自主實驗：賦予學生正確的體驗方式

宋定飛

摘 ?要：實驗教學是培養學生科學探究、科學方法的重要生長點。物理教師踐行生本教育，突顯以生為本，構建良好的實驗環境，通過任務清單把學生引到實驗教學中，通過問題導向、自主探究、評價激勵，開拓學生思路，增進學生科學探究能力，提升學生核心素養。

關鍵詞：生本教育；自主實驗；正確體驗

美國課程改革專家格蘭特·威金斯、杰伊·麥克泰格在《追求理解的教學設計》中再三闡述“理解永遠不能通過‘灌輸實現”的理念，為此還引用世界著名教育家杜威的話加以強調：“沒有任何觀點可以作為觀點從一個人傳授給另一個人。當觀點說出來的時候，對講述的對象來說，它將是一個給定的事實，而不是作為一個觀點。觀點需由通過操作行為加以檢驗。它們將引導和組織進一步的觀察、回憶和實驗?！盵 1 ]

作為物理教師，應該營造良好的實驗環境，突顯以生為本的理念，構建自覺主動的學習場，引導學生間相互合作、相互交流、相互鼓勵、相互探究，共同制定計劃、進行實驗、分析實驗、評估實驗，拓展實驗教學思路，擴大實驗內容，增加實驗探究機會與平臺，以促進學生智力的生長和創造性的發揮，進一步加強知識的建構和實踐能力的培養。

平常的精講多練只是學習初級階段，然而教學若只停留在這個階段，就很難深化并內化成學科素養。如何在純粹知識與現實問題之間建立密切的聯系，引導并指導學生建構物理知識系統，是建構性教學重點關注的問題。張建偉教授指出了知識建構的三種路徑 [ 2 ]：

（1）活動性學習：即通過個體與客體的相互作用，通過活動實現的知識經驗的增長。

（2）觀察性學習：即個體通過對其他人與客體的相互作用（即活動）過程的觀察而實現的知識經驗增長。

（3）符號性學習：充分的溝通和合作對知識建構具有重要意義。這是人類特有的高級的學習活動，人類文化之所以得以繼承和發揚光大，主要依賴于符號性學習。

實驗教學就是這三種學習方式的集成，只要教師賦予學生正確體驗的力量，就能將知識傳遞模式轉變為知識建構模式。陶行知先生說：“行是知之始，知是行之成?！背赃^糖才知道糖是甜的，親自實驗才知道實驗的價值。引領學生主動實驗、自覺實驗，在實驗中學會觀察、探索，在現象中領悟到物理原理，學會動手操作，學會質疑問題和解決問題，學會分析數據，真正找到正確體驗的力量所在，正是我們實驗教學之目的。

下面以初中物理滬科版九年級“測量電功率”實驗教學為例，談談如何引領學生自主實驗，從中感悟到體驗的正確方式。

1 ?體驗目標，把學生引進來

目標是行動的指南，學習目標可以指引學生前行，實驗導學是落實學習目標的重要途徑。教學實驗內容時，教師做好精心備課，依據實驗教學的重點和難點，制定實驗探究思路導圖（表1），把學生引進到實驗探究中。

“測量電功率”導學案中，設計任務導學，讓學生明確學習目標，了解實驗探究重點和要探究的內容，有利于幫助學生學有所思、思有所動、動有所悟，悟出實驗教學的真實，懂得實驗課堂要做什么，要達成什么目的。設計內容導學，提出實驗探究目標清單，明確實驗探究內容：呈現測電阻的原理、過程和方法，引導學生了解測電功率的原理、過程和方法；學會儀表的正確使用，掌握實驗原理，會設計實驗測定小燈泡的電功率，清楚通過實驗探究鞏固和理解電功率的概念。設計情境導學，演示生產生活中的物理現象，讓學生品味到生活中的物理原理，引起學生進行物理實驗探究的興趣，讓學生感受到物理就在身邊。導學案中滲透實驗方法的應用，讓學生在實驗前感悟實驗思想和科學方法，做到胸有成竹，有利于激發學生的實驗探究動力，提升實驗成效。

導學案明確完成時間，適時進行展示交流，從而引領學生先學后做，把思想轉入到實驗探究當中來，集中精力關注實驗探究，達到任務驅動的效果，明確實驗要求和規矩，提出實驗操作規程和儀器使用方法，讓學生知道實驗中要團結協作，形成實驗自主和自覺，有助于學生形成良好地實驗習慣和責任擔當精神。

