物理演示實驗教學(xué)的兩個誤區(qū)及價值重構(gòu)

何勇軍

摘? ?要 演示實驗對物理教學(xué)效率的提升有重要作用。經(jīng)過新課改洗禮，教師普遍重視實驗，實驗條件也大為改善，但物理演示實驗教學(xué)中存在“節(jié)節(jié)探”和“滿堂探”兩個誤區(qū)。在沒有必要之處開發(fā)演示實驗，一節(jié)課演示實驗太多，課堂節(jié)奏太緊湊，導(dǎo)致演示實驗教學(xué)產(chǎn)生不良后果。應(yīng)正確認(rèn)識演示實驗在物理教學(xué)中的價值，明確演示實驗教學(xué)的基礎(chǔ)和目標(biāo)，重視開發(fā)教學(xué)價值高的演示實驗，樹立正確的演示實驗評價導(dǎo)向。

關(guān)鍵詞 物理演示實驗? 價值重構(gòu)? 節(jié)節(jié)探? 滿堂探? 立德樹人

隨著課改進(jìn)入新階段，新課程理念為廣大教師接受并運(yùn)用于教育教學(xué)實踐中，加上社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，辦學(xué)條件得到改善。這兩個重要因素的疊加改善了實驗教學(xué)現(xiàn)狀。教師在物理教學(xué)中重視利用與開發(fā)演示實驗來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生的物理學(xué)習(xí)鋪設(shè)臺階，降低學(xué)生理解知識的難度。但是，教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)物理演示實驗教學(xué)存在矯枉過正的情況，比較典型的有：“節(jié)節(jié)探”——應(yīng)景式開設(shè)演示實驗;“滿堂探”——一節(jié)課上實驗扎堆。這兩種現(xiàn)狀其本質(zhì)都是為了實驗而實驗，不能充分發(fā)揮實驗的教學(xué)和育人價值，更多的是烘托課堂氣氛。避免演示實驗“節(jié)節(jié)探”和“滿堂探”，教學(xué)內(nèi)容瘦身，有利于集中時間和精力破解教學(xué)疑難，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展和立德樹人根本任務(wù)順利達(dá)成。

一、物理演示實驗教學(xué)的兩個誤區(qū)

1.演示實驗教學(xué)“節(jié)節(jié)探”

有教師在教學(xué)實踐中，覺得物理課堂沒有實驗就失去了支撐，所以在執(zhí)教公開課、觀摩課、比賽課時，無論什么課型、什么內(nèi)容，一定要設(shè)計演示實驗。在設(shè)計一些不適合、不需要實驗的教學(xué)內(nèi)容時，牽強(qiáng)開發(fā)演示實驗。

某次教研活動中，教師執(zhí)教“力學(xué)單位”一節(jié)，在講授力學(xué)基本單位時，開展了分組實驗活動。給學(xué)生提供彈簧秤、米尺、秒表，并提出如下問題：同學(xué)們，猜一下課桌大概有多長？有多寬？有多高？空水杯大概有多重？剛才秒表大概有多長時間？讓學(xué)生通過上述三種工具的測量來感受1米、1千克、1秒。學(xué)生在初中人教版教材八年級上冊第一章第1節(jié)“長度和時間的測量”已經(jīng)完成詳細(xì)實驗，在八年級上冊第六章第1節(jié)“質(zhì)量”進(jìn)行過質(zhì)量測量的系統(tǒng)學(xué)習(xí)[1]。上述實驗簡單重復(fù)初中內(nèi)容，學(xué)生不能從中獲得新的感性經(jīng)驗，也不能習(xí)得物理方法與實驗技能，更不能領(lǐng)會物理思想。

2.演示實驗教學(xué)“滿堂探”

物理演示實驗教學(xué)的另一個誤區(qū)是物理課堂成了實驗的堆砌——“滿堂探”。利用演示實驗為學(xué)生學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，降低理解難度無可厚非，但如果一節(jié)課實驗太多，每個實驗都淺嘗輒止，學(xué)生沒有時間思考，就不能實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，演示實驗的教學(xué)和育人功能也會被弱化，無法發(fā)揮其應(yīng)有價值。

