一、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)活動(dòng)間的聯(lián)系，構(gòu)建合理的學(xué)習(xí)邏輯

在一些物理課上,教師為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高課堂的活躍度,會(huì)設(shè)計(jì)一些小實(shí)驗(yàn),但這些實(shí)驗(yàn)活動(dòng)往往獨(dú)立進(jìn)行，缺乏明確的主線引導(dǎo)使之成為一個(gè)遞進(jìn)的集合體,起到逐漸形成物理概念或認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的作用，從而失去了教學(xué)意義。如果教師能夠建立實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的內(nèi)在邏輯聯(lián)系的話,就能夠幫助學(xué)生對(duì)某些物理概念的提出形成完整的認(rèn)知過(guò)程。例如，在聲波的產(chǎn)生和傳播的課堂教學(xué)中，教師會(huì)設(shè)計(jì)發(fā)聲音叉彈開小球、敲擊鐵皮碗引起碗口下方橡皮膜上泡沫粒子跳動(dòng)、發(fā)聲音箱使箱體前方燭焰晃動(dòng)和振動(dòng)在彈簧??寫?フ饉母鲅??笛楹脫菔臼笛?分別用以說(shuō)明發(fā)聲體在振動(dòng)，發(fā)聲體的振動(dòng)可以引起其他物體振動(dòng)，以及模擬聲波的形態(tài)和傳播特點(diǎn)。

如果只是這樣來(lái)組織這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的話,它們之間的聯(lián)系顯然是斷裂的,學(xué)生也無(wú)法真正理解為什么要用聲波這個(gè)概念來(lái)描述聲音的傳播形式。所以，教師需要找出這些實(shí)驗(yàn)的共同點(diǎn)——振動(dòng)、傳遞，圍繞聲波概念的形成，把這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行連接和組織：首先利用第：個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不僅證明發(fā)聲體在^動(dòng)，同時(shí)證明發(fā)聲體的振動(dòng)是可以傳遞的；然后利用第二和第三個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推斷出發(fā)聲體的振動(dòng)可以通過(guò)空氣傳遞，并提出問(wèn)題——如何描述發(fā)聲體的振動(dòng)在空氣中的傳播；最后利用第四個(gè)實(shí)驗(yàn)提出聲波的概念，并認(rèn)識(shí)它的傳播特點(diǎn)。通過(guò)這樣的串聯(lián)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)不僅成為了一個(gè)學(xué)習(xí)整體,也為學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展搭建了階梯。

二、精心設(shè)計(jì)探究問(wèn)題，引導(dǎo)合理有效的猜想

在探究實(shí)驗(yàn)的猜想環(huán)節(jié),教師一般都會(huì)提出一個(gè)探究問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或先前知識(shí)進(jìn)行猜想,有時(shí)卻發(fā)現(xiàn)即使精心設(shè)計(jì)了許多情境,但還是無(wú)法避免學(xué)生提出的一些猜想超出預(yù)計(jì)，從而影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法完成。如果教師能夠設(shè)計(jì)出一個(gè)好的探究問(wèn)題，不僅能增加學(xué)生提出猜想的合理性與有效性，更能提高整個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的成效性。例如，在比熱容概念形成的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，教師一般都選用相同的切入點(diǎn)“物體吸收熱量的多少與哪些因素有關(guān)”建立猜想活動(dòng),盡管有生活情境弓丨導(dǎo),但學(xué)生還是會(huì)提出“可能與熱傳遞的方式和物體的溫度有關(guān)”這個(gè)猜想,為此教師需要給出額外的解釋，既影響整個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，也較難從根本上消除學(xué)生對(duì)此問(wèn)題形成的假設(shè)。如果教師改變一下問(wèn)題，以“物體吸收相同的熱量后,升高的溫度與哪些因素有關(guān)”來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想，就可以充分利用他們已經(jīng)掌握的知識(shí)——在熱傳遞過(guò)程中，物體吸收熱量后溫度升高(不考慮相變吸熱),避免這兩個(gè)猜想因素的出現(xiàn)。更為重要的是，這樣的問(wèn)題設(shè)計(jì)與之后探究環(huán)節(jié)的聯(lián)系更緊密,通過(guò)比較質(zhì)量相同的不同物質(zhì)吸收相同的熱量后升高的溫度與物質(zhì)種類的關(guān)系形成比熱容的概念,也可以避免學(xué)生產(chǎn)生額外錯(cuò)誤認(rèn)知的可能,有利于他們理解和應(yīng)用比熱容知識(shí)。

