改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，消除學(xué)生思維障礙

譚友琴

摘 要：初中物理課程的教學(xué)跟人們的日常生活密切相關(guān)，很多初中生因?yàn)檎J(rèn)知水平低，對生活中的事物缺乏思考和判斷，對物理原理和物理概念認(rèn)識不清，常常根據(jù)主觀臆想對物理現(xiàn)象作出判斷，形成學(xué)習(xí)物理知識的誤區(qū)，造成進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)障礙，給初中物理老師的教學(xué)帶來困擾，因此，主要結(jié)合學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)過程中思維活動出現(xiàn)的障礙和常犯的經(jīng)驗(yàn)主義錯誤，針對實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)例進(jìn)行分析和思考。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式;思想障礙;物理實(shí)驗(yàn)

初中物理實(shí)驗(yàn)課程是為了讓學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象了解物理學(xué)習(xí)中的概念、公式，了解物理應(yīng)用方面的知識。物理實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，物理教師要著重幫助學(xué)生掃除實(shí)驗(yàn)過程中的思維障礙，讓學(xué)生打下一個良好的物理思維基礎(chǔ)，來迎接將來更深奧的物理學(xué)科知識的學(xué)習(xí)。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)中的特點(diǎn)

（一）物理實(shí)驗(yàn)與生活息息相關(guān)

初中生的思維能力和觀察能力尚處于啟蒙和培養(yǎng)階段，他們已經(jīng)初步形成了一定的創(chuàng)新能力和對周圍事物感知總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)。初中物理學(xué)科根據(jù)學(xué)生這一特點(diǎn)，設(shè)置的初中物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容比較簡單和通俗。大部分內(nèi)容與我們生活中常見的物理現(xiàn)象和生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系緊密，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容易于操作，涉及的抽象的物理專業(yè)領(lǐng)域的概念比較少，為物理實(shí)驗(yàn)的開展帶來了一定的便利。

（二）物理實(shí)驗(yàn)注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力

初中物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，是相對比較基礎(chǔ)簡單的內(nèi)容，但是很多抽象的物理概念必須借助物理實(shí)驗(yàn)的形式才能直觀立體地表現(xiàn)出來。[1]電流方面的物理公式的應(yīng)用和推理過程，相對來說比較抽象，就可以讓學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)，親自動手去操作，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，讓學(xué)生在實(shí)踐中得出理論，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，在這個過程中了解物理的本質(zhì)。

（三）物理實(shí)驗(yàn)注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

初中物理實(shí)驗(yàn)課程是一門培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行理性思維、推理思維，以及培養(yǎng)學(xué)生客觀分析生活中的物理現(xiàn)象、探索真理的思維課程。物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)能讓學(xué)生直觀、客觀地去了解物理現(xiàn)象，養(yǎng)成用物理思維分析事物的習(xí)慣。比如，在物理實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生通過小孔成像的實(shí)驗(yàn)，了解到光線的傳播規(guī)律，認(rèn)識光線進(jìn)行直線傳播的概念，并在以后的生活經(jīng)驗(yàn)和社會活動中運(yùn)用這一物理思維去思考問題，解決生活中涉及這一物理原理的現(xiàn)象。

二、初中物理實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生常見的思維障礙

（一）生搬硬套，陷入教條主義的思維誤區(qū)

學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中陷入這種思維誤區(qū)主要有兩方面的原因。

一方面，物理老師往往在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，把實(shí)驗(yàn)所需要的器材、實(shí)驗(yàn)的流程、實(shí)驗(yàn)中所需要注意的問題、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該避免的錯誤，一應(yīng)俱全地告訴學(xué)生，生怕遺漏了某些關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)失敗。這樣傳統(tǒng)的教學(xué)模式讓學(xué)生疏于動腦，直接對老師的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行“拿來主義”，教學(xué)模式單一，沒有創(chuàng)新，導(dǎo)致學(xué)生陷入思維障礙。

另一方面，學(xué)生將課上學(xué)習(xí)的物理公式和物理實(shí)驗(yàn)所需要的材料以及結(jié)果進(jìn)行了估計(jì)，不去探究物理實(shí)驗(yàn)過程中公式適用的條件和物理變量之間的對應(yīng)關(guān)系，而是直接套公式，想當(dāng)然地得出結(jié)論，對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差也不去思考原因，導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)成為走過場的行為，獲得不了相應(yīng)的學(xué)習(xí)效果。

（二）忽略實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，陷入生活經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識誤區(qū)

初中階段的學(xué)生對生活中的現(xiàn)象和物理原理有了自己初步的經(jīng)驗(yàn)和判斷，在身邊人的言傳身教中也積累了一定的知識，就想當(dāng)然地認(rèn)為自己的經(jīng)驗(yàn)是正確的，忽略實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和自己以往經(jīng)驗(yàn)的不同，忽略實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和客觀性，不注重思考和質(zhì)疑，陷入思維的誤區(qū)。

