提高物理實驗課的有效性關鍵在落實①

梁炳釗

(廣州市番禺區南村中學 廣東 廣州 511442)

物理是一門以實驗為基礎的學科，初中階段的主要物理定律、原理都是在一些實驗和實踐中歸納出來的.在新課程理念下的物理教學更加突出了實驗教學的地位，更加提高了學生實驗在教學中的比例.實驗教學充分體現了“學生為主體，教師為主導”的教學理念，教師都有這理念，但因為使用的教學策略不適當，所以教學效果不好，甚至跟傳統的“教師講，學生聽”這種方式的效果差不多.有些教師覺得辛辛苦苦準備實驗器材讓學生進行實驗探究，結果收效甚微，倒不如沿用“教師講，學生聽”的方式.為什么會出現這種情況？

1 實驗教學能否取得實效 歸根結底要看教師有無抓好“落實”

實驗教學能否取得實效，不能只看學生有無動手實驗、課堂氣氛是否熱烈，重要的是看學生有無用心進行實驗，更重要的要看是否所有學生都用心進行實驗探究.現在的實驗課普遍存在的問題是：學生實驗一般都采用小組合作的形式，分組實驗時，教師并不清楚是所有學生都參與實驗，還是只有一、兩個學生包辦所有的實驗操作，其他學生只做旁觀者.總結成一句話就是：教師在課堂上，沒有抓好“落實”.不少教師總感覺給足了時間讓學生進行探究，學生也確確實實做了實驗，課堂氣氛也很好，但是效果不好，原因就在于此.

如“光的折射”一課，我們常見到這樣的設計過程：教師先讓學生進行分組實驗，觀察光從空氣斜射入水中，折射光線的大致位置，然后直接給出折射角的概念，接著讓學生不斷增大入射角，觀察折射光線的變化，從而總結出“入射角增大，折射角跟著增大”的結論.探究光從空氣垂直入射水面和光從水斜射入空氣的情況，也是讓學生進行分組實驗，然后提問個別小組得出結論.

整個探究過程，雖然學生都進行了探究(并不排除只有個別學生動手操作)，但是效率很低.原因是教師并不清楚有多少學生真正動手做了實驗.很多學生都不知自己這樣做的目的；不知重點觀察什么、歸納什么，只是按菜譜完成操作.如果不能保證所有學生(至少是大部分學生)有目的地進行實驗探究，這節實驗課必定是低效的.所以我們要抓好“落實”，保證所有學生都用心進行探究.

2 抓好“落實” 保證每位學生都有目的地進行獨立思考 合作探究

要使所有的學生都積極地參與實驗，達到既定的教學目標，提高實驗教學的效益，教師一定要抓好“落實”.抓“落實”體現在兩方面：

(1)教師要落實所有學生都參與實驗；落實學生都明白各項操作的目的所在；落實學生有認真思考實驗涉及的問題.

(2)教師可以通過任務指引(或問題指引)的方式，引導學生進行獨立思考與合作探究，并以口頭、書面等方式呈現思考、探究的結果.如“光的折射”探究過程.

2.1 通過任務引導學生操作 檢查學生的紙筆作圖得到反饋信息 落實學生全員參與實驗探究

任務或問題能讓學生更清楚實驗目的，更容易開展探究.有了目的，學生才會用心探究.教師先布置一個任務，“光從一種介質入射到另一種介質的界面時，同時有光線返回原來介質和進入另一種介質，返回原來介質的現象叫反射，進入另一種介質的現象叫折射.我們已經知道反射光線跟入射光線是軸對稱的，那么折射的情況會怎樣呢？請根據圖1的光路做實驗，觀察進入水后的光路，并根據實驗結果，把折射光線的位置大致描在圖1中.”

圖1 圖2

這時，教師的工作是檢查學生有沒有做實驗，有沒有畫圖.因為每個學生都有“畫圖”這一任務，所以那怕實驗只由一、兩個學生操作完成，其他旁觀的學生肯定會認真觀察水中折射光線的大致情況，這樣他們才能完成教師布置的任務.教師通過檢查學生的作圖情況，就知道學生有沒有認真完成實驗、認真觀察現象.只要是認真觀察的學生都能作出如圖2所示的情況.教師給學生布置實驗任務，檢查學生的紙筆作圖得到反饋信息，掌握學生完成的情況，這樣就可以很好落實學生全員參與實驗探究.

2.2 通過問題引導學生思考 口頭或書面表述探究過程及結果 落實學生進行獨立思考

讓學生掌握折射角定義時，教師不能直接給出定義就完成任務，因為學生常會標錯折射角.無論教師講多少遍折射角的定義，學生總是理所當然地認為折射光線與界面的夾角是折射角.能否糾正錯誤，就看學生有沒有真正動腦思考，這要求教師做適當的引導.在學反射的內容時，教師已用數學的軸對稱知識讓學生明白引入法線的目的是為了容易看出反射光線和入射光線是軸對圖形.因為兩光線是軸對稱，很自然，根據軸對稱的特點，入射角、反射角就是光線與法線的夾角而不是與界面的夾角.所以教師在引導學生歸納出折射角的定義前，先引導學生復習反射角、入射角的定義，然后進行設問：“我們應該怎樣給折射角下定義？為什么？”教師可以給學生足夠的時間，讓他們把折射角的定義寫出來，然后巡視一周檢查學生完成的情況，對不能完成的學生給予適當的指導.因為學生知道了入射角是入射光線與法線夾角，因此可推測得知，折射角應是折射光線與法線的夾角.通過引導學生尋找新舊知識的聯系，獲取新知識，這種方法比直接告訴學生新知識強百倍.教師讓學生標出入射角和折射角，并比較折射角和入射角的大小.教師同樣是巡視檢查，對做錯的學生進行指導.

