以教師專業(yè)發(fā)展促學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高——從“魚牛”故事聯(lián)想到物理教學(xué)中的動手實驗

孫 奡

（蘇州市景范中學(xué)，江蘇 蘇州 215000）

在一次學(xué)習(xí)中，偶然看到這樣一幅畫，描繪了這樣一個故事：青蛙和小魚是好朋友.一天，青蛙跳到岸上，看到了一個龐然大物——一頭奶牛，青蛙仔細(xì)觀察了很久.回到池塘里以后，小魚兒問：“你到外面看到了什么？”青蛙想到了奶牛，于是詳細(xì)地向小魚兒描述了一番，小魚認(rèn)真地聽了以后說：“我知道了，我知道了.”并拿出紙和筆，畫出了它心中的“牛”（如圖1所示）.

圖1

聽到這個故事，讓我想到了在“蘇科版”物理九年級上“簡單機(jī)械”這一節(jié)中的杠桿教學(xué)中，教師都要介紹組成杠桿的“五要素”，即支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂.教師講到：“力臂是支點到力的作用線的垂直距離”時，往往會將什么是“力的作用線”先給學(xué)生復(fù)習(xí)一遍，接著就要求學(xué)生用數(shù)學(xué)中已學(xué)過的“垂線的做法”自己體會“力臂”含義.這種教法的結(jié)果，當(dāng)然有學(xué)生可以將“力臂”畫正確，但是還有一部分學(xué)生也作了垂線，但他畫的是這樣的垂線，如圖2所示.

圖2

故事中無論青蛙如何仔細(xì)觀察、詳細(xì)描述，都無法代替小魚對奶牛形象的建構(gòu)，小魚的“奶牛”形象只能通過它自己獲得.這說明學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)主體的自我構(gòu)建.小魚生活在池塘里，頭腦中沒有其他動物的形象，沒有見過奶牛，它的經(jīng)驗就是自己同類的形象，所以聽了青蛙的描述“有兩只角、四條腿、吃草、身上有花紋”以后，就在小魚身體的基礎(chǔ)上，建構(gòu)了“魚牛”的形象.

學(xué)生的學(xué)習(xí)不能通過外部塑造——教師單純的講解、描述來實現(xiàn)，而是要通過內(nèi)部生成來完成.每個人的學(xué)習(xí)都建立在自己現(xiàn)有的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上的.教學(xué)就是基于經(jīng)驗、改組經(jīng)驗、提升經(jīng)驗的活動.沒有經(jīng)驗為基礎(chǔ)，學(xué)生很難完成對新內(nèi)容的建構(gòu)，但是只憑經(jīng)驗也無法準(zhǔn)確地接受新內(nèi)容.就如對“力臂”的學(xué)習(xí).學(xué)生對“垂線的做法”來自于數(shù)學(xué)的經(jīng)驗，學(xué)生一看到“垂線”，頭腦中立即反應(yīng)出的是三角板中的直角，只要用上這個“直角”就能解決“力臂”，于是出現(xiàn)了各種錯誤作圖.

既然學(xué)生的學(xué)習(xí)不能通過外部塑造來實現(xiàn)，那就必須通過學(xué)習(xí)者自己的主觀努力來實現(xiàn)，那就要激發(fā)學(xué)生主觀努力，促進(jìn)學(xué)生自主建構(gòu).物理教學(xué)中最能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的手段之一即為動手實驗.

1 學(xué)生通過動手實驗獲取情感體驗

物理學(xué)是一門實驗科學(xué).在物理教學(xué)中，通過學(xué)生動手實驗，更接近人類熟悉客觀規(guī)律的過程，使學(xué)生對物理事實獲得具體的、明確的熟悉，理解概念和規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗?zāi)芰Γ瑥亩鸩桨盐瘴锢韺W(xué)習(xí)和研究的基本方法，即“學(xué)會學(xué)習(xí)”.同時，學(xué)生動手實驗對培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度，具有不可代替的重要作用.

