樹式課堂：初中物理實驗教學(xué)在校本課程中的設(shè)計與實施

黃婷婷

【摘要】實驗探究是物理教學(xué)的重要組成部分，同時也是物理課程改革的一個重要環(huán)節(jié)，是全面提高學(xué)生素質(zhì)的必由之路。本文主要針對農(nóng)村初中物理教學(xué)重理論輕實踐的實際， 以新課程標(biāo)準(zhǔn)的改革為依據(jù)，以校本課程的開發(fā)為例，論述如何在校本課程運(yùn)用樹式化問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理實驗探究，使課堂上僵化的理論融化于豐富有趣的實踐中， 切切實實推進(jìn)探究式教學(xué)模式的運(yùn)用， 不斷提高物理教學(xué)的實效， 全面提高物理教學(xué)質(zhì)量，促使學(xué)生得到全面健康的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】校本課程;樹式課堂;實驗探究;問題

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：改革以書本為主，實驗為輔的傳統(tǒng)教學(xué)模式，提倡多樣化的教學(xué)方式。作為新課程改革的實施者，教師如能充分地利用學(xué)生生活上的各種感知，倡導(dǎo)學(xué)生積極參與、樂于動手，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力，不僅能夠激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，還能培養(yǎng)其良好的思維習(xí)慣和創(chuàng)新探究能力，全面提高學(xué)生的知識水平與素質(zhì)能力。2020年汕頭市初中學(xué)業(yè)水平考試首次將實驗操作考核成績納入中考分?jǐn)?shù)，充分體現(xiàn)了實驗教學(xué)的重要性。但由于課堂時間的限制，有些實驗無法在課堂上完整展開，這時，校本課程便成為開辟實驗教學(xué)的一方沃土。那么，如何才能更有效地把物理實驗教學(xué)引入到校本課程中去呢？結(jié)合近幾年的教學(xué)實踐，我認(rèn)為可以借助樹式課堂開展。

一、樹式課堂的內(nèi)涵

新課標(biāo)主張在研究中學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生深入分析和思考，使學(xué)習(xí)成為一個探尋意義、獲得意義的過程，而不是平鋪直敘、面面俱到的。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中，會有這樣的困惑：學(xué)習(xí)的知識越多，解決問題時反而越糾結(jié)，不知道應(yīng)該用哪個知識點或是哪個思路去解決問題，究其原因就是學(xué)生沒有領(lǐng)會好物理知識的內(nèi)涵和外延，沒有通過樹式化的思維發(fā)散，把核心知識點和零碎的知識點整合起來，形成系統(tǒng)性的知識網(wǎng)絡(luò)。所以，教師如能通過樹式課堂的引導(dǎo)，讓學(xué)生對所學(xué)的物理知識進(jìn)行多層次的探索和實踐，學(xué)生就容易形成樹式化的知識系統(tǒng)。校本課程中，我們希望課堂的展開是立體式、螺旋上升式的，這就需要在課堂中多層次、多角度地切入問題，讓學(xué)生能夠?qū)⒁延械闹R遷移到新的問題和情境中，解決實際問題。而物理實驗教學(xué)不僅要求學(xué)生學(xué)會實驗操作步驟，更要求學(xué)生能夠以科學(xué)理論去判斷和解釋觀察到的實驗結(jié)果，同時，在主動探求物理規(guī)律的過程中，通過創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，充分發(fā)揮知識的拓展與遷移，不斷提高探索物理知識的能力，全面提高自身綜合素質(zhì)，以上這些，都與樹式課堂的特點不謀而合。

二、基于樹式課堂的實驗鏈設(shè)計

1.思維初探，親身體會

以《發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的制作與探究》為內(nèi)容的校本課程為例，教師可以先通過對“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”及“磁場對通電導(dǎo)線的作用”進(jìn)行復(fù)習(xí)，讓學(xué)生動手操作圖1和圖2實驗，觀察實驗現(xiàn)象。由于學(xué)生在物理課堂上對實驗理論以及實驗現(xiàn)象已經(jīng)有了初步認(rèn)識，教師可以借此為起點，讓學(xué)生認(rèn)真觀察現(xiàn)象并記錄數(shù)據(jù)。通過總結(jié)以上兩個實驗，回顧并歸納出①產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動，做切割磁感線運(yùn)動的只能是閉合電路的一部分導(dǎo)體;②磁場對通電導(dǎo)線的作用：通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用，且力的方向與電流的方向、磁場的方向有關(guān)，只改變磁場方向或電流方向通電導(dǎo)線受到力的方向改變，如果改變電流方向和磁場方向則受到力的方向不變。學(xué)生在動手操作實驗的過程中，即鞏固了已有的知識，又為接下來發(fā)電機(jī)和電動機(jī)器材的組裝打好基礎(chǔ)。

2.深度思維，挖掘本質(zhì)