2 ?體驗問題，把學生帶起來

著名教育家陶行知有一名言：“發明千千萬，起點是一問。禽獸不如人，過在不會問。智者問得巧，愚者問得笨。人力勝天工，只在每事問?！彼季S永遠是由問題開始的[ 3 ]。“科學和知識的增長永遠始于問題，終于問題——越來越深化的問題，越來越能啟發新問題的問題[ 4 ]。”由問則疑，由疑則思，問題會把人帶入思考的境界，帶入探索的境地。教學“測量電功率”時，依據教材內容設計相關問題（表2），相較于平輔式的講授，可以讓學生一邊發現問題，一邊解決問題，在問題中尋找規律、驗證規律，獲得知識的成長，學習科學解決問題的思路和方法。

問題的提出要具有科學性、可行性，能在探究中得到解決，不要盲目，不要為提問題而提問題。提問題的方式要具有多樣性、靈活性，問題可以故設懸念、拋磚引玉，可以聯想啟智、層次遞進，由淺入深，環環緊扣，通過問題帶給學生學習的樂趣，思考的空間，促進學生深度學習，主動探究。

3 ?體驗探究，讓學生動起來

科學探究是物理教學的一個重要組成部分，是發展學生學科核心素養的關鍵點，可以幫助學生建構科學知識，理解科學知識，促進學生實踐能力的發展；幫助學生形成良好的科學探究思維方法和正確的科學態度。探究之前，充分發揮網絡資源豐富的優勢，組織學生觀看仿真實驗，學習實驗操作流程，了解實驗操作步驟；鼓勵學生居家模擬實驗，激勵學生大膽探索和償試，學會設計實驗思路和準備相關實驗器材，增加學生對實驗的感性認識，提升獨立實驗能力。組織學生課堂合作探究，遵循科學探究步驟，通過科學探究獲得物理規律和結論。實驗探究中，教師要學會放手，敢于放手，引導學生敢于質疑，親歷探究，懂得探究，在探究中促進科學思維和科學方法的增長。

教學“測量電功率”時，可以先組織學生觀看希沃課件，對測電功率有一個初步認識。實驗時，以小組為單位，指導學生制定實驗計劃，內容有實驗原理、實驗步驟、電路圖、記錄表格。設計完畢，請各小組代表分享設計思路，教師幫助指導并糾正。接著組織學生根據設計的電路圖連接電路，認真檢查電路沒有錯誤后，引導學生按步驟進行實驗，特別提醒同學們注意觀察燈泡亮度變化時，各儀表的示數變化情況，并及時做好記錄；分析數據，分別計算出小燈泡相應的功率，比較小燈泡亮度與實際功率的關系。學生實驗時，要求完成實驗報告記錄單，歸納分析得到相關結論，學會分析實驗數據和實驗誤差；教師要加強檢查指導，提醒學生間相互幫助，相互配合，讓每個同學都參與到實驗探究中來。

4 ?體驗激勵，讓學生樂起來

蘇霍姆林斯基說：“成功的歡樂是繼續學習的一種動力?！盵 5 ]教師的“激勵”評價會調動學生學習欲望，提升思維活躍程度，增進學習動力。在實驗教學中，我總是堅持一個原則：多表揚少批評，多激勵少指責，經常走下講臺，走近學生，用關愛的語言幫助和詢問學生，用科學的思維和方法進行糾錯，規范學生操作行為，讓學生在愉悅的課堂中快樂成長。

（1）評價激勵學生。在學生設計實驗的過程中，讓兩位優秀的學生分組進行檢查，檢查學生的設計情況和優缺點，接著讓學生點評，提供給學生表現的機會，突顯學生的組織管理和經驗交流能力。針對實驗的過程管理，制作積分評價表，實行組內比賽，組間競賽，對學生每完成一個項目就進行積分，既督促學生完成實驗，又幫助學生學會自我評估，懂得哪些做得好，哪些做得不好，激發學生的創新思維和潛能，增添學生實驗的動力和創造力。

（2）捕捉學生亮點。在學生探究時，要觀察學生的實驗態度，因分小組進行合作探究，容易顯示出學生優點，也容易暴露出學生的缺點，有的學生認真負責，有的學生隨便應付，教師就要及時提出；要關注學生的實驗過程，內容涉及連接電路的正確性、操作步驟的程序性、記錄數據是合理性、整理儀器的規范性等等，對做得好的要及時表揚，激勵學生更進一層；要關注學生合作效果，可以每小組各安排一人交叉檢查，把檢查結果和捕捉到的亮點告訴老師，由教師統一點評。

（3）診斷評估反饋。反饋的目的在于掌握實驗成效，查缺補漏。實驗結束，一方面利用網絡評價平臺，以客觀題的形式進行問卷調查，內容有：實驗原理懂了嗎？電路圖會連接了嗎？儀表會使用了嗎？數據會分析了嗎等？軟件評價方便快捷，便于統計分析，及時掌握學生實驗情況。另一方面進行書面測評，內容有：畫電路圖，連實物圖，分析實驗故障等；還可以進行實驗操作測試，考查學生實操能力，同時約束學生平常加強規范練習。

