摘要:初中物理中常有做實驗不如講實驗的反常現(xiàn)象,此悖論暴露出的是實驗的真?zhèn)螁栴}.只做不思的實驗是偽實驗,建立在學生思維發(fā)展基礎上的實驗才是真實驗.本文以探究聲音是由于物體振動產(chǎn)生的實驗為例,闡述了追求真實驗的相關觀點.
關鍵詞:初中物理;物理實驗;真?zhèn)伪嫖?/p>
作者簡介:王鈺明(1977-),男 ,江蘇蘇州人,本科學歷 ,中學一級教師,研究方向為初中物理教學.
物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科.這是一直以來對物理學科的基本認識,但在實際教學中面臨的另一種困惑是,那些對實驗教學并不重視甚至只是完成黑板實驗的教師,一樣能夠讓學生考出好的分數(shù),而且這樣的學生的能力似乎也并不比做了實驗的學生差.于是,理論與實踐之間就形成了一個悖論.如何看待這一悖論?筆者以為,這一悖論背后的實質是對實驗所起作用的認識,而這樣的認識又影響到教師如何去設計及實施物理教學.
1初中物理實驗教學的現(xiàn)狀
應試體系以及教材導向的初中物理實驗教學,基本上遵循著這樣的順序:創(chuàng)設情境,引出實驗需要;設計實驗步驟并完成實驗;得出概念或者物理規(guī)律.以蘇教版初中物理的聲現(xiàn)象中研究聲音的產(chǎn)生為例:教師在通過給出生活中的聲音等現(xiàn)象之后,提出問題:為什么這些物體會發(fā)聲呢?隨后教師通常都會說“下面我們通過實驗來探究”;然后演示音叉激水等實驗;最后得出“聲音是由于物體的振動產(chǎn)生的”這一結論.從物理知識的邏輯角度來看,這樣的實驗過程并沒有問題,因為通過實驗讓學生感知到不同物體產(chǎn)生聲音時所具有的共同特征,進而進行歸納,恰恰是物理規(guī)律得出的基本途徑.
問題在于,這樣的實驗如果不“做”,而是去“講”,學生一樣可以獲得認知,一樣可以認識到聲音是由于物體的振動產(chǎn)生的,甚至有的時候如果只是教師講授,還不會發(fā)生一些不可控的現(xiàn)象,因而學生在構建相關物理概念或規(guī)律的時候,反而顯得更容易.于是,上面所說的悖論也就形成了.
這種實驗做與不做一樣甚至是做不如講的情形,反映了當前物理實驗教學流于形式的一面,那種給出實驗步驟讓學生亦步亦趨的實驗嚴格來說并沒有體現(xiàn)出實驗的真諦,而試圖通過實驗目的、實驗器材、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、實驗結論的考查評價形式,更不利于將物理實驗導向應有的方向.這樣的實驗不妨稱之為“偽實驗”,偽實驗自然是不需要的,那真正有效的物理實驗又應當是怎樣的呢?筆者認為:真實驗應當是一個以學生的思維發(fā)展為驅動,進而體現(xiàn)為實驗步驟不斷完善、實驗結果逐步顯現(xiàn)的過程.
2有效的物理實驗教學例析
對于真實驗,筆者在教學中作過多次嘗試,這里仍然以“聲音的產(chǎn)生”為例,來說說筆者對真實驗的探究.
首先,創(chuàng)設情境(略),提出問題:聲音是怎樣產(chǎn)生的?
其次,學生猜想.有學生起初會基于人或動物發(fā)聲而猜想有生命的物體才可以控制發(fā)聲,這個時候教師可以引導“證偽”(具體不闡述);經(jīng)驗證明,很短時間內,學生就會猜想聲音的產(chǎn)生與發(fā)聲體的振動有關.于是自然提出問題:如何證明聲音是由于物體的振動產(chǎn)生的呢?答案自然是:實驗.于是就進入實驗設計的階段.
再次,設計實驗.先引導學生思考:要設計出能夠證實聲音是由于物體振動產(chǎn)生的實驗,那這個實驗中必須抓住哪些關鍵?通過引導學生思考,結果發(fā)現(xiàn)必須抓住兩點:一是必須有聲音發(fā)出;二是證實其在振動(此時有一個教學細節(jié)必須注意,下面第三點詳細闡述).于是學生自然就發(fā)現(xiàn):要想發(fā)聲很容易,只要用耳朵聽即可,但如何證實其在振動呢?有學生提出用手指按住嗓子,可以感覺到發(fā)聲時手指有振動感,但這樣的感覺不是可觀察的現(xiàn)象,因此實驗的另一個難點擺在面前:如何觀察發(fā)聲體在振動?學生此時會發(fā)現(xiàn),無論自己舉出什么樣的發(fā)聲的例子,都不能觀察到其明顯的振動,為什么觀察不到呢?是因為這個振動太“小”了(學生語,實為振幅小,但為了不影響學生的思路,此時可以用這種生活語言).振動太小怎么辦呢?能不能“放大”這種振動就成為學生自然而然想到的問題.于是學生的思維進一步深入:有學生提出用放大鏡觀察發(fā)聲體的振動,也有學生提出是不是可以用一個“細長的棒”綁在發(fā)聲體上去看細棒是否振動.
學生的思維發(fā)展至此,本實驗中最重要的轉換法與放大法兩個實驗思路已經(jīng)變得十分清晰.盡管實驗還沒有開始“動手做”,但學生在大腦中實際上已經(jīng)在不斷地嘗試,不斷地發(fā)展,實驗現(xiàn)象雖然還沒有出現(xiàn),但學生的思維中其實已經(jīng)構建出實驗的效果了.其后,教師再向學生演示音叉激水等實驗,學生收獲的將是對已有實驗構思的證實,音叉所激起的水花在學生看來也就不只是一種有趣的現(xiàn)象,而是自己預料的結果.如此,實驗的價值在學生所“做”所“思”的過程中充分體現(xiàn).
3從思維邏輯角度做真實驗
實驗不只是做出來的.尤其是初中物理實驗,更多的是思維的產(chǎn)物,因此思維才是實驗的核心,這是實驗成“真”的關鍵.事實上在上面闡述的實驗中,更多的是學生的思維過程,這個過程是學生在思考實驗中自然體現(xiàn)出來的過程,教師不作太多的引導,而是順著學生的思路發(fā)展去給學生提供幫助,這是對學生思維邏輯的真正尊重.
在上述實驗中還有兩個細節(jié)值得注意:一是有學生在研究“體現(xiàn)發(fā)聲體振動”時,有學生提出問題:什么才是振動?這個問題此時提出似乎是矛盾的,但恰恰體現(xiàn)了學生的思維發(fā)展,因為剛開始時學生所說的“振動”,是經(jīng)驗使然,而此時則是物理思維的產(chǎn)物,思維含量明顯不同.
由此可見,真實驗是不斷發(fā)展的思維驅動的產(chǎn)物,只有建立在充分思維基礎上的實驗,才能讓學生真正理解并以之建立物理概念和規(guī)律.
參考文獻:
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