新課程強(qiáng)調(diào)重視學(xué)生情感體驗.列寧說：“沒有人的情感，就從來沒有，也不可能有人對真理的追求”.在動手實驗中，學(xué)生心理經(jīng)歷了情趣激發(fā)——體驗感受——領(lǐng)悟升華的變化過程，最關(guān)鍵的是學(xué)生借助體驗來達(dá)到領(lǐng)悟升華新經(jīng)驗的過程.經(jīng)歷從熟悉到改善、完善愿望，再到改善、完善的方法探討，最后到實踐運用后的喜悅.過程中多次的思維、情感的沖突與碰撞，學(xué)生的知才真、情才深、意才堅.例如，在《簡單電路》教學(xué)中，教師一直諄諄告誡學(xué)生，決不允許用導(dǎo)線把電源兩極直接連接起來以免短路，但是對剛學(xué)電學(xué)的學(xué)生，他們并沒有體驗.假如一味用“強(qiáng)調(diào)”和“紀(jì)律”來約束學(xué)生想嘗試一下的好奇心，結(jié)果無非是兩種：一種是學(xué)生的好奇心被壓抑、消退，長此以往，學(xué)生不再對新鮮事物感到驚異，成為感情淡漠、體驗荒涼、缺乏內(nèi)心敏感性的“現(xiàn)代機(jī)器人”；另一種是學(xué)生越禁忌越好奇，越好奇越想試，很多物理教師在帶學(xué)生做電學(xué)實驗時，都會發(fā)現(xiàn)有學(xué)生偷偷把導(dǎo)線兩端直接接入電源兩極，導(dǎo)致實驗中的意外頻出.其實，這些學(xué)生并不是真的想破壞.因此，我們在教學(xué)中，索性打破常規(guī)，讓每位學(xué)生用銅絲短路自備的干電池，感受銅絲發(fā)熱.一方面，學(xué)生體驗到短路的特點、危害和正確操作的重要；另一方面雖然浪費了1節(jié)電池，卻讓學(xué)生也“肉痛”了一下.教師這時再進(jìn)行愛護(hù)公物的教育，相信也會更有說服力.

2 學(xué)生通過動手實驗培養(yǎng)求異創(chuàng)新的能力

當(dāng)前，創(chuàng)新已成為民族振興的關(guān)鍵、國家興旺的基石，它是人類社會不斷向前發(fā)展的源泉.衡量個人能力的主要因素已不再是掌握知識的多少，而是在于更新自身知識和創(chuàng)造知識的能力的大小.新課程改革對物理教學(xué)提出了新的理念：“具有創(chuàng)新意識，能獨立思考，勇于有根據(jù)地懷疑，養(yǎng)成尊重事實、大膽想像的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神”.因此，現(xiàn)在物理教師的任務(wù)不再是僅傳授科學(xué)知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的能力，尤其是創(chuàng)新能力.

物理，是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實驗在物理教學(xué)中具有重要的地位與作用.科學(xué)家盧瑟福認(rèn)為：“實驗是檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)和鑒定新觀念的準(zhǔn)繩”.所以在初中物理實驗的教學(xué)中，教師應(yīng)重視對學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，讓學(xué)生經(jīng)歷從自然到物理、從生活到物理的認(rèn)識過程，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程.因此，物理實驗要將傳統(tǒng)的由教師演示轉(zhuǎn)變?yōu)樽寣W(xué)生自己親自動手參與.這樣學(xué)生在動手實驗時活躍了思維，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)新知識的積極性，從而激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展.

從實驗設(shè)計和實驗儀器可以引導(dǎo)學(xué)生在實驗中培養(yǎng)創(chuàng)新能力.舉幾個實例.

（1）實驗設(shè)計培養(yǎng)創(chuàng)新能力.

教育學(xué)認(rèn)為：實驗設(shè)計能使學(xué)生的思維從多方位、多角度、多因素、多層次、多途徑進(jìn)行探索，使學(xué)生不受傳統(tǒng)思維模式的束縛，勇于求新求異，引伸拓寬，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力.所以，要真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師在教學(xué)中就要重視設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動.教師要鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，鼓勵學(xué)生參與設(shè)計實驗和大膽提出實驗的新方法，容納各種不同意見，打破他們頭腦中教師和課本的權(quán)威性，鼓勵他們自行設(shè)計實驗，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造能力.

實例1.用天平和量筒測量液體的密度.

