新課程下利用“二次實驗法”培養學生的反思意識

從伽利略開始，物理就與實驗結下了不解之緣。在新課程改革的今天，我們物理教師很少去關注思考學生物理實驗的創新。在傳統教學中我們教師只是重復教材上規定的實驗，這容易使學生失去學習的興趣。通過對全國高考的分析，以及對部分學校進行的調查，反映出：雖然經過實驗學習和實驗操作，但部分學生的實驗能力還達不到大綱的要求，尤其是設計實驗的能力相當欠缺。

新課標理念下強調實驗過程是師生互動、共同發展的過程，要把教師的主導地位重新定位，從主角轉向平等中的首席；要以學生為主體，在給學生留有較大的空間的前提下引導學生積極探索。特別是在物理實驗中，我們應把學生作為體驗者，讓學生充分釋放探究的欲望。

相對于傳統的驗證性實驗而言，我們提出了新的學生實驗概念，即“二次實驗法”。二次實驗法是指在傳統驗證性實驗的基礎上，針對初次實驗過程中所產生的問題進行重新設計并完成探究實驗的一種實驗教學。這里的“二次”是泛指，并不是指僅進行兩次，它更強調的是對實驗過程中所出現問題的重新探究。下面以《探究加速度與力、質量的關系》實驗為例，談談在實驗教學中所進行的二次實驗法實驗教學的實踐體會。

在“探究加速度與力、質量的關系”學生實驗中，學生在第一次實驗中，能模仿教師的實驗過程，按照實驗冊上的操作步驟來完成實驗，得到實驗數據。在處理實驗數據，作圖得出實驗結果后，發現a-F圖象的圖線均出現了彎曲，而不是線性關系，只有3組學生的a-F圖線發生的彎曲較小；另有8組學生的a-F圖線沒有經過原點。于是筆者讓學生分析誤差較大的原因，反思實驗過程，并再次設計和修正學生實驗。學生在討論后得出圖線彎曲是由于小車的質量與所懸掛的鉤碼質量相差不大，不滿足實驗條件。為什么在實驗中沒有注意這種情況，學生反思了當時的實驗過程：一是從實驗冊上知道了這個條件，但沒有理解其原因。認為不會產生太大影響；二是對實驗室提供的器材，就按照實驗步驟完成實驗，沒有思考如何解決這個問題。在修正實驗方案時，學生都要求實驗室提供鐵塊來增大小車質量，以減少實驗誤差。對于a-F圖線沒有經過原點，使學生通過理論分析知道原因是小車所受的摩檫力沒有被平衡或平衡摩檫力時木板墊得過高，反思實驗過程發現有2組學生沒有墊木塊、有6組學生墊了木塊，但墊上木塊沒有觀察小車是否在木板上能做勻速運動。在學生進行二次實驗時，均注意了上述情況，得出實驗結果較好，均在誤差允許范圍內。并且筆者注意到在二次實驗時，學生做實驗的積極性、主動性、實驗操作規范性均比第一次好。

第一次實驗提供給學生的是初次體驗，學生從中獲得感性的初步認識，二次實驗就是在第一次實驗的基礎上學會反思。每一位學生的成長都離不開反思。真正的反思就是學生在實驗實踐過程中發現問題、思考問題、解決問題的一種行為，是學生對自身物理概念、原理與思維方式的再認知、再創造的過程。二次實驗的反思要注意以下問題

一、“設計”反思具有預見性。要在第二次實驗前進行反思，能使下一次實驗不成為一種簡單的重復，而是自覺的實踐。在以往的實驗中，教師大多關注實驗后的反思，忽視或不做二次實驗前的反思，其實在第一次的實驗后進行反思，不僅是學生對自己實驗設計的再次查缺補漏、吸收和內化的過程，更是對物理知識的深刻認識過程，在反思的基礎上引導學生在重新設計第二次實驗，從而使學生真正成為學習的主體。

二、“過程”反思具有應變性。第二次實驗通過第一次實驗尋找證據；通過分析論證來看證據和猜想之間的關系能否支持假設；再通過反思展開第二次實驗。整個操作是一個比第一次實驗更復雜、動態的過程，所以，做了充分準備的實驗設計，在實踐中碰到阻力，難于完成是不可避免的。這就需要學生具有較強的應變能力，能及時地反思自己的實驗操作行為，時刻關注實驗的動態變化過程，關注所使用的方法和手段，善于捕捉實驗中的靈感，及時調整策略，以達到最佳的實驗效果。因此，學生之間要善于傾聽彼此的意見，及時討論彼此的困惑；其次，第二次實驗是在動態中生成，在動態中發展的。教師要善于抓住契機，形成一個生動活潑的、主動的和富有個性的學習反思活動。

三、“后續”反思具有批判性。成功的物理實驗不在課前，而在課后。二次實驗是探索學生物理實驗創新中的一種嘗試，我們期待學生能在反思中學會學習。

（作者單位：河南省中牟縣第一高級中學）