基于復(fù)式實驗的初中物理實驗教學(xué)策略

馬兵+朱剛

[摘 要] 復(fù)式實驗教學(xué)充分體現(xiàn)了物理現(xiàn)象的多樣性和物理規(guī)律知識的同一性，能讓學(xué)生通過不同的實驗去理解所研究的知識內(nèi)容。課前準(zhǔn)備階段，以學(xué)生認(rèn)知為前提確定選題，預(yù)設(shè)各種形式多樣的實驗，預(yù)習(xí)充足，合理分組。課堂教學(xué)階段，創(chuàng)設(shè)情境，從學(xué)生熟悉的生活入手；學(xué)生自主實驗并小組展示，教師恰當(dāng)介入；不斷反思，逐步優(yōu)化實驗；課堂實驗表現(xiàn)形式多樣化。

[關(guān)鍵詞] 復(fù)式實驗教學(xué)；實驗設(shè)計；策略

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理課堂不僅要重視結(jié)論，還要重視過程，在追求短期效率的同時，也要追求課堂的長期價值。因此《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出了明確的方向：注重采用探究式的教學(xué)方法，讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實踐能力。

科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是學(xué)生重要的學(xué)習(xí)方式。在課堂教學(xué)中實施“復(fù)式實驗教學(xué)法”能最大可能地讓學(xué)生在實驗中充分發(fā)揮主觀能動性：各組同學(xué)圍繞同一個知識目標(biāo)分別自行設(shè)計不同的實驗，并在教師的引導(dǎo)下，歸納出正確的結(jié)論或規(guī)律，讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)共同經(jīng)歷圍繞同一個知識目標(biāo)的不同實驗，從一般物理現(xiàn)象中總結(jié)歸納新的物理概念或物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗技能和優(yōu)良的科學(xué)素養(yǎng)。

一、課前準(zhǔn)備

1.以學(xué)生認(rèn)知為前提確定選題

課題選擇要以學(xué)生有一定認(rèn)知為前提。有的實驗在生活中就很多，學(xué)生也有一定的生活經(jīng)驗，但由于學(xué)生的生活經(jīng)驗只是一些淺顯的認(rèn)知（也稱為前概念），對一些物理現(xiàn)象的本質(zhì)只是本著自己的生活經(jīng)驗的理解，有時甚至是錯誤的理解，所以對于新授課，教師要根據(jù)學(xué)生實際的情況和新授課內(nèi)容，選擇一些接近學(xué)生生活、靈活性大、答案多樣、可利用身邊的瓶瓶罐罐做實驗的知識點作為復(fù)式實驗課題，避免為實驗而實驗，做無用功。

2.預(yù)設(shè)各種形式多樣的實驗

由于所選課題的實驗可從多角度不同途徑設(shè)計，所以教師在備課時要多角度思考，從不同途徑設(shè)計不同的實驗，可以是書本上的，也可對書本上的實驗進(jìn)行改進(jìn)，或者是自制實驗器材，在課前準(zhǔn)備大量相關(guān)器材，以便學(xué)生實驗探究使用，讓學(xué)生進(jìn)行多方位、多角度觀察、思考、探索、想象，提出各自不同的多種設(shè)想和解決方案。

3.預(yù)習(xí)充足，合理分組

預(yù)習(xí)作業(yè)要提前2～3天布置下去，給學(xué)生充足的時間準(zhǔn)備，更好地培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。在分組實驗中，根據(jù)預(yù)習(xí)反饋，將相同實驗設(shè)計或相似實驗設(shè)計的同學(xué)分為一組，明確分工，發(fā)揮個人特長，發(fā)揮最佳團(tuán)體實驗效能。

二、課堂教學(xué)

1.創(chuàng)設(shè)情境，從學(xué)生熟悉的生活入手

由于學(xué)生的形象思維占主導(dǎo)地位，所以善于利用學(xué)生豐富的生活經(jīng)驗對于學(xué)生學(xué)習(xí)有很大好處。因此，通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情境，學(xué)生會對研究的內(nèi)容有較為熟悉的感受，克服畏難情緒，并能很快地調(diào)動自己的大腦回憶相關(guān)的生活經(jīng)驗，想到相關(guān)的各種情況和解決辦法，使學(xué)生在后面的實驗探究中更加積極。

2.學(xué)生自主實驗并小組展示，教師恰當(dāng)介入

各小組選擇一個代表向其他小組介紹本小組的實驗設(shè)計思路、進(jìn)行實驗操作、表述實驗時的注意點和實驗現(xiàn)象以及實驗的初步結(jié)論。其他小組的同學(xué)對該小組的實驗進(jìn)行評價并提出自己的問題或看法。在此環(huán)節(jié)中，教師要做好引導(dǎo)和介入。

首先是討論準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。根據(jù)小組展示，教師引導(dǎo)其他同學(xué)質(zhì)疑并準(zhǔn)備有討論價值的問題，且盡量設(shè)計答案不唯一、靈活性大的問題，這樣就能使學(xué)生不斷地搜尋新信息，不斷地進(jìn)行討論、反思、修正等行為，保證小組討論的有效性，促進(jìn)小組討論不斷地推進(jìn)。

其次是討論的組織環(huán)節(jié)。教師在小組討論時，要做一名傾聽者，如果發(fā)生爭執(zhí)、事實錯誤、邏輯錯誤等，教師在合適的時機介入討論，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯誤，分析錯誤的原因，引導(dǎo)他們回到正確的討論軌道中來。