學(xué)生在進(jìn)行實驗前已掌握了天平和量筒的正確使用以及利用天平和量筒測量固體密度的方法，即先用調(diào)節(jié)好的天平測出固體質(zhì)量，再利用量筒和適量的水測出固體的體積，最后計算出固體密度.因此有很多學(xué)生是按照這樣的實驗過程測量的：首先用天平測出空燒杯的質(zhì)量；接著測出空燒杯中盛有液體后的總質(zhì)量；最后將燒杯中的所有液體都倒入量筒測出全部液體的總體積，算出密度.這過程在理論上是可行的.但實際操作時，將燒杯中液體倒入量筒時，由于杯壁和杯底都有剩余液體無法倒干凈，給實驗帶來很大誤差.通過學(xué)生動手實驗，學(xué)生很容易理解操作中的問題，并能對實驗的設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，用“倒一部分液體到量筒”來代替“全部倒入量筒”.這極大地調(diào)動了學(xué)生探究的積極性，學(xué)生的創(chuàng)新能力在潛移默化中也得到了培養(yǎng).

實例2.聲音產(chǎn)生的原因.

“聲音是由于振動產(chǎn)生的”，這個結(jié)論對成人來說是毋庸置疑的.對學(xué)生不是僅僅要讓他們記住結(jié)論，而是怎樣讓他們自己體會出聲音的確是因為物體的振動.一個學(xué)生首先用嘴對紙條吹起，聽紙條抖動的聲音.在他的帶動下許多學(xué)生都想出了一系列實驗的方法來說明聲音是怎樣產(chǎn)生的.有的學(xué)生一邊發(fā)聲，一邊用手放在自己的聲帶上體會；還有的學(xué)生敲擊盛水的玻璃瓶，觀察水面的振動等等.這些實驗和方法與書上介紹的現(xiàn)象不同，有一定的創(chuàng)造性，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

（2）動手實驗培養(yǎng)創(chuàng)新能力.

學(xué)生動手實驗，教師在幫助學(xué)生掌握實驗原理的基礎(chǔ)上，可以允許學(xué)生用不同的器材、不同的實驗步驟進(jìn)行實驗.初中物理新課標(biāo)中指出：“使用身邊隨手可得的物品進(jìn)行探究活動和各種物理實驗，可以拉近物理學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實性，感受到科學(xué)和社會、科學(xué)和日常生活的關(guān)系.另一方面，由于這些物品本來的用途并不是進(jìn)行物理實驗，所以這種做法本身就是一種創(chuàng)新.不能把低成本實驗僅僅看作解決設(shè)備不足問題的權(quán)宜之計.”讓學(xué)生利用身邊的材料來做實驗，這樣更有利于使學(xué)生明白物理就在身邊，物理與生活緊密相聯(lián).而且，通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材，能夠更好地啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生主動參與意識，從而促進(jìn)學(xué)生的智力發(fā)展和綜合素質(zhì)的提高以及創(chuàng)新潛能的開發(fā).

實例1.證明大氣壓的存在.

證明大氣壓的存在，教材上有許多例子：紙能托起水、易拉罐被壓癟等實驗.如果給學(xué)生準(zhǔn)備一個盛滿飲料的汽水瓶，瓶口塞緊軟木塞，將玻璃管插入軟木塞，用力吸飲料.學(xué)生們憋足了氣用力吸，但是怎么也吸不出來；而將玻璃瓶換成了紙后再吸，輕輕一下，飲料能吸上來.這樣一個生活中經(jīng)常進(jìn)行的活動，讓學(xué)生更深刻體會大氣壓就在身邊，無處不在.

實例2.說明省力杠桿的優(yōu)點.

學(xué)生在體會省力杠桿具有省力的特點時，可以讓學(xué)生嘗試動手將木板上的釘子拔出.有的學(xué)生會選用教師提供的羊角錐拔釘子，當(dāng)其他學(xué)生看到釘子不費吹灰之力就被拔出時，都想來嘗試，同時還會選擇提供的其他器材嘗試.在他們簡單的嘗試中，體會到了省力杠桿的顯著優(yōu)點.通過身邊經(jīng)常可見的工具，學(xué)生體會到了物理知識在生活中的應(yīng)用，物理與生活息息相關(guān).

學(xué)生對未知的事物有著強(qiáng)烈的求知欲望和好奇心，因此，我們教師不能泯滅學(xué)生的天性，應(yīng)該運用各種手段激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生主動對要學(xué)習(xí)的內(nèi)容自我進(jìn)行構(gòu)建.當(dāng)然教師在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中也有著重要的作用，那就是引導(dǎo).積極的引導(dǎo)，可以啟發(fā)學(xué)生自我認(rèn)識、自我改進(jìn)、自主構(gòu)建.這樣我們的學(xué)生就不會像小魚一樣畫出一個“魚牛”了.