2.3 通過問題指引 讓學生在實驗中理解并掌握物理研究方法 落實學生學科素養的培養

物理實驗課的價值更應體現在如何引導學生掌握各種物理研究方法，落實學生學科素養的培養，下面的過程就是一個讓學生知道“科學研究需要多次測量，找出現象的共同點，才能得出規律”的好機會.為了讓學生知道多次測量的作用我們可以分兩步，第一步是在探究光從空氣射入水中的過程引導學生使用多次測量的方法；第二步是在探究光從水中射入空氣的過程使用這一方法.

教師設問 ：“根據剛才的數據，我們能否得出光從空氣射入水中，折射角一定小于入射角的結論？為什么？”學生通過思考可以得出“不能，因為不能憑一組數據歸納出實驗結論”的答案.教師再設問：“我們接下來應該怎么做？”學生就會想到改變入射角多做幾組數據進行歸納(這是物理實驗中常用的歸納方法).改變入射角有兩種方案，一種是增大入射角，另一種是減小入射角.兩種方案都讓學生進行實驗探究.

增大入射角的方案，教師先不急于讓學生進行實驗，而是給出指引，“大家先在紙上自己設計幾個入射情況，猜想折射光線的大致位置，并畫出來，說說猜想的依據.”學生根據任務，就會認真思考，并完成作圖.有的學生可能會根據前面做的實驗猜想出 “入射角增大，折射角也增大，但是小于入射角”的正確答案，也可能有些學生的猜想是錯的.教師提問猜想對的學生，讓他們講出自己的理由.這樣可以讓猜想錯的學生知道如何根據已知的因素進行合理的猜想.這環節完成后，教師再讓學生進行實驗，驗證猜想，并要求猜想錯的學生重新作一次圖.通過認真思考并掌握實驗方法再進行實驗探究的方式，學生對整個實驗的印象就會更加深刻.

減小入射角的方案，跟增大入射角方案的操作一樣，先讓學生設計幾種入射情況，然后猜想折射光線的大致位置，最后實驗驗證.教師的任務還是落實學生有沒有進行作圖和實驗.這里有個特例是：光垂直射入界面.教師要落實好如何引導學生進行思考、歸納.如果學生實驗中有做這種情況，教師可以讓學生自己歸納這一特點.反之，教師可以繼續用問題指引，“光的反射中，有一個特例是光垂直射入，光線會垂直反射.那么折射中，光線垂直射入，折射光線的路徑會怎樣呢？請你猜想，并把猜想圖作出來.”學生作完圖后，教師再讓學生進行實驗驗證猜想，最后歸納結論.

研究光從水射入空氣的過程，同樣也是引導學生掌握科學探究方法的好機會.這一實驗過程落實好了，可以鍛煉學生進行多次測量收集數據，并根據數據歸納結論的能力.教師設問：“現在，我們已按大家的意見進行了多次實驗采集數據，是不是就可以得出‘折射角小于入射角’的結論？為什么？”有學生的答案是“能.”也有學生的答案是“不能.”教師提問“不能”的原因，學生的回答是“因為我們做的實驗都是光線從空氣到水這種情況，光線從水到空氣的情況又會怎樣？我們不知道.我們要繼續進行實驗歸納.”教師設問：“光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角，那么光從水斜射入空氣，折射角和入射角，哪個大？”有的學生會認為，“反射中光路可逆，折射中光路也可逆，像圖2，如果光沿逆著折射光線的方向從水入射到空氣，折射光線會沿逆著原來入射光線的方向射出，所以折射角大于入射角.”還有的學生可能認為，“折射角依然小于入射角.”教師繼續設問：“那我們應該怎樣設計實驗方案，驗證猜想？”學生同樣會想到“改變入射角多做幾組數據進行歸納”的方法.教師讓學生進行實驗，并將看到的實驗光路圖在紙上畫出來.經過實驗驗證后，學生發現原來光從水斜射入空氣，折射角真的比入射角大，跟光由空氣到水的情況是不同的.教師繼續設問：“那么我們歸納折射的規律時，能不能說折射角一定小于入射角？”學生都知道，“不能，要看光從空氣到水還是從水到空氣這前提條件.”教師接著設問：“那么我們怎樣比較折射角和入射角的大小？”學生回答：“我們在做光從空氣斜射入水中的幾次實驗時，折射角都是小于入射角，所以我們總結出‘光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角’的結論；在做光從水斜射入空氣中的幾次實驗時，折射角都是大于入射角，所以我們總結出‘光從水斜射入空氣中時，折射角大于入射角’的結論.”

總之，“落實”是一節高效的物理實驗課的有力保證.只要我們抓好“落實”，實驗課將不再是個別學生當主角，其他學生當觀眾的課堂，也不再是學生漫無目的地玩的課堂，它將會變成學生全員積極思考，合作研究的高效課堂.這樣的實驗課才開得有價值！

參考文獻

1 韓會一.新課改下初中物理實驗教學探討.理化生教學，2009 (7)：187

2 劉洋.“問題式教學”中問題預設的智慧.中國科教創新導刊 ，2012(24)：118