在一次公開課中，執(zhí)教“超重與失重”的教師設(shè)計了9個實驗。從課堂小測和課堂反應(yīng)的情況來看，本節(jié)課教學(xué)效果離預(yù)期有差距。一節(jié)課40分鐘時間內(nèi)，實驗探究過多，師生疲于應(yīng)付，實驗過程注定不細(xì)膩、不充分，學(xué)生思考不透徹，甚至沒有時間思考。實驗蜻蜓點水，學(xué)生對實驗的參與只是湊熱鬧，學(xué)生學(xué)習(xí)注定是淺層的。通過實驗讓學(xué)生透徹理解知識、習(xí)得物理方法，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展等目標(biāo)自然沒法實現(xiàn)。

二、“節(jié)節(jié)探”和“滿堂探”的不良后果

1.對實驗現(xiàn)象解釋不充分

實驗的最終目的是要學(xué)生掌握實驗背后的物理知識，領(lǐng)悟其中的物理方法，理解實驗中的邏輯關(guān)系，最終將知識、方法、思維遷移到新問題的解決中。所以，實驗不能僅是給學(xué)生演示現(xiàn)象，更要引導(dǎo)學(xué)生思考，對實驗現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確、詳細(xì)的解釋。然而，在現(xiàn)實中發(fā)現(xiàn)，有些教師的演示實驗，僅停留在現(xiàn)象演示，解釋環(huán)節(jié)被弱化甚至忽視。這樣的實驗教學(xué)，不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，不能促進(jìn)學(xué)生將感性經(jīng)驗深化成理性思維，更談不上知識遷移。

一次在楞次定律的公開課上，執(zhí)教者利用圖1所示器材演示了N極、S極向下插入、向上拔出等實驗過程，學(xué)生觀察到上述過程中靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)——產(chǎn)生了感應(yīng)電流。實驗是成功的，但遺憾的是教師并沒有進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)得出實驗結(jié)論。事后交談得知采取這一策略的原因是：第一，學(xué)生歸納難度大，浪費(fèi)時間;第二，后面教學(xué)中還有“來拒去留”、圓形強(qiáng)磁鐵從等高的鋁管、銅管、塑料管中下落等實驗，時間太緊張，為了給演示實驗騰出時間，省去了學(xué)生歸納總結(jié)環(huán)節(jié)。

歸納得出楞次定律對學(xué)生而言有難度，是教學(xué)中的一個挑戰(zhàn)，但如果因為有難度就跳過歸納總結(jié)、升華學(xué)生認(rèn)知這一教學(xué)環(huán)節(jié)，實際上是剝奪了學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會，學(xué)生失去挑戰(zhàn)難度的機(jī)會，思維及認(rèn)知水平就不會得到發(fā)展。

2.演示實驗與本節(jié)核心內(nèi)容脫鉤

每節(jié)課都有明確、清晰的教學(xué)目標(biāo)，所有的教學(xué)活動的設(shè)計都要緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行。演示實驗設(shè)計要能夠服務(wù)教學(xué)目標(biāo)的順利達(dá)成，就必須緊扣教學(xué)核心內(nèi)容。如果教師設(shè)計的實驗與教學(xué)核心內(nèi)容聯(lián)系密切，那么實驗就能夠在幫助學(xué)生構(gòu)建模型、突破教學(xué)重難點等方面起到積極作用，否則實驗不能發(fā)揮關(guān)鍵性作用，只能起到調(diào)節(jié)課堂氣氛的輔助性作用。這樣實驗不僅不能為突破教學(xué)重難點貢獻(xiàn)力量，還會造成學(xué)生學(xué)習(xí)精力的分散。

在“安培力的應(yīng)用”教學(xué)研討課中，執(zhí)教者在講解了電磁炮原理后，與學(xué)生一起演示了如圖2所示的自制電磁炮，實驗演示很成功，當(dāng)接通電源瞬間，小鋼珠從線圈中被加速后，經(jīng)過白色塑料管飛入一次性塑料杯后，學(xué)生比較驚喜，他們感受到物理實驗的魅力，也體會到了老師為這節(jié)課所付出的辛苦努力。然而，這一“現(xiàn)象”成功的實驗并不能對學(xué)生掌握本節(jié)課的核心知識起到作用。本節(jié)課是要利用電磁炮、直流電動機(jī)、磁式電表這三個模型，讓學(xué)生學(xué)會分析導(dǎo)體棒在磁場中的平動與轉(zhuǎn)動。這三種情境中，導(dǎo)體棒或者線圈與磁場都始終垂直。在問題分析和拓展中，滲透電流元分析法、特殊位置分析法、等效分析法、轉(zhuǎn)換研究對象分析法等方法。本實驗中小鋼珠在線圈中被加速與上述知識、方法聯(lián)系不密切，執(zhí)教者也沒有解釋實驗現(xiàn)象，實驗沒有起到提升物理教學(xué)效率的作用。

