葉東福

控制論是一門技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，具有濃厚的方法論特征。本文探索將控制論原理運用于初中物理實驗教學(xué)中，最大限度地發(fā)揮實驗在教學(xué)中的功能與作用。

控制論 初中物理 實驗教學(xué)

20世紀(jì)40年代以來，系統(tǒng)論、信息論、控制論等新興綜合科學(xué)的出現(xiàn)，推動了自然科學(xué)的變革，這個變革也給教學(xué)改革注入了巨大的活力。

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，它通過實驗引入概念、檢驗猜想、得出規(guī)律、發(fā)展新知識。而實驗教學(xué)是一個動態(tài)系統(tǒng)，也是一個目標(biāo)系統(tǒng)，為了完成實驗的既定目標(biāo)，排除使目標(biāo)系統(tǒng)偏離預(yù)定軌道的種種干擾，使師生雙方始終保持知識信息的暢通，達到教學(xué)的動態(tài)平衡，我們在初中物理實驗教學(xué)中運用控制論原理，使受控制的客體（學(xué)生）根據(jù)施控主體（教師）的預(yù)定目標(biāo)而動作，實現(xiàn)教學(xué)的最優(yōu)化。

一、初中物理實驗教學(xué)中運用控制論原理的實踐

控制論視控制對象為“黑箱”。黑箱理論告訴我們，控制過程，其實是控制者沿著控制方向（目標(biāo)）對黑箱進行信息的輸入和輸出的連續(xù)不斷的過程，直至到達目標(biāo)。物理實驗教學(xué)控制過程可簡化為教學(xué)信息的輸入和輸出這兩個過程，然而如何對教學(xué)對象進行信息的輸入與輸出呢？這就要求控制者（教師）深入細(xì)致地研究自己的控制對象（學(xué)生），才能從根本上保證實驗教學(xué)的控制適宜。初中物理實驗教學(xué)中主要選擇定向、定序、定度、定勢等控制方法[1]。

1.演示實驗的定向控制

思維必須選擇正確的方向，但學(xué)生的思維往往容易走兩個極端，一方面由于他們想象無涯，“耗散”性強；另一方面又由于定勢作用，使思維沿著以反射形成的概念路徑作慣性運動，易鉆死胡同、走彎路。作定向控制就是事前給學(xué)生輸入信號，使學(xué)生科學(xué)掌握自己思維進程中的方向和目標(biāo)，同思維對象作同時、同步運動。

在演示實驗中，將實驗內(nèi)容作定向控制，使學(xué)生在教師的引導(dǎo)之下保持高度熱情，進行認(rèn)真觀察、積極思考并與課文中的概念、定理作同步運動，從而達到通過實驗得出規(guī)律的效果。如在研究“液體的壓強”時，演示實驗是研究液體對容器側(cè)部有壓強，學(xué)生實驗是研究液體內(nèi)部的壓強。根據(jù)課文展示的實驗內(nèi)容及順序，易使學(xué)生產(chǎn)生“液體對容器的側(cè)壁及內(nèi)部產(chǎn)生壓強時，對容器的底部就不產(chǎn)生壓強”的定勢思維，產(chǎn)生思維負(fù)作用。教師可把握住這個關(guān)鍵點，自行設(shè)計如圖所示裝置——側(cè)與底同時開口的容器，將兩個開口分別包上橡皮膜之后進行演示，結(jié)果側(cè)壁與底部橡皮膜同時凸出，這樣不僅增強了學(xué)生的興趣點，又控制了學(xué)生思維沿課文內(nèi)容作同時、同步運動，達到滿意的實驗效果。

“定向控制”的主要作用就是使實驗教學(xué)目標(biāo)系統(tǒng)明確，合理、恰當(dāng)?shù)卣{(diào)動學(xué)生的積極性，使不同層次的學(xué)生均能真正學(xué)有所得，達到課堂演示觀察的目的。

2.學(xué)生實驗的定序控制

教育學(xué)家認(rèn)為，教師的職責(zé)就是把條件反射或程序設(shè)計施于學(xué)生。實驗教學(xué)中的“定序控制”應(yīng)該兼顧相對獨立的各個實驗教學(xué)過程或?qū)嶒灜h(huán)節(jié)中確定恰當(dāng)?shù)乃悸烦绦?，科學(xué)地安排控制學(xué)生操作與思維的進程，使之條理化，并經(jīng)過不斷訓(xùn)練，養(yǎng)成面對復(fù)雜的實驗問題能自覺抉擇實驗器材與方法的習(xí)慣。

