匡志海
(江蘇省常州市新北區孟河中學 213129)
筆者結合常態化的實驗教學中,發現大家非常容易忽略的幾個環節,而這些環節的忽略很容易失去實驗本身的價值和意義.為此,筆者結合多年的教學,總結以下幾點:
實驗探究本身為了探究而探究,而是基于生活或觀察到的現象、問題、困惑而基于的問題進行探究.比如,在凸透鏡成像規律的環節,很多老師就直接開門見山來探究凸透鏡成像規律,而學生卻不知道為什么要探究,也不知道具體要探究什么?這樣的探究很容易讓學生摸不著頭腦,也很容易失去探究的欲望.為此,我們可以還原實驗探究的前奏,讓學生在探究體驗中發現“凸透鏡成像可能是有規律可循的”這一問題.
比如,我們在上課前,可以給每個學生發一個凸透鏡,讓學生去看一下,看看書本上的字,看邊上的同桌,再看看遠處的景物(試著改變凸透鏡到被觀察物體的距離).在體驗完成以后,我們再請學生談談他們看到的現象,追問學生,你覺得看到不同像的原因是什么?此時,學生就發現,剛才我們的體驗,其實是在用焦距相同的凸透鏡觀察物體時,改變了物距,從而形成不同的像.那么凸透鏡成像時,物距和焦距的大小關系對成像特點有什么具體的影響呢?這樣的探究是基于學生親身體驗而生成的,生成的不僅僅是所有探究問題的順勢導出,更凸顯出“控制變量法”思想的隱性存在.
實驗是基于真問題而探究的,這種探究不僅激發了學生的興趣,更啟發了學生的思維,激活了學生的參與度.基于“真問題”的探究不僅可以非常科學合理的啟發學生的參與度,更能助推學生探究能力的全面提升.
實驗中有很多細節設計、操作都是有其特定的意義與價值的,這些細節將開啟學生實驗分析能力、設計能力的提升,而這些能力的提升并不是一蹴而就的,而是需要長期訓練、積累而成的,為此,我們需要在實驗教學、實驗探究過程中,把握好真細節,將實驗的過程、體驗的過程還原給學生,從而實現實驗細節的價值突破.
比如,在探究水的沸騰特點的實驗過程中,我們一如既往的像在家里一樣燒開水,這個過程如果還原給學生的話,我們從表面上看好像是損失了課堂上的時間,但是,從根本上分析,其實是獲取了實驗細節的價值.在課堂上,我們可以給學生以下備選器材供學生選做
被加熱的水:A.開水適量 B.溫水適量 C.涼水適量
用于加熱的燒杯:A.250ml燒杯 B.50ml小燒杯
C.250ml加蓋燒杯 D.50ml加蓋小燒杯
如何縮短加入的時間:A:用少量水 B:加蓋子
C:用外焰加熱 D:用用熱水加熱
將實驗器材的選擇權和實驗細節的注意點還原給學生去思考和體驗,在失敗中發現很多細節的重要性和必要性,這時不同小組的學生在參與實驗的過程中,會因為器材的差異出現實驗成敗的差異,有部分學生會收集不到實驗數據.此時,我們再次和學生分析,器材選擇和部分細節注意點的關鍵所在.此時學生可以發現,我們在實驗中選擇少量的開水做實驗,可以大大縮短實驗的時間,加上蓋子,效果更理想,如果用熱水等,效果更是顯而易見.
實驗數據、實驗現象的采集與分析是學生實驗技能力提升的一個關鍵點,這個點需要教師在課堂的實驗教學過程中充分還原給學生一個思考的過程,更需要啟發學生對實驗數據或實驗現象進行真正的分析,這種分析將幫助學生學會對數據和信息進行深入的分析和對比.分析的過程是思維真的深入的過程,也是學生思維能力提升的關鍵點,為此,我們需要從兩個方面還原學生的分析過程.
1.分析留白.所謂的分析留白就是教師要給學生思維的空間和時間.教師對學生即將分析的內容是了如指掌的,但是對于學生而言是一片空白,面對這種現象,學生的分析就是給學生足夠的時間來保障他們的分析.空間是要教師保障每個學生都能參與其中,在學生之中,存在著一定的差異,不是每個學生都能分析出較為正確的答案或者把握正確的分析方向,此時我們要還原學生相互交流討論的機會,讓每個學生都能參與分析,采用“兵教兵”的形式促進學生分析能力的全面進階提升.
2.分析引導.對于部分有難度的分析,我們教師需要采用問題導向的方法來引導學生的分析,這種方法可以教會學生掌握基本的分析方法,明確分析的方向,促進學生分析能力的逐漸提升.比如,在下面是2015年南通市中考34題實驗題的第三第四問題,一組數據的分析過程中.
例題:探究“電流與電阻關系”的實驗中,提供的器材有:電源(電壓9V)、電流表、電壓表、滑動變阻器R、電阻箱R0、開關及導線若干.