比如，在上課時，很多學(xué)生在了解運(yùn)動和力之間的關(guān)系，認(rèn)識慣性的物理概念時，會想當(dāng)然地認(rèn)為對物體施加力，物體就會運(yùn)動，停止用力就會停下來。認(rèn)識慣性的原理時，認(rèn)為當(dāng)物體運(yùn)動速度大，慣性就大，物體速度小，慣性就小，忽略了摩擦力和物體表面物理屬性等問題，在做實(shí)驗(yàn)時，當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差時，不會過多去思考相關(guān)的原因和問題，對于實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)也不會去反復(fù)摸索思考，陷入生活的經(jīng)驗(yàn)主義中。

（三）應(yīng)付實(shí)驗(yàn)，不注重思考

很多學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)中，只注重最后能否準(zhǔn)確得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，而忽略物理實(shí)驗(yàn)的過程，甚至忽略在物理實(shí)驗(yàn)的每一個操作步驟中融入自身的思維活動。老師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容結(jié)束后，注重看學(xué)生是否得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，單方面判斷學(xué)生是否掌握了實(shí)驗(yàn)的原理，忽略實(shí)驗(yàn)過程就是一個思維拓展訓(xùn)練的過程。甚至有些學(xué)生為了應(yīng)付老師直接篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，整個課堂就是一個表演課，達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)效果。

（四）學(xué)生的思維缺乏碰撞和交流

學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)過程中，會出現(xiàn)各種各樣的問題，部分老師會在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，走到每一個學(xué)生面前進(jìn)行一一解答，針對個案進(jìn)行指導(dǎo)，忽略了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效率。其實(shí)，很多學(xué)生的問題都具有突出性的特點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)偏差也反映了學(xué)生的認(rèn)識盲區(qū)，如果物理老師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束后，匆匆忙忙地給一個實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在下一次實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生還會出現(xiàn)類似的問題，老師整堂課都會被各種各樣的問題牽絆，無法開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。這樣，缺乏溝通和有效評價，缺乏經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的物理實(shí)驗(yàn)課，降低了物理實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效率，缺乏思維的碰撞和互相的啟發(fā)。

三、初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式的改進(jìn)途徑

（一）讓學(xué)生變?yōu)閷?shí)驗(yàn)的主角

隨著社會的發(fā)展和新課改的推進(jìn)，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式已經(jīng)無法適應(yīng)教學(xué)的新形式，因此，需要物理老師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中改變以往“教為中心”的教學(xué)模式，讓學(xué)生主動去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索，主動設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的觀察，自己分析實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，開動腦筋，找到實(shí)驗(yàn)成功的途徑。

比如，在教學(xué)中我讓學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“靜止的物體有慣性，運(yùn)動的物體有慣性，一切物體都有慣性”這一物理原理時，會讓學(xué)生獨(dú)立思考怎么利用生活中常見的物體來論證這一原理。學(xué)生想出了把橡皮疊成一摞，用尺子迅速地打出其中的一個橡皮，觀察被打出的橡皮上方的幾個橡皮運(yùn)動規(guī)律是否發(fā)生了變化。還有學(xué)生想出，在光滑的桌面上鋪一張紙，紙上放置盛有水的兩個杯子。當(dāng)猛地將紙從桌面沿水平方向拉走時，看紙上的杯子是否隨之運(yùn)動。有些學(xué)生受到啟發(fā)說，可以把橡皮放到紙上，用線牽引著紙向前勻速運(yùn)動，看看停止?fàn)恳垥r，橡皮是否還會按照之前的運(yùn)動軌跡走。這樣，學(xué)生把自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行闡述和表達(dá)，老師在教學(xué)中發(fā)揮主導(dǎo)性的作用，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對比，讓學(xué)生分析每一個方案的可行性，對每一個方案提出疑問，通過課堂討論充分發(fā)揮學(xué)生在課堂上的主體作用，把實(shí)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來，讓學(xué)生講講在生活中涉及慣性的現(xiàn)象。學(xué)生通過舉一反三，運(yùn)用發(fā)散性思維，想到了人在行走的時候，腳被石頭絆了會向前倒;人不小心踩著一塊冰塊會向后倒;汽車在高速公路上行駛時，兩車之間要保持一定的距離，否則容易發(fā)生交通事故等例子。

（二）用實(shí)驗(yàn)偏差，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理思維訓(xùn)練

物理老師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)前，會提前了解學(xué)生的認(rèn)知水平，針對學(xué)生常常陷入經(jīng)驗(yàn)主義的思維中，不注意獨(dú)立思考和質(zhì)疑的問題，在實(shí)驗(yàn)前，給予學(xué)生片面化的生活現(xiàn)象和不科學(xué)的實(shí)驗(yàn)習(xí)題進(jìn)行提煉，在實(shí)驗(yàn)前拋給學(xué)生，當(dāng)學(xué)生給出錯誤的答案時，老師不要急于給出正確答案，讓學(xué)生帶著問題去分析自己的以往經(jīng)驗(yàn)為什么是錯誤的，能通過怎樣的實(shí)驗(yàn)論證來得出理論，以此獲得正確的物理原理。