三、預(yù)設(shè)學(xué)生問(wèn)題，生成完備的實(shí)驗(yàn)方案

一種情況是當(dāng)同一或相近的實(shí)驗(yàn)情境出現(xiàn)在不同的實(shí)驗(yàn)中時(shí)，教師不能完全不顧及學(xué)生先前的認(rèn)知體驗(yàn)和觀察視角,迫使其按照教師的預(yù)設(shè)進(jìn)行觀察與描述，教師應(yīng)當(dāng)積極地組織多次觀察活動(dòng),讓學(xué)生從不同的觀察角度來(lái)描述同一物理現(xiàn)象,再?gòu)钠渲械囊唤M具有相同指向性的觀察結(jié)果來(lái)引出問(wèn)題或得出結(jié)論。例如,在機(jī)械功概念引入時(shí),教師常會(huì)設(shè)置幾組物體在力的作用下移動(dòng)一段距離或仍然不動(dòng)的實(shí)驗(yàn)情境,期望學(xué)生從觀察物體在力的作用下是否移動(dòng)一段距離來(lái)對(duì)比形成機(jī)械功的概念,但在這之前,學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)力的作用效果,他們很容易從在力的作用下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變這一觀察角度來(lái)描述這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為此,教師就需要對(duì)可能提出這種觀察結(jié)果的學(xué)生進(jìn)行預(yù)設(shè),并合理地引導(dǎo)和組織。

當(dāng)然,在這組對(duì)照實(shí)驗(yàn)觀察中，部分學(xué)生也可能存在觀察指向不同的現(xiàn)象，對(duì)于“在力的作用下物體若未發(fā)生移動(dòng)”,他們傾向于表述為“在力的作用下物體保持靜止,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變”,對(duì)于“在力的作用下物體若發(fā)生移動(dòng)”,他們傾向于表述為“在力的作用下物體移動(dòng)了一段距離”,針對(duì)這種可能,教師需要考慮在學(xué)生表達(dá)時(shí)，組織班級(jí)學(xué)生討論分析這個(gè)問(wèn)題,從而使他們明白在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)當(dāng)從同一物理角度對(duì)同一物理性質(zhì)或參數(shù)進(jìn)行觀察，這樣的結(jié)果才有比較意義。至此，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn),教師不僅可以順利地引出機(jī)械功的概念,還能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和描述能力。另一種情況是當(dāng)學(xué)生對(duì)一個(gè)物理問(wèn)題存在多種假設(shè)認(rèn)識(shí)時(shí),教師不能?取回避或簡(jiǎn)單用理論予以解答的策略，因?yàn)閷W(xué)生由于生活經(jīng)驗(yàn)形成的一些物理前概念如果不能用科學(xué)事實(shí)來(lái)推翻的話，依然會(huì)主導(dǎo)他們對(duì)一些物理問(wèn)題的思考。所以，教師在一些探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生可能存在或提出的假設(shè)做好充分應(yīng)對(duì),準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材和方案。

四、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)訓(xùn)練前案，降低實(shí)驗(yàn)操作負(fù)荷

初中物理教師在一些概念和規(guī)律的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,幾乎包含了探究的所有環(huán)節(jié)，但課時(shí)是有限的，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力也不在教師沒(méi)有預(yù)設(shè)準(zhǔn)備時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)時(shí)間分配失衡的現(xiàn)象。例如，在探究物質(zhì)質(zhì)量與體積關(guān)系的教學(xué)中，學(xué)生花費(fèi)了大量時(shí)間在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的?集上,只留下少量時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交流、分析和歸納，結(jié)果只能在匆忙中形成密度的概念，這顯然偏離了教師設(shè)計(jì)的教學(xué)重點(diǎn),也沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)教學(xué)意圖。在教師有預(yù)設(shè)準(zhǔn)備時(shí),往往會(huì)出現(xiàn)壓縮實(shí)驗(yàn)操作步驟的現(xiàn)象,使結(jié)論得出缺乏普遍性的數(shù)據(jù)支持，從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)某些概念和規(guī)律認(rèn)識(shí)的偏頗。

例如，在探究串聯(lián)電路特點(diǎn)的教學(xué)中，為了完成所有的教學(xué)環(huán)節(jié)和任務(wù),教師只留給學(xué)生完成一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)間，也僅憑一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的交流分析歸納出結(jié)論,這就導(dǎo)致部分學(xué)生在應(yīng)用串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)解決問(wèn)題時(shí)，出現(xiàn)了當(dāng)串聯(lián)電路兩端電壓或某個(gè)導(dǎo)體的阻值發(fā)生改變時(shí)’仍然認(rèn)為通過(guò)導(dǎo)體的電流與之前相等的認(rèn)知，這顯然是學(xué)生在學(xué)習(xí)串聯(lián)電路時(shí)由于實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，實(shí)驗(yàn)變量不充分而對(duì)規(guī)律缺乏動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)的結(jié)果。因此,要合理地解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)成度與學(xué)生能力之間的矛盾，教師要在學(xué)生完成復(fù)雜實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)之前，設(shè)計(jì)出與之相關(guān)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練前案。

作者：閭衍弘 單位：上海市虹橋中學(xué)