如進行“用電壓表測電壓”實驗時，學(xué)生按照要求要測出：“①干電池電壓；②串聯(lián)電路中的電壓；③并聯(lián)電路中的電壓?！备鶕?jù)實驗要求與操作程序，學(xué)生系統(tǒng)地循序漸進地完成實驗。在這個實驗之后，課文中又提出了：你明白家用電器為什么要并聯(lián)起來嗎？教師不妨在實驗設(shè)計中增加幾種常用電器（如小型電動機、碳膜電阻）等參加實驗，讓學(xué)生嘗試一下小型電動機或碳膜電阻串聯(lián)或并聯(lián)時的工作狀態(tài)，一則克服了只有小燈泡的單調(diào)環(huán)境，二則通過學(xué)生自己操作、自己發(fā)現(xiàn)問題、解決矛盾的過程（如電壓表兩極接錯、電動機不轉(zhuǎn)動等），既掌握了物理規(guī)律，又培養(yǎng)了學(xué)生探索求知的學(xué)習(xí)精神和認(rèn)真完成實驗的科學(xué)態(tài)度。

為了讓學(xué)生在實驗過程中少做無用功、多探究，實驗前教師對實驗步驟、教學(xué)環(huán)節(jié)作出最優(yōu)化的程序設(shè)計，探討與實踐物理實驗教學(xué)中的“定序控制”是十分必要的。

3.綜合實驗的定度控制

“定度控制”其實就是如何遵循量力性原則的問題。物理實驗教學(xué)就一定的教學(xué)階段而言必須有一定的限度，即教師不僅要從物理實驗相對獨立的各個實驗教學(xué)過程或?qū)嶒灜h(huán)節(jié)中確定恰當(dāng)?shù)牧慷?，還要根據(jù)物理教學(xué)的對象程度不一，從教學(xué)的速度、難度、強度等方面予以相應(yīng)的控制。

如“平面鏡”教學(xué)過程中，教師用猴子照鏡子的故事，引導(dǎo)學(xué)生思考：當(dāng)猴子照鏡子時是猴子大還是鏡子里的像大？（提出的問題在學(xué)生思維量度范圍內(nèi)，學(xué)生有興趣。）結(jié)果引起課堂內(nèi)學(xué)生爭論不休，渴求答案。然而在如何讓學(xué)生得出平面鏡成像規(guī)律的教學(xué)程序設(shè)計上，教師可有三種方案：①教師直接規(guī)范演示，得出結(jié)論；②教師先作示范演示，再由學(xué)生分組探究，自己得出結(jié)論；③直接由學(xué)生探究得出結(jié)論。如何選擇三種教學(xué)程序的設(shè)計方案之一，教師就要根據(jù)學(xué)生實際水平作出量度，否則就會產(chǎn)生截然不同的教學(xué)效果。

綜合實驗的教學(xué)設(shè)計必須符合學(xué)生身心發(fā)展的水平和特點，既要照顧到大多數(shù)學(xué)生的知識、智力水平，又要有一定的難度、深度與跨度，善于在已知與未知之間架設(shè)橋梁，激起學(xué)生“跳一跳能摘到果子”的熱情與欲望?？傊?，進行有效的定度控制，才能促進學(xué)生實驗觀察能力和實驗操作能力的提升。

4.生活小實驗的定勢控制

“從生活走向物理，從物理回歸生活”。將物理實驗引向生活實際的定勢控制，是促使學(xué)生產(chǎn)生一種動力準(zhǔn)備，在一定條件下迅速轉(zhuǎn)化為物理學(xué)習(xí)興趣的動能，帶著一種高漲的、激動的情緒去觀察或完成實驗，從中體驗創(chuàng)造的歡樂。

如課堂上教師演示了“連通器”的原理后，讓學(xué)生聯(lián)想日常生活中有哪些生活用品是根據(jù)連通器原理制作的，給出三分鐘時間讓學(xué)生思考，看誰想得多，并能講得正確。課后布置學(xué)生收集有關(guān)利用連通器原理制作的生產(chǎn)工具或生活用品，并能畫出簡單的構(gòu)造圖、制作最簡單的連通器，在下次上課時反饋等等。

教材中安排了許多動手試一試、想想做做等生活中的小實驗，就是有目的地定勢調(diào)控學(xué)生進行觀察、思考，培養(yǎng)學(xué)生用課本的知識去解釋一些日常生活的現(xiàn)象，不斷地把感知材料與理論知識相聯(lián)系，進一步提高了學(xué)生的思維能力和運用理論知識的能力。從教育心理學(xué)的觀點分析，“定勢控制”的意義正在于它為物理實驗教學(xué)提供了良好的條件和基礎(chǔ)。

二、防止初中物理實驗教學(xué)的種種失控

在實驗課中，我們經(jīng)常看到這樣一種情形：學(xué)生情緒飽滿，思維活躍時，他們敢于探索，往往容易偏離教師的“控制”，出現(xiàn)一些教師意想不到的“偶然事件”；當(dāng)遇到了疑難時，他們常常左顧右盼，皺眉嘖嘖，有的教師對此無所適從，容易使課堂失控。為防止實驗教學(xué)失控，必須做到以下幾點。

