淺議“非常規”實驗教學中存在的問題及對策

(江蘇省南京市金陵中學龍湖分校，江蘇 南京 211500)

1 非常規實驗的內涵

非常規物理實驗,是指主要利用學生熟悉的生活易得物品、材料、器具、人體或人體局部以及兒童玩具等開發進行的一類體現自創性、體驗性、趣味性、簡易性、生活化的物理實驗教學活動。與其相對應的是使用廠制正規的專門實驗器材開展的實驗教學活動,即所謂“常規物理實驗”。[1]

2 非常規實驗在初中物理教學中的重要性

《義務教育物理課程標準(2011年版)》明確指出：“除專門配備的儀器外，應提倡師生利用身邊的物品、器具、材料等進行物理實驗。”“這樣既可以拉近物理與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，又補充實驗課程資源，有利于增強學生的創新意識”。[2]非常規實驗與常規實驗相比，更加貼近學生的真實生活，更容易創設引人入勝的教學情境，[3]而且有利于學生動手能力和創新意識的培養，也體現了“從生活走向物理，從物理走向社會”的基本理念。

初中生正處于身心迅速發展的關鍵期，具有一定的生活經驗，同時對新鮮事物充滿了好奇，探索未知領域的愿望較為強烈，喜歡做實驗。教師在組織教學時，應以學生已有的知識與經驗為起點，以便于學生主動地探索知識。而非常規實驗取材于生活，學生相對熟悉，便于情境的創設，符合由易到難、由具體到抽象、循序漸進的原則，與初中生的認知結構和心理發展水平相適應。同時，由于非常規實驗資源的豐富性與生活化特點，更加有利于發揮學生的主體性，充分調動學生參與實驗的積極性，促進物理教學走向真實的生活。合理運用非常規實驗開展教學活動，有利于提高學生的學習興趣，提升科學素養。

3 非常規實驗教學中的存在問題及對策

在實際教學中,由于部分教師對非常規實驗理解的偏頗，或實驗設計不到位，對非常規實驗運用不當，分散了學生的注意力，致使教學效果并不令人滿意，甚至還可能影響正常的課堂教學，筆者將結合教學實踐就非常規實驗教學中存在的常見問題及優化方案談幾點淺見。

3.1 忽略可視化,演示效果差

在“流體壓強與流速關系”教學中，一位教師在課堂上演示了“自制噴霧器”實驗。將吸管從中間剪開，插入水中，用力吹氣。由于液滴較少，又無色透明，只有前排個別學生看到霧狀液滴的出現。

由于該教師未充分考慮實驗的可視化效果，故演示的效果不明顯,以致大部分學生根本看不到實驗現象。這樣的實驗是低效的，需要進一步改進。

解決方案：預先籌備，人人參與。

教師應提前布置任務，要求學生課前準備好本實驗需用到的小瓶、水、塑料吸管等物品。課堂上學生在教師的指導下用自己帶的生活物品進行“自制噴霧器”實驗，每個學生都能近距離地觀察到實驗現象。

對于器材比較小、演示效果不太明顯的非常規實驗，教師應提前做好籌備工作，預先列好器材清單，布置學生課前準備一些生活物品作為課堂上備用的實驗器材，確保課堂上人人動手參與。學生在擺弄自己帶來的生活物品的同時，能近距離地觀察到細微的實驗現象，親歷探究過程，體驗動手探究的樂趣。

3.2 重實驗數量,輕思維品質

一位教師在“大氣壓”新課教學中，演示了多個非常規實驗：“瓶吞雞蛋”實驗、易拉罐“變癟”(易拉罐裝入少量水，加熱直至出現大量白霧，撤去酒精燈，用橡皮泥迅速堵住罐口，觀察到易拉罐變癟)、礦泉水瓶變癟(礦泉水瓶注入少量開水，蓋上瓶蓋，搖晃瓶身，將水倒掉，迅速蓋緊瓶蓋，觀察到礦泉水瓶變癟)、吸盤“吸”在玻璃表面、吸盤互相吸住等等，令學生目不暇接、眼花繚亂。

這種做法的問題在于過分追求實驗的數量，事實上這些實驗屬于相似實驗，不必在同一節課上逐一演示給學生看。值得肯定的是該教師課前做了大量的準備工作，付出了很多心血。問題在于：學生雖過足了眼癮，卻無暇進一步地思考，學生的主體性并未得到充分發揮、參與度也相對較低，非常規實驗淪為教師的個人表演。