(1)、(2)(3):略

(5)連線時發現有一個錯誤數據點,反思產生原因,小明回憶是某次將R0的阻值由Ω變換為錯誤數據點對應阻值時,未調節滑片P就讀取電流而造成的.
結合這個問題,我們教師就可以提問以下幾個問題
問題1:錯誤的點是哪個?
問題2:這個點告訴我們R0等于多少?
問題3:此時,電流是多少?
問題4:你能否列出等式求出此時滑動變阻器的阻值嗎?
問題5:在上一組實驗操作時,滑動變阻器的阻值是不是也是這個值?
問題6:上次的實驗操作是否正確?
問題7:如果正確,說明定值電阻兩端的電壓為多少?
問題8:電源電壓知道嗎?
問題9:現在知道將R0的阻值由Ω變換為錯誤數據點對應阻值的.
有了這些問題的導引,學生順其自然的將問題順勢而解,教師再留一部分時間給學生進行消化和獨立解答,答案就顯而易見了.在此,學生不僅順利解答出了正確答案,也學會了如何分析這么一道壓軸題,在分析的過程中,學生的思維循序漸進的,學生的感悟也是深刻的.
實驗的評價也是一項真實而有效的實驗過程,在常態的教學過程中,由于時間問題,很多教師在這個環節往往是一帶而過,或者等到習題講評時再去評價.其實,實驗的評價需要兩個關鍵要素.第一就是評價的及時性,因為評價是基于實驗操作的整個過程而評價的,學生在剛剛參與好實驗以后,才能發現實驗的不足或亮點所在,在這個過程中,我們需要對相應的實驗馬上進行分析,因為,過來這個時間再去評價的話,又是紙上談兵、空對空了.第二就是真實性,基于我們實驗的要求、目的、原理等,實實在在去分析實驗的各個細節、本質等,客觀公正的評價實驗過程中的不足與亮點,只有這樣,才能進一步揭秘實驗的本質,也才有可能進一步完善實驗.比如,我們在探究聲音是否能在真空中傳播時,我們就可以激發學生對實驗的評價,從而建構新的認知.

比如,我們給學生做真空能否傳聲的實驗中,我們準備好如圖所示的真空罩、電鈴、抽氣筒等實驗,在將發聲的電鈴放進真空罩中,慢慢的抽氣.此時我們就采用下面的問題鏈來解決.
問題1:你聽到聲音變化了嗎?
問題2:聲音變小了說明了什么?
問題3:這個裝置好不好?
問題4:為什么不好?最好達到什么效果才是較為理想的?
問題5:既然不能夠改進,我們可否根據現在的現象進行推理?
問題6:如果我們再怎樣做?可以進一步證明我們的猜想是成立的?
這樣的現場分析、隨即追問、立刻啟發,就進一步讓學生參與度實驗的評價過程中,并在評價的過程中,啟發學生思考,如果怎么操作,可以證明猜想,學生很快會想到往真空罩里放氣,如果聲音越來越響,就證明猜想的正確.
實驗,是中學物理學習過程中最主要的學習手段和學習工具,在此,我們必須高度重視實驗的各個環節,充分還原實驗本身的價值和意義,讓學生在深入實驗操作與探究的過程中,也深入思維、深入思考,最終讓實驗的思想成為學生固有的科學素養,成就物理學習的同時,也成就快樂的成長.