基于學生動手實驗的物理課堂前測研究

李景梅

摘 要：基于學生動手實驗的物理課堂前測是一項由教師組織設計，以學生為對象的測試活動。在教學過程中，教師在課前的一段時間內，搜集與課堂教學內容有關的生活中的物理情境素材，設計任務型探究活動，讓學生自主進行較為簡單的實驗探究，結合對實驗現(xiàn)象的描述、實驗結論的推理等不同題型組合而成的書面的調查，了解對學生已有的知識和技能水平、學習興趣、前概念，甚至語言表述是否規(guī)范，然后有針對性地設計教學活動。本文以物理學科課程標準改革思想作指導，從教學實際出發(fā)，提出開展學生動手實驗基于物理課堂前測的設計研究，并對開展此項活動的意義進行論證，力求發(fā)揮學生動手實驗基于物理課堂前測的功能。

關鍵詞：學生動手實驗；物理課堂前測；任務型探究活動

美國教育心理學家奧蘇伯爾說過：“影響學生的最重要的原因是學生已經知道了什么，我們應當根據(jù)學生原有的狀況進行教學。”因此，為了更好地了解學生的發(fā)展需要和已有經驗，我們有必要通過預先測試，以提高教師的教學活動設計的針對性和實效性。傳統(tǒng)的課堂前測形式多樣，如筆試法、觀察法、訪談法等，但這些傳統(tǒng)的前測無法體現(xiàn)物理知識規(guī)律原理的產生過程，也無法全面呈現(xiàn)學生的實驗技能掌握狀況。因此，物理課堂前測設計更應與科學注重學生在科學探究過程中提升學生科學素養(yǎng)的學科性質相對應，將學生動手實驗作為前測內容，對物理教育教學產生深遠影響。那么，任務型前測活動題型的設計怎樣才能充分暴露學生存在的疑惑或已有的知識和技能水平，這無疑是研究物理課堂前測有效性的最重要問題。

一、引入學生實驗基于物理課堂前測的意義

1.以發(fā)現(xiàn)者的角度來研究學科知識

美國心理學家布魯納曾倡導“發(fā)現(xiàn)學習”，他的宗旨在于要求學生以“發(fā)現(xiàn)者”的工作方式來研究學科知識。然而，無論是實際教學過程中，教師的演示實驗抑或是授課后學生實驗，無疑都剝奪了學生的自主式探究活動。基于學生動手實驗的物理課堂前測，以學生在物理學習過程中遇到的較為抽象或難以理解的物理知識為載體，在課堂教學前，由教師選取生活化的物理素材設計任務型前測活動，這一活動還原給學生一個寬松的動手實驗或發(fā)現(xiàn)的環(huán)境，實驗情境的生活化，更激發(fā)學生智慧的火花，幫助他們體驗“發(fā)現(xiàn)者”在進行科學探究中所感知的科學情感和學習態(tài)度。

2.以物理實驗為依托建構科學概念

科學實驗是建構科學概念的起點。建構主義教學觀，學習者獲取知識，對獲取事物的性質、規(guī)律以及該事物與其他事物之間的聯(lián)系的深刻理解最好的方法就是學習者到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受、去體驗。學生動手實驗基于物理課堂前測的活動，是由教師根據(jù)實際教學內容，創(chuàng)設相關的問題情境，營造相對獨立的實驗環(huán)境，引導學生在進行前測活動的過程中，實現(xiàn)新舊知識的沖突，以便于課堂教學中知識的構建。比如，教師可以根據(jù)學生在此前測中暴露的前概念進行教學預設，這不僅滿足了“因學定教”的需要，同時也讓學生主體地位得到真正體現(xiàn)的需要。

3.以學習興趣內化科學學習動機

學習動機的激發(fā)是指在一定學習情境下，利用一定的誘因，使已形成的學習需要由潛在狀態(tài)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，形成學習的積極性。將學生動手活動基于物理課堂前測，通過適度的疑難問題情境，引導學生努力克服，將解決實際問題的實際學習需要內化為學習動機，進一步使學習動機推動學習活動，在一定程度上激發(fā)學生的學習興趣，保持一定的喚醒水平，指向特定的學習活動。

二、基于學生實驗的物理課堂前測的特點

1.實驗情境的生活性

隨著物理課程改革的推進，物理教育教學的重要思想進一步體現(xiàn)，即從生活走向物理，從物理走向社會。《義務教育物理課程標準》中明確提出“應大力提倡身邊的物品做實驗”。另外，基于物理課堂前測的學生動手實驗，實驗情境的選擇直接影響學生通過動手實驗活動激發(fā)學習興趣。所以，問題情境可以選取生活素材，并與教學內容相關聯(lián)，實驗器材也盡可能選取生活材料，方便易得，讓學生在不斷地大膽嘗試中，培養(yǎng)動手操作能力。

案例1：《探究杠桿平衡條件》例題：民間有故事“老嫗留一金簪，二女分爭，阿舅用線平懸（如圖所示），懸處分簪兩不怨”。在探究杠桿平衡條件之前，學生已初步認識杠桿的五個要素，但對杠桿平衡條件不甚了解，遇到比如此類“分簪”問題，學生習慣性認為運用懸掛法，只要杠桿兩端保持水平平衡，則兩端重力相等，然而結論并非如此。在實際教學前，我們不妨將此題設計成一個學生動手實驗，讓學生設計方案，采取不容的方法進行分簪。另外，嘗試用情境中的方法分簪，并對分成兩段的簪子質量進行驗證。為取材更方便學生多次嘗試，我們可以選取紅蘿卜等便于切割的生活材料代替簪子。通過這一動手實驗，有效激發(fā)學生的認知沖突。

案例2：在學習《物體的顏色》的前測活動中，設