教師沒有必要形成每一節(jié)課都要開設(shè)實驗的“執(zhí)念”，實驗過度泛濫有時會剝奪學(xué)生深入思考的機(jī)會，使學(xué)生喪失思維發(fā)展的契機(jī)。實驗設(shè)計必須緊扣核心教學(xué)內(nèi)容，才有助于教學(xué)重難點的突破，才有利于學(xué)生領(lǐng)悟物理核心方法，才能實現(xiàn)教學(xué)效果的提升。教學(xué)內(nèi)容與實驗割裂，不僅不能起到預(yù)期作用，還會造成內(nèi)耗，分散學(xué)生精力。

三、重構(gòu)演示實驗教學(xué)價值的策略

1.正確認(rèn)識演示實驗在物理教學(xué)中的價值

實驗探究需要將明顯的現(xiàn)象充分展示出來，為學(xué)生積累感性經(jīng)驗，更需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深刻的理性思考，在學(xué)生認(rèn)知由感性到理性的飛越過程中實現(xiàn)培養(yǎng)思維、領(lǐng)悟方法、發(fā)展智力。物理教學(xué)要立德樹人，本質(zhì)就是促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。要學(xué)生德、智、體、美、勞全面發(fā)展，要“五育并舉”并不是德智體美勞的簡單疊加、機(jī)械組合，而是要通過“五育互育”實現(xiàn)“五育”的融合，充分顯現(xiàn)出“五育”的整體效果。如果五育沒有“互育”，就會出現(xiàn)五育不充分。充分智育有利于促進(jìn)其余“四育”的發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展。高分低能現(xiàn)象的出現(xiàn)就是智育沒有完成本該完成的任務(wù)，即智育不充分造成的[2]。教學(xué)中教師要正確認(rèn)識到演示實驗最終價值目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。要體現(xiàn)這一價值目標(biāo)需要摒棄演示實驗重視數(shù)量輕視質(zhì)量的觀念，而重視演示實驗的質(zhì)量，在重視演示實驗效果的基礎(chǔ)上設(shè)計好現(xiàn)象和結(jié)果分析過程中教師的“導(dǎo)”，引發(fā)學(xué)生積極主動思考，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。這樣演示實驗就不會在課堂上遍地開花，而是在關(guān)鍵之處設(shè)計高質(zhì)量演示實驗。

2.明確演示實驗教學(xué)的基礎(chǔ)和目標(biāo)

基于既契合學(xué)生認(rèn)知水平，又使學(xué)生“跳一跳能夠摘到桃子”的教學(xué)理念[3]，教學(xué)設(shè)計要有新內(nèi)容，讓學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上獲得知識、能力、方法、技能等方面的“升級”。演示實驗教學(xué)的設(shè)計更應(yīng)基于學(xué)生基礎(chǔ)并有所突破，不能簡單重復(fù)做過的實驗，也不能簡單復(fù)制生活中情境，應(yīng)起始于過去、源于生活，并有所超越，讓學(xué)生有新收獲、新體驗。

演示實驗出現(xiàn)“節(jié)節(jié)探”和“滿堂探”一個重要的因素就是教師對學(xué)生的基礎(chǔ)掌握不充分，對教學(xué)目標(biāo)也不夠明確，即不知道學(xué)生在何處，也不知道學(xué)生將去向何處。知道了學(xué)生在何處，教師設(shè)計的演示實驗就不會簡單重復(fù)學(xué)生已經(jīng)做過的實驗，也不會在三言兩語就可以說清楚之處開發(fā)實驗，教師才不會在本該要學(xué)生抽象思維之處開發(fā)實驗剝奪學(xué)生思維發(fā)展的契機(jī)。教師開發(fā)的實驗才會有新意，給學(xué)生帶來新感覺，讓學(xué)生有新收獲。明確學(xué)生將要去到何處，教師開發(fā)實驗除了追求實驗現(xiàn)象明顯外，還會追求引導(dǎo)學(xué)生思考，促進(jìn)認(rèn)知進(jìn)階和學(xué)生思維的發(fā)展。

