在教學做合一中滲透“情感—交往”

摘 要：演示實驗是教師在物理教學過程中必備的教學手段，學生通過對演示實驗的仔細觀察與分析，可以理解其中的物理原理.但部分演示實驗在實驗效果上稍有缺陷，加上學生不能動手參與，從而造成學生被動學習的場面.教師要以演示實驗為抓手，通過師生的情感交流來引導學生發散思維，培養學生自己動手去制作實驗器材，在制作過程中發現學生的思維亮點，鼓勵學生的實驗創新，師生在相互學習的過程中達成教學相長.

關鍵詞：演示實驗;師生交流;器材制作;情感交往;教學相長

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）06-0029-04

作者簡介：江寧（1970-），男，江蘇南通人，本科，中學高級教師，江蘇省特級教師，研究方向：科學方法、教學做合一、情感教育等方面的教學研究.

1 問題的提出

在傳統的物理課堂教學中，教師通過演示實驗來傳授物理知識并概括知識要點，學生在無法親自參與的情況下對所學的物理知識只能被動地接受，機械的記憶方式使學生對知識的運用也大體處于模仿階段.如果教師在演示實驗的基礎上，以師生的情感交流為渠道，鼓勵學生對實驗推陳出新，通過自制實驗器材來主動進行實驗，那么課堂教學將達到事半功倍的效果.

下面，筆者以初中物理“熱機”一節中的實驗為抓手來探討教師如何通過情感交往、實驗創新來達成教學相長.

2 熱機壓縮沖程與做功沖程的實驗演示

2.1 熱機的能量轉化原理

機械能與內能可以相互轉化，做功是改變物體內能的一種方式.如圖1所示，熱機完成一個工作循環需要經歷四個沖程，第二沖程為壓縮沖程，通過活塞壓縮氣體來對氣體做功，活塞的機械能轉化為氣體的內能，氣體因內能增加溫度升高從而達到燃料的著火點;第三沖程為做功沖程，通過火花塞點火或燃氣高溫自燃，使汽缸內高溫高壓的燃氣爆炸后對活塞做功，燃氣的內能轉化為活塞的機械能[1].

2.2 熱機壓縮沖程的原理演示

教師在課堂上利用演示實驗：如圖2所示，準備一只空氣壓縮引火儀，將少量硝化棉放在引火儀中，蓋上蓋子密封，用手迅速敲擊引火儀的手柄，引火儀的活塞壓縮空氣使氣溫迅速上升至硝化棉的著火點，從而看到硝化棉燃燒.教師利用此實驗可以演示熱機壓縮沖程的原理.

在實驗過程中，雖然有硝化棉燃燒的火光，但燃燒的火光只有瞬間，而且燃燒時沒有爆炸聲，讓觀察者有非常不過癮的感覺.另外，實驗儀器與所用的硝化棉不是常用品，學生課后不能在家里進行再次實驗.

2.3 熱機做功沖程的原理演示

教師在課堂上利用演示實驗：如圖3所示，在透明塑料管的底部鉆一個孔，將電子打火器的放電針管緊緊地塞進孔中，向管中滴入幾滴酒精，再將管口用塞子塞緊，然后按動電子打火器的按鈕，酒精蒸氣被點燃，學生此時可以看到管內發生爆炸現象，并把管口的塞子推出來.教師利用此實驗可以演示熱機做功沖程的原理.

因爆炸的危險性，此實驗不方便學生在課堂上進行分組操作，由于實驗用的電子打火器在市面上、家庭里已幾乎缺失等原因，學生課后也不能在家里進行再次操作.

3 教師在課上拋磚引玉

教師的演示實驗雖然成功，學生的觀察也算目不轉睛，但最大的遺憾在于學生不能動手參與，而且瞬間的實驗現象讓學生意猶未盡.但是教師可以在課堂上巧妙地抓住學生的好奇心理，通過師生交流讓學生產生對現象的懸念和要動手的渴望.下面是課堂上一段精彩的師生對話，“情感—交往”的教學方式增添學生的自信心.

教師：同學們，這么好玩的實驗，大家想不想都來試試？

學生：想.

教師：但學校器材有限，而且實驗中的爆炸也具有很大的危險性，真不適合大家分組操作.

學生：吁……（唏噓聲）

教師：老師在做學生的時候，也像你們現在一樣，想自己動手實驗，也是因為實驗器材的配備不足，沒法自己動手.但老師不死心，想辦法用火柴替代了書本上的燃料，并且自己動手，制作了一把“手槍”.

學生：啊！（非常好奇）給我們看看.

