使之轉(zhuǎn)換為學(xué)生熟知，看得見、摸得著的宏觀現(xiàn)象認(rèn)識(shí)它們，化抽象為具體，幫助學(xué)生深入理解。例如控制變量法和轉(zhuǎn)換法在“科學(xué)探究：動(dòng)能的大小和哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)中都運(yùn)用到。

借助等效替代法研究物理問題，在相同的實(shí)驗(yàn)效果前提下，將直觀、簡(jiǎn)單的物理過程或現(xiàn)象代替抽象、復(fù)雜的物理過程或現(xiàn)象研究處理的方法，解決了實(shí)驗(yàn)存在中的難題。例如在“平面鏡成像特點(diǎn)”中，等效替代法體現(xiàn)在兩處，一是玻璃板替代平面鏡，既能成像，又便于確定像的位置；二是另一支相同的蠟燭替代前面一支蠟燭的像，便于比較物和像的大小，有效解決了兩大難題。等效替代法在“托里拆利”實(shí)驗(yàn)中也運(yùn)用到。

借助微小放大法研究物理問題，針對(duì)有些實(shí)驗(yàn)，不容易觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，往往采用一些方法將產(chǎn)生的效果進(jìn)行放大再進(jìn)行研究。例如在“科學(xué)探究：聲音產(chǎn)生的原因”實(shí)驗(yàn)中，音叉的振動(dòng)極其不容易觀察，學(xué)生可以采用小泡沫球?qū)⑵洮F(xiàn)象放大，用平面鏡觀察桌面的微小形變時(shí)可以借助光學(xué)知識(shí)。實(shí)驗(yàn)器材：電源、兩個(gè)平面鏡、激光器、刻度尺，在一張大桌子上，放置兩個(gè)平面鏡、讓一束光依次被兩個(gè)平面鏡反射，最后射到墻上的刻度尺，形成一個(gè)光點(diǎn)，用手按壓兩平面鏡的桌面，觀察刻度尺上光點(diǎn)的位置變化，可以發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)有明顯的移動(dòng)。桌子用手按壓時(shí)有微小形變，桌子發(fā)生微小形變時(shí)，使兩平面鏡發(fā)生傾斜，雖然入射光線方向不變，但改變了入射光線與鏡面間的夾角，光經(jīng)過兩次反射后，光點(diǎn)明顯移動(dòng)。手按壓桌面的微小形變被放大了。

（三）操作探索——重視利用實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生“分組合作”實(shí)驗(yàn)

教師根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案類型，將設(shè)計(jì)方案完善后，準(zhǔn)備相應(yīng)的儀器，指導(dǎo)學(xué)生按方案進(jìn)行“分組合作”操作，測(cè)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在“分組合作”的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程中，放手讓學(xué)生自己探索設(shè)計(jì)。學(xué)生不僅設(shè)計(jì)出了多款實(shí)驗(yàn)方案，而且對(duì)于自己設(shè)計(jì)方案是否可行產(chǎn)生了急于驗(yàn)證心理，對(duì)于探求實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)了動(dòng)力，促使學(xué)生親自動(dòng)手操作。在“分組合作”的實(shí)驗(yàn)操作探索過程中，教師引導(dǎo)各組大膽按設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按要求做到實(shí)事求是、認(rèn)真、細(xì)致、深入、眼腦并用觀察。教師要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和嚴(yán)格的科學(xué)方法，就必須準(zhǔn)確測(cè)量，如實(shí)記錄。教師還要善于引導(dǎo)學(xué)生，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差太大，以此為出發(fā)點(diǎn)，提出新的問題，組織學(xué)生討論分析，探尋問題所在，改進(jìn)或創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力進(jìn)一步提高了。

（四）得出結(jié)論——重視引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析

探尋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間隱含的關(guān)系，才能正確解答。借助數(shù)學(xué)方法探尋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)間隱含的關(guān)系時(shí)，通常采用兩種方法：一是函數(shù)關(guān)系式——找出數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系；二是圖象法——分析物理量間的數(shù)值關(guān)系。學(xué)生要針對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或者根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、討論、歸納、綜合得出結(jié)論是關(guān)鍵。為了減小誤差，提高待測(cè)電阻的阻值的準(zhǔn)確性，用多次測(cè)量求平均值或作圖法這兩種方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。為進(jìn)一步提高學(xué)生分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，教師要向?qū)W生介紹作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)及具體如何作圖。

（五）課后補(bǔ)正——重視引導(dǎo)學(xué)生重溫實(shí)驗(yàn)，提供探索提高機(jī)會(huì)

課外時(shí)間物理實(shí)驗(yàn)室的開放，不僅僅給動(dòng)手操作能力弱、實(shí)驗(yàn)掌握不理想的學(xué)生提供補(bǔ)缺補(bǔ)漏的機(jī)會(huì)，也給動(dòng)手操作能力強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)掌握理想的學(xué)生提供創(chuàng)新探索的機(jī)會(huì)。

三、初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式的優(yōu)點(diǎn)

1.“分組合作”學(xué)習(xí)模式打破傳統(tǒng)模式中以學(xué)生為主體、教師為輔助的教學(xué)原則，弱化了應(yīng)試教育，強(qiáng)化了素質(zhì)教育。

2.“分組合作”學(xué)習(xí)模式涵蓋了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)觀察、查閱資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理，有助于提高學(xué)生全面綜合應(yīng)用能力。

3.“分組合作”學(xué)習(xí)模式給教師因材施教更大的空間，多方向多角度的信息交流流露于師生之間。“分組合作”學(xué)習(xí)模式還可以讓教師對(duì)學(xué)優(yōu)生進(jìn)行自由探索，對(duì)學(xué)困生進(jìn)行重點(diǎn)輔導(dǎo)。

4.學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。教師通過實(shí)驗(yàn)探究再現(xiàn)知識(shí)、原理、歸納出結(jié)論，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，反對(duì)墨守成規(guī)。該過程需要翻閱大量課外資料，被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)變。

初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建讓每個(gè)學(xué)生都能參加實(shí)驗(yàn)的全過程，從制定計(jì)劃到得出結(jié)論，均是在學(xué)生“分組合作”學(xué)習(xí)模式下自主進(jìn)行的。表面上看上去課堂是“混亂”，但“混亂”在議論、探究、歸納上，“亂”中求“知”，這個(gè)“亂”是值得的。

[1] 唐劍英.物理分組實(shí)驗(yàn)“創(chuàng)造教育”模式的研究[J].物理教學(xué),2001,23(9):14-15.

[2] 黃海燕,趙曉.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)發(fā)展能力[J].物理教學(xué),2001,23(10):21-22.

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1002-7661(2022)05-0153-03

石獅市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃（第二批）研究課題2020年石獅市首屆名師工作室專項(xiàng)課題《初中物理實(shí)驗(yàn)“分組合作”學(xué)習(xí)模式構(gòu)建的實(shí)踐研究》（課題編號(hào)SGC20-103）。