3.重視開發(fā)教學(xué)價值高的演示實驗

物理教學(xué)中演示實驗重在質(zhì)量，而非數(shù)量，并非多多益善。一般而言，一節(jié)課有1到2個高質(zhì)量的演示實驗就足夠，不需要也不應(yīng)該讓演示實驗探究塞滿整節(jié)課堂。有些不需要實驗的教學(xué)內(nèi)容，不應(yīng)強(qiáng)求。高質(zhì)量的演示實驗應(yīng)該具有明顯的實驗現(xiàn)象，有較高的教學(xué)價值——能夠促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，能較好服務(wù)立德樹人。具體而言有如下三個方面的主要特征。

（1）能夠引起學(xué)生的共鳴。實驗現(xiàn)象明顯，觀測效果好，能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，幫助學(xué)生聚焦學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（2）能有效解決學(xué)生認(rèn)知疑難。在教學(xué)重點、教學(xué)難點處開發(fā)演示實驗，降低學(xué)生理解的難度，幫助學(xué)生掌握知識與方法，領(lǐng)悟物理思想，解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的困惑，為遷移應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

（3）能引發(fā)學(xué)生思考，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。實驗要能夠引發(fā)學(xué)生的思考，要是能夠與學(xué)生原有認(rèn)知產(chǎn)生矛盾效果更好，更能對學(xué)生思維訓(xùn)練產(chǎn)生積極作用，實現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

4.樹立正確的演示實驗評價導(dǎo)向

評價具有較強(qiáng)的導(dǎo)向功能。在公開課、觀摩課、研討課、比賽課中，往往過于看中教師設(shè)計的演示實驗，只要實驗設(shè)計豐富且有亮點，就可以“一好遮百丑”，就可以獲得評委的“芳心”，就可以威懾“對手”和“觀眾”，最終取得優(yōu)異的成績。這樣的評價導(dǎo)向下，自然導(dǎo)致教師想方設(shè)法開發(fā)演示實驗，尤其是在比賽課或者各類公開課上，不管對學(xué)生的學(xué)習(xí)有用沒用，無論如何也要設(shè)計一個演示實驗。其實一節(jié)課好不好，實驗只是其中的指標(biāo)之一。除了關(guān)注實驗還應(yīng)該關(guān)注教師在這節(jié)課上的其他表現(xiàn)，比如整體設(shè)計、教師的基本功、師生互動、教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況等。這些方面每一個都可以細(xì)化為多個維度的評價標(biāo)準(zhǔn)。就教師的基本功而言，有靠嘴巴講的功夫、引導(dǎo)學(xué)生思考的功夫、教學(xué)中應(yīng)對各種突發(fā)情況生成教學(xué)資源的功夫等。評價一節(jié)課最重要的是關(guān)注學(xué)生發(fā)展，不論是否有實驗，不論用了幾個實驗，只要學(xué)生獲得了知識，發(fā)展了能力，就是一節(jié)好課。

思維是物理的靈魂，發(fā)展思維是物理教學(xué)的使命，是立德樹人根本任務(wù)的重要組成。演示實驗是發(fā)展學(xué)生思維、促進(jìn)充分智育的重要手段。通過演示實驗實現(xiàn)思維發(fā)展是學(xué)生全面發(fā)展的重要組成部分，是發(fā)展其余“四育”、實現(xiàn)“五育互育”、落實立德樹人根本任務(wù)、培養(yǎng)社會主義建設(shè)者和接班人這一教育終極目標(biāo)的重要抓手。

參考文獻(xiàn)

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[2] 崔學(xué)鴻.“五育互育”：高效促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展[J].中小學(xué)管理，2020（02）：37.

[3] 何述平.運(yùn)用圖像法探究電流與電壓和電阻的關(guān)系[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2020，49（19）：11-13.

【責(zé)任編輯? 孫曉雯】