教師：當時，老師利用鐵絲、舊散裝鏈條、螺釘、橡皮筋等器材制成一把“火柴槍”，將火柴頭作為燃料密封在槍頭，借助橡皮的彈力讓鐵絲撞針來撞擊燃料，瞬間就會發生爆炸，爆炸的威力可把火柴梗打出兩、三米遠.（如圖4所示）

學生：能不能教教我？

教師：現在，由于這種器具已經被公安禁用，大家不要去模仿自制.但大家可以按照這個原理，回家自制合法的實驗器材.

學生：是否可以對書本上的實驗進行改進？

教師：當然可以，而且要鼓勵創新，建議大家課后以小組為單位，集思廣益，創造發明.同學們，現在的產品好多與一百年前在物理上的基本原理相同，但經過幾代人的更新，這些產品變得更加合理、方便.現在，人們對產品的更新仍在繼續.可以預見，未來的產品會更加節能、合理、方便、美觀.

教師以巧妙的點撥、關愛式的交流、情感的互動，激發學生學習的熱情，自制器具成功與否的懸念促使學生去鉆研、探究、創新.

4 學生在課后推陳出新

4.1 第1小組的作品：火柴炮

材料準備：長7cm、寬2cm、厚0.5cm的鐵板2塊，M6（5cm）鐵螺釘3根，M6螺母4只，M14螺母一只，橡皮筋4根.

制作過程：（1）將兩塊鐵板的兩側各打穿一個小洞，讓鐵螺釘能穿過;（2）將一塊鐵板中心打穿一個小洞，讓鐵螺釘也能穿過;（3）在另一塊鐵板的中心再打一個大小相同、深度為0.3cm的洞槽.在兩塊鐵板的兩側穿入鐵螺釘，用螺母固定住.將M14螺母焊接在M6螺釘的頭部作為器材的撞針尾，然后將螺釘尖部作為撞針頭穿入鐵板的中心，用橡皮筋將撞針尾部扎好，注意整個撞針要能靈活地來回活動（制作過程中的打孔與焊接，均請家長幫忙）.

實驗演示：把火柴頭上的紅磷燃料輕輕刮入器材的洞槽中，通過橡皮筋使器材中間的撞針將燃料壓緊.在空曠的硬地面上，用力將器材的撞針尾部撞擊地面，可聽見劇烈的爆炸聲，同時聞到燃料燃燒的氣味，用手觸摸撞針的頭部，明顯有發熱的感覺.具體裝置示意圖如圖5所示.

4.2 第2小組的作品：火柴炮

材料準備：長10cm、寬2cm、厚0.5cm的木條2根，大螺母一只，長鐵釘一根，橡皮筋3根，少量焊錫.

制作過程：（1）將焊錫燒熔倒入大螺母中，在焊錫將要凝固時，用長鐵釘在焊錫中央開一個與鐵釘差不多粗細且深0.3cm的小洞;（2）冷卻后用兩根木條夾住螺母，木條兩端與中央分別用橡皮筋綁住;（3）將長鐵釘穿過器材上部橡皮筋間的縫隙并在橡皮盤上旋繞兩周，頭部作為撞針可靈活地插入焊錫的小洞中.

實驗演示：同第1小組的作品演示，具體裝置示意圖如圖6所示.在教師的建議下，本小組對實驗裝置進行改進：在實驗器材的尾部系上一些尾須，實驗時向上拋出器材，由于器材重心向下的原因，最終肯定是撞針先著地，從而使燃料受壓爆炸，向上拋得越高，撞擊地面越強烈，實驗效果越明顯.適當增加燃料量，爆炸效果更好.

4.3 第3小組的作品：水火箭

材料準備：2.5L可樂瓶2只、圓錐形瓶蓋一只、橡膠塞一只、自行車氣門嘴一根、20cm×20cm軟泡沫板一塊、塑料膠帶若干.

制作過程：（1）將一只可樂瓶的瓶底剪掉;（2）將另一只可樂瓶頭、底都剪掉，一端開口處套上圓錐形瓶蓋，另一端開口套在第一只可樂瓶的瓶底剪掉處;（3）將橡膠塞削減成可樂瓶口大小，中間開通氣孔，把氣門嘴底塞入孔中;（4）所有接口處均密封，這樣火箭身制成.根據教師的建議，學生在火箭的尾部裝上4小片泡沫板作為尾翼.

實驗演示：在箭身的飲料瓶里裝入不超過1/3的自來水，塞緊橡膠塞后倒放在鐵架臺上，將打氣筒接在氣門嘴上打氣.等飲料瓶里的氣壓足夠大時，橡膠塞被沖開，自來水從瓶嘴噴出，火箭反向拔地而起.具體裝置示意圖如圖7所示.

4.4 第4小組的作品：酒精雷

材料準備：空塑料藥瓶一只、廢舊打火機一只、軟、硬導線各一根，無水酒精少許.

