初中物理實驗教學再提問

張俊

摘 要：物理教師實驗教學的思想要發生轉變，不能就實驗論實驗，而應當從學生建構知識體系的角度去看待實驗教學。

關鍵詞：初中物理 實驗教學 提問

物理是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，這是多年以來對物理學的基本界定。因此，在初中物理教學中，實驗成為知識構建的一個堅實基礎。但在實際教學中還會出現另一種情況，就是很多不做實驗或者只在黑板上做實驗的老師，也能讓學生在考試中考出一個很好的分數，即使新課程改革以來教育部多次強調要讓實驗與學生的成績直接掛鉤，但實際情況卻不盡如人意愿。這其中的原因是什么呢？是實驗確實不需要做？還是教師對物理實驗教學的理解太過狹隘？筆者認為必須思考這個問題，讓物理教學的思路更加清晰。筆者在此對初中物理實驗提出一些本原性的問題，以便幫助教師對實驗教學有進一步的認識。

一、物理實驗最重要的是不是“做”

提到實驗，人們的第一反應就是“做”，仿佛不做就談不上實驗。于是有一段時間初中物理教學中最時髦的一個口號就是“學生能做的實驗都要讓學生做”，因此實驗器材的提供以及實驗室的升級成為許多地方改善辦學條件的一個重大舉措。那么，這么多的投入對于學生的物理知識構建到底有多大的作用呢？從近年來的中考數據來看，作用可能是有限的。當然，中考成績不僅取決于實驗，也與其他因素相關，可能不完全具有說服力，但可以從側面說明實驗條件的改善只是學生物理成績提高的充分條件，并非充要條件，更談不上是必要條件。因為當年在“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”的實驗教學指導思想下，學生的物理成績依然優秀，且這一思想到今天依然充滿著活力。

事實上，透過這一實驗教學的思想，我們更應當看到的是實驗的關鍵并不在“做”，更在于對實驗思路的理解、對實驗過程的設計以及對實驗結果的預測。以對實驗思路的理解為例，其中包括了初步步驟的設計、實驗器材的選擇等內容，而這些內容在現在的實驗教學中恰恰是容易被忽視的。例如在“探究聲音產生的條件”實驗中，有教師在鼓面上灑了一些紙屑，然后讓學生到前面敲一下，讓其余學生根據看到的現象去得出結論“聲音是由物體的振動產生的”。這是一個極其簡單的實驗，事實上即使不做這個實驗學生依然能夠記住該結論。但在這個實驗中包含的思想卻是豐富的：其一，為什么選擇鼓？其二，為什么選擇紙屑？其三，實驗有什么現象？其四，可能的現象分別說明什么結論？這四個問題在筆者看來是本實驗的核心，只有學生認識到選擇鼓是因為其振動幅度較大，現象較明顯（事實上選擇其他聲源理論上都是可以的，但有些不適合作為演示實驗）；選擇紙屑是因為紙屑較輕，可以在鼓面的振動帶動之下跟著跳動，從而起到放大鼓面振動的作用，這其中有轉換的思想；實驗可能的現象是紙屑跳動或者不跳動；其結論則是如果紙屑跳動，則說明鼓面在振動，即說明了鼓發聲是由于鼓面的振動產生的，如果紙屑不跳動，則還需要進一步探究（而非否定猜想）。意識到這些，才能說學生看懂了這個實驗，而對實驗的理解也不至于停留在表面現象和最后結論上。

因此，實驗最重要的并不是“做”，如果將實驗的重心放在“做”上，那可能只是培養學生的實驗操作技能，而對實驗思路難以理解，對實驗中用到的方法缺乏感知，對實驗現象的猜想與結論的描述能力也難以得到切實提高。

二、物理實驗最重要的是什么

從以上分析來看，物理實驗最重要的應當是實驗思路的設計，其中就包括了實驗器材的選擇，因為不同的實驗設計思路往往意味著不同器材的選擇。從這個角度來看，傳統實驗教學中先確定實驗原理，再選擇實驗器材的教學思路往往不是探究性的，而是操作性的。

談到實驗思路的設計，就不能不提實驗設計的思想。事實上，再簡單的實驗都是有著思想支撐的，以“電路”知識教學中“簡單電路”的教學為例，怎樣讓學生認識簡單電路呢？也許有的教師覺得這是一個再簡單不過的問題，不需要如此費心費力。可事實上有經驗的教師都知道，就是在這個簡單電路上，不少學生都會翻筯斗，有時要通過多次的重復，學生才能理解簡單電路中電流的走向，尤其是要讓學生認識到，只有當電流通過燈絲燈泡才是會發光的。這一認識要么通過講授來完成，要么通過實驗來完成，顯然后者更加能夠提升學生的物理素養。筆者引導學生完成了這樣的一個實驗：第一步，給學生提供簡單電路的“四大件”——電源、燈泡、開關、導線，讓學生自己想辦法讓燈泡發光（由于是簡單電路，因此還涉及不到器材的選擇，而在其他一些電學實驗譬如探究電路中電流大小與哪些因素有關、探究影響電熱大小的因素等實驗中，就可以讓學生有一個實驗器材選擇的過程）；第二步，讓學生分析比較成功與失敗的實驗過程，判斷失敗的原因；第三步，用電路圖表示電路連接情況并用電流流動的方法理清簡單電路中燈泡發光的原因。

顯然，這是一個完整的實驗過程，第一步當中學生有自主探究與體驗，有試錯的經歷，這些都是實驗的必要因素；也有成功的喜悅和失敗的煩惱，這些都是與實驗相關的非智力因素，對實驗品質的提高也有著影響；第二步實際上是對實驗的自主評估，也是比較方法的實際應用，學生可以在比較中發現燈泡發光的正確做法，也可以通過比較發現原有思路的錯誤；第三步則是將實驗建立起來的感性認識上升為理性認識，是實驗現象向理論描述轉變的重要過程。在這個過程中，“做”是服務于“思考”的，學生實驗中的主要事情不是單純地做，而是思維引導下做。

三、物理實驗教學最重要的是什么

由以上分析可以看出，物理實驗中最重要的不是純粹的做，而是思維引導下的做。那么，這對實驗教學又意味著什么呢？筆者以為，這意味著物理教師實驗教學的思想要發生轉變，不能就實驗論實驗，而應當從學生建構知識的角度去看待實驗教學。

一旦有了這樣的思想，那就意味著實驗不是一個單純的知識點，而是一個服務于知識構建的學習途徑，這也是符合物理研究中實驗的定位的，在物理研究中，實驗從來就不是目的而是手段，是物理發現生成的重要途徑。這里筆者實際上是想表明一個意思，即實驗技能與實驗操作固然是初中物理教學中必須重視的內容，但更應當重視的應當是實驗背后的思想，這更應當是物理教學的重點內容，只有將物理實驗放到物理學習的背景中，實驗本身才能彰顯其意義。

綜上所述，對初中物理實驗教學中的三個問題的提出與回答，理清了物理教學中對實驗的一些模糊認識，明確了實驗的功能與定位，應當成為物理有效教學背景下的新認識。