5 ?體驗思路，讓學生“富”起來

實驗探究可以培養學生觀察、思維、分析等能力，在教材已有實驗內容的基礎上，對實驗進行創新，將有助于開拓學生視野，活躍學生思維。創新實驗的方式有：改變實驗器材更新實驗思路，改變條件更新實驗方法，擴大實驗內容豐富實驗內涵。通過創新思路來提升實驗功能，不僅讓學生得到更多地親身體驗，還豐富學生學科知識，掌握更多解決問題的方法，深度學習相關物理原理和規律，加深對科學方法的靈活運用。學習“測量電功率”后，借助已掌握測電功率的方法，創新實驗方法，開拓實驗思路，幫助學生提供更多體驗和感悟。

思路拓展一，用伏安法測電功率與伏安法測電阻相比較，異同點各有哪些，特別是數據處理上有什么不同；用小燈泡代替固定電阻，為什么電流、電壓圖像是曲線而不是直線？讓學生列表對比，用坐標分析，從中找到問題的本質所在，拓展了學生的解題思路。

思路拓展二，掌握特殊方法測電功率。從測電功率原理入手，如P=UI、P=W/t，幫助學生弄清楚需要測量的物理量。一是依托家庭電路改變測定方法，利用鐘秒和電能表測電功率。借助媒體演示，從PPT演示文稿的仿真實驗中初步掌握該方法，悟出該方法測電功率的操作步驟和注意事項；組織學生用該方法測電功率，學會連接家庭電路，并學會讀電能表和利用電能表的銘牌和電能表表盤的轉數計算電能；該方法的使用，既培養學生的生活物理思想，又培養學生敢于質疑和思考分析能力。

思路拓展三，改變實驗條件測定小燈泡電功率，如只有電壓表或電流表的情況下，讓學生思考：用一個定值電阻代替電壓表，或用一個定值電阻代替電流表測小燈泡電功率的方法，引導學生大膽的猜想和嘗試實驗，讓學生吸收更多的營養，正是學科核心素養培養之所需。

綜上所述，都是在踐行杜威的“從做中學”的教學基本理論，也是對“一切為了學生，高度重視學生，全面依靠學生”這一生本教育核心理念的具體化落實，強調把“教”轉化為“學”，轉化為“玩”。樂玩的是智慧游戲，獲得的是知識建構。自主實驗能力的培養無論是對社會發展、實驗創新，還是對促進個人成長，都有積極的重要作用。物理教師要落實以生為本，加強學生實驗引導，讓學生自覺主動實驗，從中體驗學習樂趣，幫助學生在科學探究等方面的能力得到提升，科學態度和責任擔當意識得到加強。

物理學家馮·勞厄（諾貝爾獎獲得者）就曾說過：“教育給予人們的無非是當一切已學過的東西都忘記后所剩下來的東西?！?[ 6 ]課堂上所學物理公式、具體知識可能被絕大多數的學生忘記，但物理觀念、科學思維、科學方法、科學態度與責任等學科素養一定能夠長久地被學生終身持有并受用?！八Ｏ聛淼臇|西”是什么？就是學科素養，這是從正確體驗方式中獲取的。因此，教師應當引導并指導學生親身體驗、主動探究，有效地建構知識體系，正如格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格所論斷的：“沒有恰當的體驗，只是分享自己對世界的理解和情感，注定要以失敗而告終[ 1 ]259”。

通過學生自主實驗，在實驗中應用知識，體驗實踐，只要以《義務教育物理課程標準》為綱領性指導，以學生終身發展為根本，以學生正確體驗為可行性方式，就能為提高學生的科學探究能力創新性地探索一條可復制的教育教學路徑。

參考文獻：

［1］ 威金斯，麥克泰格. 追求理解的教學設計[M].閆寒冰，宋雪蓮，賴平，譯.上海：華東師范大學出版社，2022：225.

［2］ 張建偉.知識的建構[J].教育理論與實踐，1999（7）.

［3］ 靳乃錚.啟發式教學[M].西安：陜西人民出版社，1984：44.

［4］ 波普爾. 猜想與反駁[M].沈恩明縮編.杭州：浙江人民出版社，1989：84.

［5］ 張莉. 即時評價：靈動課堂評價的應然選擇[J].文存閱刊，2018（6）.

［6］ 林欽，陳峰，宋靜. 關于核心素養導向的中學物理教學的思考[J].北京：課程.教材.教法，2015（8）.