制作過程：（1）在藥瓶下方的左右各開一小孔;（2）取兩根5cm長的硬導線，兩端剝去塑料皮，將一端磨尖，分別將尖端塞入藥瓶的兩個開孔中，兩線尖端靠近;（3）取出打火機中的壓電陶瓷，將它的兩極分別與兩根軟導線相連;（4）再將兩根軟導線的另一端分別接在藥瓶外的兩根硬導線上.用手試著壓幾次壓電陶瓷，藥瓶內兩根硬導線的尖端有放電現象.

實驗演示：用大力鉗夾住藥瓶底，在瓶內滴入幾滴無水酒精，蓋上瓶蓋，用手壓一下壓電陶瓷，瓶內的酒精蒸氣被點火發生爆炸，爆炸氣體迅速推開瓶蓋.具體裝置示意圖如圖8所示.

從整個制作環節來看，各小組學生在教師的啟發下，相互協作、集思廣益，不斷將作品升級，教師在與學生交流的過程中不斷反思自己的教學，正如陶行知先生所希望的：教師在“做”中教，學生在“做”中學.

5 學生的學習進階

傳統的教學理念認為：學生坐在課堂上背口訣、背公式、寫作業，這才叫學習，但這種機械式的學習方式最終只能培養出缺乏靈感的考試機器.“布魯納認知—發現學習理論”認為：人天生是愛學習的，只不過他們的學習方式建立在興趣與感悟的基礎上.在“情感—交往”的基礎上，教師負責搭建可供學生自由發展的腳手架，讓學生發揮潛能，讓所有學生都研有所思，學有所獲，優秀生能吃得飽，學困生也能吃得消，中等生更能“跳一跳摘桃子” [2].教師借助情感的平臺，在向學生傳授知識的同時，培養學生的動手能力和創造能力，以此發現學生的閃光點，并通過不斷肯定學生的方式來促進學生的發展;教師通過交往點燃學生求知的欲望，并為學生搭建自我成功的舞臺，讓每一個學生的潛能都得到充分發掘，學生在反復被激勵的過程中知識得到鞏固，思維得到發散，個性得到張揚，從而促成學習進階.在學生進階的同時，教師的教學能力也水漲船高式地得到相應提升.

6 幾點感悟

陶行知先生的“教學做合一”教育思想認為：學生知識的形成過程，不是被動地接收，而是要讓學生在實際操作過程中理解知識.在“做”的過程中，良好師生關系的建立離不開師生的教學互動，學生學習情感的孕育、學習興趣的培養、學習主動性的調動，離不開師生的“情感—交往”.

師生的“情感—交往”為學生的實驗創新構建嶄新的階梯.學生運用已有知識創造性地解決問題、通過創新思維發現新事物，是當今創新教育的主題.在師生交往過程中，學生得到教師的充分信任，敢于在觀察中思考、在制作中創新，新意識、新思維、新方法、新技能應運而生.

師生的“情感—交往”為學生的能力培養提供動力.學生能力的提升只有在實踐過程中才能得以實現，解決實際問題的能力恰恰又是一個人在實踐活動中展示綜合素質的一種體現.在師生交往的過程中，學生得到教師的幫助，克服學習過程中的種種磨難，通過化曲為直，積極、主動、愉快地去鉆研，從而使能力依托著興趣成級數式的增長.

師生的“情感—交往”為學生的思維拓展架設橋梁.知識進階的最終目的是為了思維進階，而思維進階反過來又對知識的更新起到促進作用.在師生交往的過程中，學生得到教師的鼓勵，敢于質疑、敢于猜想，知識由點到面再到體在學生腦海中形成完整的思維體系，學生在系統掌握知識的同時，又活躍思維、拓寬思路.

師生的“情感—交往”為學生的自我展示搭建舞臺.教師在教學中，注重利用學生的成就感所帶來的積極體驗來促進學生的學習，并使學生獲得精神上的滿足和享受，是當代國內外課堂教學改革的一個重要特征.在師生交往的過程中，學生得到教師的贊美，時刻發現：我行、我很行、我非常行，主人翁意識得到提高，自豪感和自尊感油然而生.

朱小蔓教授曾經說過：“正因為積極的、有導向性質的情感運動，教學活動才不僅具有傳遞人類民族文化遺產的功能，而且成為培養個性精神的過程[3].” 離情而教、缺情而做，不能算是教;背情而學、失情而做，不能算是學.因此，教學過程中有了情感，教育功能才能顯實，研討氛圍才能顯趣，活動全貌才能顯真，教學成果才能顯新.

參考文獻：

[1]劉炳昇，李容.義務教育教科書物理（九年級上冊）[M].南京：江蘇鳳凰科學技術出版社，2012.

[2]李光宇.基于“學習進階”理論的物理習題教學策略[J].教學月刊·中學版（教學參考），2016（Z2）：31-35.

[3]朱小蔓.情感教育論鋼[M].北京：人民教育出版社，2007.

（收稿日期：2020-11-20）