“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”及“磁場對通電導(dǎo)線的作用”這兩個實驗是電磁學(xué)的經(jīng)典實驗，在校本課程中，我們希望“傳統(tǒng)實驗有新意”，教師應(yīng)該將學(xué)生置于探索者的位置，提供不同的實驗器材，以知識的層層遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計實驗過程，開發(fā)拓展性思維，在實驗中親身體驗。在這個過程中，學(xué)生不知不覺能獲取對應(yīng)的知識點，這些知識點會促進(jìn)課后的學(xué)習(xí)更深入、更持續(xù)、更有價值。例如，圖3、圖4是發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的半成品模型，里邊有很常見的馬達(dá)，學(xué)生通過動手連接各個元件，更深一步地弄清了實驗的原理，如將圖3的燈座換成發(fā)光二極管，改變手搖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動的方向，觀察二極管的發(fā)光情況;將圖4電源正負(fù)極對換，觀察小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的情況。與此同時，學(xué)生還能根據(jù)手頭上的器材元件，進(jìn)行更深一步探究，比如讓發(fā)電機(jī)發(fā)出來的電使電風(fēng)扇動起來（圖5），讓發(fā)電機(jī)發(fā)出來的電使電鈴響起來（圖6）。對于學(xué)生來說，能將電與磁的知識點綜合應(yīng)用，自然也就獲得了探究的成就感，學(xué)習(xí)興趣提高了，不斷探索的精神也得到了強(qiáng)化。

3.思維拓展，遷移知識

由于國家課程的局限性及學(xué)生的個性差異，有些教學(xué)環(huán)節(jié)無法在課堂上完整展開。校本課程大多屬于實踐性課程，如能以校本課程為平臺，開展樹式課堂教學(xué)，就能拓展學(xué)生的思維，學(xué)到的知識也能在多彩的實驗中開枝散葉，開花結(jié)果。

現(xiàn)代社會提倡節(jié)約、環(huán)保、綠色和健康，教師可以將實驗操作任務(wù)的難度再提升一點，引導(dǎo)學(xué)生通過自行車發(fā)電給一些設(shè)備供電，如以“發(fā)電自行車車燈”為例（圖7），通過圖解及學(xué)生已學(xué)過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，讓學(xué)生了解到發(fā)電自行車無非就是在自行車的車輪上安裝上一個

“摩擦發(fā)電機(jī)”，接觸時依靠輪胎轉(zhuǎn)動帶動馬達(dá)發(fā)電，實現(xiàn)將自行車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。教學(xué)任務(wù)是讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過的知識，再結(jié)合實際生活，利用身邊的各種小器材，將自己的自行車改裝成小型發(fā)電機(jī)。在教學(xué)過程中，教師不應(yīng)直接給出組裝方式，而是讓學(xué)生拓展思維，自行設(shè)計組裝方案，解決問題，如：發(fā)電馬達(dá)要安裝在車輪的哪個位置上？如何固定馬達(dá)？什么角度能夠讓車輪轉(zhuǎn)動時帶動馬達(dá)轉(zhuǎn)動？馬達(dá)跟車輪接觸的位置要用什么材料等等，在解決這些問題的過程中學(xué)生可能還會提出：輪胎不轉(zhuǎn)時馬達(dá)不工作，車燈不亮。在實際生活中，發(fā)電自行車的車燈在使用過程中是可以持續(xù)亮著的，那么如何使得自己改造的發(fā)電自行車車燈能持續(xù)亮著，如何在不需要使用車燈的情況下將馬達(dá)產(chǎn)生的電能儲存起來，這將是學(xué)生們進(jìn)一步思考的問題。同時，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生將發(fā)電機(jī)與電動機(jī)的知識點整合起來，讓發(fā)電機(jī)發(fā)出的電帶動電動機(jī)使小電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動起來（圖8）。另外，根據(jù)能源與可持續(xù)發(fā)展內(nèi)容，教師還可通過適當(dāng)提醒，讓學(xué)生意識到可以在自行車上安裝太陽能電池板（圖9），這樣在太陽下即使不騎車也能發(fā)電，或是在自行車上安裝風(fēng)能發(fā)電裝置，當(dāng)騎車時或有風(fēng)時也能通過風(fēng)能發(fā)電，同時把電能與轉(zhuǎn)動車輪產(chǎn)生的電能儲存起來，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，整個操作過程，學(xué)生經(jīng)歷從失敗到成功，形成“發(fā)現(xiàn)”到“再發(fā)現(xiàn)”或“重新發(fā)現(xiàn)”思維模式，學(xué)過的知識也得到了良性遷移。

三、總結(jié)與反思

實踐表明，樹式課堂對于拓展學(xué)生的思維能力具有重要的作用，它要求學(xué)生更深入地去思考，更大膽地去想像，學(xué)會將舊知與新知聯(lián)系起來，系統(tǒng)地理清知識間脈絡(luò)，更關(guān)注核心知識的應(yīng)用和分析，構(gòu)建自己的知識體系，而不僅僅是知識的記憶和習(xí)題的解答。同時，校本課程是學(xué)校教育的大西部，是深化當(dāng)前教育教學(xué)改革的一方沃土，其開發(fā)的潛力和價值與日俱增。教師如能把樹式課堂這棵大樹栽到校本課程這方沃土上，以實驗教學(xué)勤加澆灌，巧用各種情境問題作引導(dǎo)，讓學(xué)生充分發(fā)展探究能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，那么，深化教育改革，全面提高學(xué)生素質(zhì)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，將不再是一句空話，而培養(yǎng)出實踐和理論相結(jié)合的新時代合格人才也必將可期可待。