最后是討論的結(jié)束環(huán)節(jié)。小組討論結(jié)束后，教師要適當(dāng)?shù)貙π〗M討論的成果進(jìn)行總結(jié)和評價，同時還要做好后面學(xué)習(xí)或探究的鋪墊，教師的總結(jié)要能起到承上啟下的作用。

3.不斷反思，逐步優(yōu)化實驗

學(xué)生剛開始設(shè)計的實驗一般都是基于生活經(jīng)驗，較為粗糙，考慮不周，所以教師要引導(dǎo)學(xué)生通過對比各小組不同的實驗設(shè)計，反復(fù)理解知識的內(nèi)涵，同時反思各個實驗設(shè)計的缺陷，改進(jìn)實驗設(shè)計方案，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

比如在“二力平衡”的教學(xué)中，對于二力平衡條件的探究，開始時很多學(xué)生是根據(jù)生活經(jīng)驗“給物體施加大小一樣的力物體才靜止”來設(shè)計實驗：桌面上放上一個小木塊，研究水平面上木塊受到左右兩個水平力作用而靜止平衡。但在實驗中發(fā)現(xiàn)新問題：為什么木塊左右兩邊掛上相同鉤碼能靜止平衡，掛上不同鉤碼也平衡？實驗與學(xué)生的生活經(jīng)驗相矛盾，發(fā)生認(rèn)知沖突。教師引導(dǎo)學(xué)生回憶特殊情境：先掛左邊鉤碼，木塊還是平衡，為什么？這樣學(xué)生就明確了實驗中要去減小摩擦力、消除摩擦力，將木塊換成小車，再換成紙片，再將紙片架設(shè)到豎直的框架上，如此不斷地進(jìn)行試驗改進(jìn)、優(yōu)化，從而推動課堂知識的動態(tài)生成，使學(xué)生對二力平衡有著更深入的理解。

4.課堂實驗表現(xiàn)形式多樣化

實驗的表現(xiàn)形式需要考慮到實際情況，如果實驗器材能搬到教室，可以現(xiàn)場探究；如果需要生活中某一類較為龐大的物體，比如學(xué)生研究鋼琴琴弦的振動聲音時，鋼琴不能直接搬到教室里，可以讓學(xué)生拍成視頻或拍攝照片。

三、課后續(xù)探

物理實驗的探究不只是課堂的探究，課堂實驗活動結(jié)束了，但是知識沒有結(jié)束，思維沒有結(jié)束，我們可以把這些問題留給學(xué)生，帶出課堂，設(shè)計一些課外實驗，讓學(xué)生在課外完成。

1.課后探究生活化

物理來源于生活，生活中的相關(guān)物理現(xiàn)象有很多，課堂上不能對所有的物理現(xiàn)象進(jìn)行探究，需要課后繼續(xù)探索及應(yīng)用。比如在“物態(tài)變化”教學(xué)中，布置一些家庭實驗作業(yè)：幫助媽媽燒開水、利用家里的冰箱做冰塊等等；在探究油、醬油、水哪種物質(zhì)密度最大時，最好的方法是，趕快到廚房將油、醬油滴到水里觀察。

2.課后探究習(xí)題化

對于作業(yè)中出現(xiàn)的一些巧妙的、新穎的實驗，實驗中的問題不能想當(dāng)然，應(yīng)該親自動手操作，并將之與我們課堂上的實驗對比，這樣就能理解實驗設(shè)計的思路，加深對知識的理解。

3.課后探究創(chuàng)新化

課后探究是課堂實驗的延續(xù)，是更具有針對性、目的性、技巧性的創(chuàng)新體現(xiàn)，所以課后探究是對課堂實驗的再加工，是對課堂知識的再運用，要能綜合運用各種不同的器材，將各個器材的功能發(fā)揮得淋漓盡致，有讓人意想不到的效果。

4.課后探究拓展化

課后探究也是課堂實驗的拓展，不能只是簡單的重復(fù)，要將簡單的關(guān)系拓展成平面幾何關(guān)系或者立體幾何關(guān)系，從而提高思維的廣度和深度。

5.課后探究資源化

課后探究不是一個人的探究，要為學(xué)生建立一個資源庫。可以為學(xué)生建立一個群，讓學(xué)生將自己的課后探究拍短視頻或照片上傳到群里，讓大家討論，這樣也將教室延展到家庭，拓寬課堂的寬度，延伸課堂的長度。同時，教師將學(xué)生的探究下載下來，保存好，在習(xí)題課或復(fù)習(xí)課中選擇適當(dāng)?shù)囊曨l讓大家分析其中的利弊，提出優(yōu)化實驗的建議，避免炒冷飯，避免題海戰(zhàn)術(shù)。特別是對于復(fù)習(xí)課，根據(jù)遺忘規(guī)律，將以前的學(xué)習(xí)情境再現(xiàn)，能快速地讓學(xué)生恢復(fù)大部分記憶，并通過再次研究加深學(xué)生的理解、完善知識體系。

經(jīng)過幾年的實踐，復(fù)式實驗教學(xué)能有效克服現(xiàn)階段物理課堂的實驗教學(xué)的實驗單一、耗時等缺點，讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)共同經(jīng)歷圍繞同一個知識目標(biāo)的不同實驗，從一般物理現(xiàn)象中總結(jié)歸納新的物理概念或物理規(guī)律，從更真實、全面的實驗現(xiàn)象和討論中得出科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R，提高學(xué)生實驗設(shè)計、實驗操作和信息加工處理的能力，切實提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

責(zé)任編輯 李杰杰