新課程下利用“二次實(shí)驗(yàn)法”培養(yǎng)學(xué)生的反思意識(shí)

從伽利略開(kāi)始，物理就與實(shí)驗(yàn)結(jié)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(guān)注思考學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新。在傳統(tǒng)教學(xué)中我們教師只是重復(fù)教材上規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，這容易使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣。通過(guò)對(duì)全國(guó)高考的分析，以及對(duì)部分學(xué)校進(jìn)行的調(diào)查，反映出：雖然經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作，但部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰€達(dá)不到大綱的要求，尤其是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力相當(dāng)欠缺。

新課標(biāo)理念下強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是師生互動(dòng)、共同發(fā)展的過(guò)程，要把教師的主導(dǎo)地位重新定位，從主角轉(zhuǎn)向平等中的首席；要以學(xué)生為主體，在給學(xué)生留有較大的空間的前提下引導(dǎo)學(xué)生積極探索。特別是在物理實(shí)驗(yàn)中，我們應(yīng)把學(xué)生作為體驗(yàn)者，讓學(xué)生充分釋放探究的欲望。

相對(duì)于傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而言，我們提出了新的學(xué)生實(shí)驗(yàn)概念，即“二次實(shí)驗(yàn)法”。二次實(shí)驗(yàn)法是指在傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)初次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行重新設(shè)計(jì)并完成探究實(shí)驗(yàn)的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這里的“二次”是泛指，并不是指僅進(jìn)行兩次，它更強(qiáng)調(diào)的是對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所出現(xiàn)問(wèn)題的重新探究。下面以《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)為例，談?wù)勗趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中所進(jìn)行的二次實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐體會(huì)。

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在第一次實(shí)驗(yàn)中，能模仿教師的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，按照實(shí)驗(yàn)冊(cè)上的操作步驟來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作圖得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，發(fā)現(xiàn)a-F圖象的圖線均出現(xiàn)了彎曲，而不是線性關(guān)系，只有3組學(xué)生的a-F圖線發(fā)生的彎曲較??；另有8組學(xué)生的a-F圖線沒(méi)有經(jīng)過(guò)原點(diǎn)。于是筆者讓學(xué)生分析誤差較大的原因，反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并再次設(shè)計(jì)和修正學(xué)生實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在討論后得出圖線彎曲是由于小車的質(zhì)量與所懸掛的鉤碼質(zhì)量相差不大，不滿足實(shí)驗(yàn)條件。為什么在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有注意這種情況，學(xué)生反思了當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：一是從實(shí)驗(yàn)冊(cè)上知道了這個(gè)條件，但沒(méi)有理解其原因。認(rèn)為不會(huì)產(chǎn)生太大影響；二是對(duì)實(shí)驗(yàn)室提供的器材，就按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有思考如何解決這個(gè)問(wèn)題。在修正實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，學(xué)生都要求實(shí)驗(yàn)室提供鐵塊來(lái)增大小車質(zhì)量，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。對(duì)于a-F圖線沒(méi)有經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，使學(xué)生通過(guò)理論分析知道原因是小車所受的摩檫力沒(méi)有被平衡或平衡摩檫力時(shí)木板墊得過(guò)高，反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)有2組學(xué)生沒(méi)有墊木塊、有6組學(xué)生墊了木塊，但墊上木塊沒(méi)有觀察小車是否在木板上能做勻速運(yùn)動(dòng)。在學(xué)生進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，均注意了上述情況，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好，均在誤差允許范圍內(nèi)。并且筆者注意到在二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性均比第一次好。

第一次實(shí)驗(yàn)提供給學(xué)生的是初次體驗(yàn)，學(xué)生從中獲得感性的初步認(rèn)識(shí)，二次實(shí)驗(yàn)就是在第一次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)反思。每一位學(xué)生的成長(zhǎng)都離不開(kāi)反思。真正的反思就是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的一種行為，是學(xué)生對(duì)自身物理概念、原理與思維方式的再認(rèn)知、再創(chuàng)造的過(guò)程。二次實(shí)驗(yàn)的反思要注意以下問(wèn)題

一、“設(shè)計(jì)”反思具有預(yù)見(jiàn)性。要在第二次實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行反思，能使下一次實(shí)驗(yàn)不成為一種簡(jiǎn)單的重復(fù)，而是自覺(jué)的實(shí)踐。在以往的實(shí)驗(yàn)中，教師大多關(guān)注實(shí)驗(yàn)后的反思，忽視或不做二次實(shí)驗(yàn)前的反思，其實(shí)在第一次的實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行反思，不僅是學(xué)生對(duì)自己實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的再次查缺補(bǔ)漏、吸收和內(nèi)化的過(guò)程，更是對(duì)物理知識(shí)的深刻認(rèn)識(shí)過(guò)程，在反思的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生在重新設(shè)計(jì)第二次實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。

二、“過(guò)程”反思具有應(yīng)變性。第二次實(shí)驗(yàn)通過(guò)第一次實(shí)驗(yàn)尋找證據(jù)；通過(guò)分析論證來(lái)看證據(jù)和猜想之間的關(guān)系能否支持假設(shè)；再通過(guò)反思展開(kāi)第二次實(shí)驗(yàn)。整個(gè)操作是一個(gè)比第一次實(shí)驗(yàn)更復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的過(guò)程，所以，做了充分準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在實(shí)踐中碰到阻力，難于完成是不可避免的。這就需要學(xué)生具有較強(qiáng)的應(yīng)變能力，能及時(shí)地反思自己的實(shí)驗(yàn)操作行為，時(shí)刻關(guān)注實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，關(guān)注所使用的方法和手段，善于捕捉實(shí)驗(yàn)中的靈感，及時(shí)調(diào)整策略，以達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)效果。因此，學(xué)生之間要善于傾聽(tīng)彼此的意見(jiàn)，及時(shí)討論彼此的困惑；其次，第二次實(shí)驗(yàn)是在動(dòng)態(tài)中生成，在動(dòng)態(tài)中發(fā)展的。教師要善于抓住契機(jī)，形成一個(gè)生動(dòng)活潑的、主動(dòng)的和富有個(gè)性的學(xué)習(xí)反思活動(dòng)。

三、“后續(xù)”反思具有批判性。成功的物理實(shí)驗(yàn)不在課前，而在課后。二次實(shí)驗(yàn)是探索學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新中的一種嘗試，我們期待學(xué)生能在反思中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。

（作者單位：河南省中牟縣第一高級(jí)中學(xué)）