比如，在進(jìn)行慣性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師在教學(xué)中統(tǒng)一準(zhǔn)備了一個倒半杯水的杯子，再準(zhǔn)備一張稍硬一點(diǎn)的紙，一個橢圓的硬紙桶，另外準(zhǔn)備一個小物體，這個物體讓學(xué)生自己去選擇，有些學(xué)生準(zhǔn)備了橡皮、雞蛋、乒乓球等。學(xué)生根據(jù)物體運(yùn)動的規(guī)律，結(jié)合所學(xué)，想當(dāng)然地認(rèn)為最上面的物體肯定會落入水中，學(xué)生對自己的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識非?？隙?。老師并沒有給出結(jié)論，而是讓學(xué)生通過動手實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。結(jié)論恰恰相反，實(shí)驗(yàn)中乒乓球朝著其他的方向運(yùn)動了，雞蛋和直筒都傾斜了，還有的橡皮不知道飛到哪里了。物理老師在這時抓住實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差大做文章，讓學(xué)生思考紙片和雞蛋之間摩擦力的問題，讓學(xué)生思考雞蛋、乒乓球和橡皮之間密度和質(zhì)量的問題，最后學(xué)生經(jīng)過思考和老師的引導(dǎo)，確定了將雞蛋作為實(shí)驗(yàn)的對象，又對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改良，在紙板的另一邊拴一根細(xì)繩，實(shí)驗(yàn)時水平地將紙板拉走，雞蛋就不易掉下來了，學(xué)生通過動手參與和對誤差的思考，提高了實(shí)驗(yàn)的成功率，拓展了自己的物理思維。

物理老師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要注意讓學(xué)生體驗(yàn)整個實(shí)驗(yàn)的過程，不要單純地依賴于多媒體教學(xué)軟件給學(xué)生展示成熟的實(shí)驗(yàn)過程和詳細(xì)的步驟，從而導(dǎo)致學(xué)生失去在動手實(shí)驗(yàn)中思考的機(jī)會。在實(shí)驗(yàn)過程前，物理老師要起一個穿針引線的作用，環(huán)環(huán)相扣，開始巧設(shè)疑問，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考和質(zhì)疑，在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)偏差時，抓住機(jī)會，讓學(xué)生思考產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，把有突出典型特征的實(shí)驗(yàn)偏差結(jié)果單獨(dú)拿出來，重點(diǎn)進(jìn)行課堂討論，讓學(xué)生充分認(rèn)識到自己在實(shí)驗(yàn)中的不足，為學(xué)生解惑。

（三）建立課堂試驗(yàn)評價體系，開展多種實(shí)驗(yàn)活動

物理老師為了增強(qiáng)學(xué)生在試驗(yàn)過程中科學(xué)的態(tài)度，幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)思維，應(yīng)充分發(fā)揮課中鼓勵評論，進(jìn)行課后評估的環(huán)節(jié)。在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，積極改變物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，讓學(xué)生通過分析、探討，互相啟發(fā)，進(jìn)行思維碰撞，并對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，以獲得較好的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效果。

比如，在教學(xué)中，讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、實(shí)驗(yàn)分析能力，讓學(xué)生在合作中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)態(tài)度。

又如，在“測量小燈泡的電功率”這個實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我會讓學(xué)生充分表述整個實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，有些學(xué)生認(rèn)為求平均值以減小誤差，其實(shí)是錯了;還有學(xué)生說此實(shí)驗(yàn)是為了尋找一個普遍的規(guī)律，即實(shí)際電壓不同時，實(shí)際功率也不同，小燈泡的亮度取決于實(shí)際電壓。我在實(shí)驗(yàn)評價中會鼓勵學(xué)生獨(dú)立思考的行為，還會為學(xué)生答疑解惑，告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)時多次測量的目的分為兩種，測量定值時是為了求平均值以減小誤差，其余非測定值的實(shí)驗(yàn)則是為了尋找普遍規(guī)律，鼓勵學(xué)生一定要重視實(shí)驗(yàn)、親自參與到實(shí)驗(yàn)中。

初中物理實(shí)驗(yàn)課程是一門簡單通俗、動手能力強(qiáng)、實(shí)踐能力強(qiáng)、鍛煉學(xué)生物理思維教學(xué)的課程，在物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)生常常會誤入歧途，陷入思維的障礙中，影響了實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，因此，需要物理老師幫助學(xué)生走出思維障礙，改變物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，調(diào)動學(xué)生主動思維、創(chuàng)造性思維的能力，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中將理論與實(shí)踐有效地結(jié)合起來，讓學(xué)生把課堂所學(xué)應(yīng)用到生活中，對課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行延伸，為以后的物理學(xué)習(xí)打下一個良好的基礎(chǔ)。

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編輯 杜元元