另外，將同類型的實驗一次性全部呈現給學生，反復刺激學生的感官，這種高強度的刺激反而會令學生的注意力不容易集中，[4]而習題課或復習課也就沒有新鮮的實驗可做，就很難再借助實驗吸引學生了。

解決方案：精選實驗、切忌繁冗。

在以上有關大氣壓的實驗中，“瓶吞雞蛋”“易拉罐變癟”與“礦泉水瓶變癟”三個實驗相似，只需擇其一，關鍵要引導學生充分經歷思維過程，把實驗的原理吃透。

在演示“瓶吞雞蛋”實驗后，可要求學生自己設計“使易拉罐或礦泉水瓶變癟”的實驗方案，且說明這樣設計的理由。學生通過參與實驗設計，將大氣壓知識與日常生活緊密聯系，加深了對知識的理解，同時也激發了學生思維的發散性、靈活性，變被動接受為主動思考。

要想非常規實驗在物理教學中起到“畫龍點睛”的作用，不在于“多”，而在于“精”。學生是實驗教學的主體而非“旁觀者”，教師應盡可能地調動學生的主動性，讓學生真正參與實驗設計、領悟實驗原理。

3.3 缺整體設計，置學情不顧

在“物體的浮與沉”第一課時教學中，一位教師在和學生交流討論“物體的浮沉條件”后，就立即將孔明燈、浮沉子、潛水艇、密度計等實驗和盤托出，而并未考慮到學生對“浮沉條件”需要經歷吸收、理解、消化的過程。

本節教學內容需要多個課時才能完成，這些小實驗需要在學生基本建立物體浮沉需要滿足哪些條件等相關認知后才能適時呈現，否則做完這些實驗后學生反而更加疑惑，這就適得其反了。

解決方案：循序漸進，適時呈現。

孔明燈、浮沉子、潛水艇、密度計等實驗不僅關聯浮力知識，還涉及力與運動的關系、密度、壓強等知識，學生理解起來比較困難。教師要統籌安排，整體設計，將這些非常規實驗巧妙地穿插到各個課時中，引導學生逐步在實驗探究過程中建構浮力等概念。

建議浮沉子以“小魔術”的形式放在“物體的浮與沉”第一課時的新課引入環節，激發學生的好奇心與探索欲。潛水艇可在“浮沉條件”新課中呈現，學生通過觀察潛水艇充水、排水，理解重力變化對浮沉狀態的影響，學會通過分析受力情況判斷浮沉?？酌鳠艚ㄗh安排在第二課時，學生通過學習，了解到通過對比物體和液體(氣體)的密度也可以判斷物體的浮沉，此時展示孔明燈，學生也就很容易解釋實驗現象了。密度計包含的知識較多，對綜合應用能力要求也較高，建議按照“綜合實踐活動”的方案單獨安排一課時，亦可利用密度計作為本章復習課的切入點。

對物理概念的理解、物理規律的掌握并非一蹴而就，教師要全局考慮，安排好非常規實驗的呈現時機，按照由淺入深、由易到難的順序，將非常規實驗滲透到各個教學環節中去。

3.4 問題欠設計，缺乏指向性

在“動能和勢能的轉化”的教學中，教師演示“會跳的小卡片”，將卡片對折，在開口的一邊剪兩個小豁口，套上橡皮筋。將卡片反過來壓平，迅速松手，小卡片跳起來，實驗效果很明顯。

師：小卡片為什么會跳起來？

生：因為彈力。

生：因為有橡皮筋……

該教師的提問缺乏規范性、指向性以及梯度性，學生不知道從哪個角度去思考，回答也就比較隨意。實驗現象明顯固然重要，但能讓學生通過有趣的實驗現象思考其背后的原理、能運用相關的知識解決實際物理問題則更加重要。

解決方案：問題引領、啟發思考。

針對以上實驗，可設計以下問題。

問題1：此過程涉及哪些能量？

問題2：卡片在跳動時具有什么能量？卡片的動能從哪里來？此過程中的能量轉化情況如何？

問題3：卡片在上升的過程中，能量的轉化情況如何？

教師在教學設計時，不僅要關注實驗效果是否明顯，還應立足學生的認知水平，精心設計問題。通過交流與討論，引導學生積極思考實驗現象背后的物理原理，讓學生真正參與到實驗教學活動中。

4 結語

非常規實驗教學若運用恰當，能調動學生學習物理的積極性、主動性，提升實驗操作技能、科學思維能力等，提高課堂學習效率。因此，物理教師應深刻領悟課程目標，準確把握學情，恰當、適時地采用非常規實驗教學，以達到事半功倍的效果。