1.防止為實驗而實驗和敷衍了事的實驗

在物理實驗中，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生了解實驗?zāi)康模_使用實驗儀器，掌握操作方法并進行實驗，最終寫出實驗報告。所以在實驗中，教師應(yīng)定向控制學(xué)生的觀察能力，定序培養(yǎng)學(xué)生的操作技能。但在實施新課程的今天，有些教師片面理解學(xué)生的主體性，以為強調(diào)學(xué)生的主體性就是放棄教師的主導(dǎo)地位，常常導(dǎo)致實驗課堂的失控。如“探究凸透鏡的規(guī)律”時，一開始就讓學(xué)生自主探究、動手設(shè)計實驗、選擇器材，擺放蠟燭、凸透鏡和光屏，自己調(diào)節(jié)它們的高度，探究凸透鏡成實像、虛像以及不成像的條件，而教師成了課堂的旁觀者。結(jié)果由于放的力度太大，導(dǎo)致快到下課時才發(fā)現(xiàn)學(xué)生還是沒有探究出來，于是只好匆匆收場，簡單地宣布結(jié)論。

2.謹(jǐn)防學(xué)生參與實驗的“虛假繁榮”

新課程實施以來，物理實驗課堂變活了，這在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)熱情和主動精神，但在參與的背后，卻透漏出浮躁、膚淺和形式化的傾向，學(xué)生內(nèi)在的思維和情感并沒有真正被激活，看似熱鬧，實則是實驗教學(xué)的失控。

如“研究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”時，有老師布置好任務(wù)后，學(xué)生馬上進入了探究合作之中，小組內(nèi)學(xué)生積極地參與，一片繁榮，學(xué)生雖然經(jīng)歷探究過程的程序和步驟，但是由于缺乏好奇心的驅(qū)使以及批判性的質(zhì)疑，從而導(dǎo)致探究的機械化和形式化。當(dāng)學(xué)生采集了實驗的現(xiàn)象后，一會兒是小組討論，一會兒是大組交流，但大多數(shù)是在缺乏問題意識和交流欲望的背景下被動地、應(yīng)付式地討論，缺乏平等的溝通和交流，尤其是缺乏更深層次的思維的碰撞，使得實驗探究過程變相失控。因此，教師既要放手讓學(xué)生活動的定勢控制，又要避免學(xué)生興奮過度或活動過量的定度失控，需要必要的講解和過程指導(dǎo)的定序控制。

3.克服單純激發(fā)興趣的實驗

學(xué)習(xí)物理必須重視實驗，實驗是物理的一個重要手段，課本中有許多概念、定律、定理都是從定向控制的實驗中得出的，但有些教師對此認(rèn)識不足，認(rèn)為實驗是課堂中吸引學(xué)生注意力極其有效的辦法，所以，認(rèn)為演示實驗多多益善，只在表象化上下工夫，只問學(xué)生有沒有興趣，看到什么等，沒有把實驗定向控制在有目的地發(fā)現(xiàn)規(guī)律、分析現(xiàn)象中去。所以，這樣單純追求興趣與看表象的實驗必須克服。

最后，還應(yīng)該強調(diào)控制論原理的種種方法在初中物理實驗教學(xué)中的運用，各種方法往往是相輔相成、綜合運用，才能取得最佳的實驗教學(xué)效果。

參考文獻

[1] 陳成龍.控制論與語文教學(xué).寧德師專學(xué)報，1993（4）.

【責(zé)任編輯 付一靜】

教材中安排了許多動手試一試、想想做做等生活中的小實驗，就是有目的地定勢調(diào)控學(xué)生進行觀察、思考，培養(yǎng)學(xué)生用課本的知識去解釋一些日常生活的現(xiàn)象，不斷地把感知材料與理論知識相聯(lián)系，進一步提高了學(xué)生的思維能力和運用理論知識的能力。從教育心理學(xué)的觀點分析，“定勢控制”的意義正在于它為物理實驗教學(xué)提供了良好的條件和基礎(chǔ)。

二、防止初中物理實驗教學(xué)的種種失控

在實驗課中，我們經(jīng)?？吹竭@樣一種情形：學(xué)生情緒飽滿，思維活躍時，他們敢于探索，往往容易偏離教師的“控制”，出現(xiàn)一些教師意想不到的“偶然事件”；當(dāng)遇到了疑難時，他們常常左顧右盼，皺眉嘖嘖，有的教師對此無所適從，容易使課堂失控。為防止實驗教學(xué)失控，必須做到以下幾點。

1.防止為實驗而實驗和敷衍了事的實驗

在物理實驗中，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生了解實驗?zāi)康模_使用實驗儀器，掌握操作方法并進行實驗，最終寫出實驗報告。所以在實驗中，教師應(yīng)定向控制學(xué)生的觀察能力，定序培養(yǎng)學(xué)生的操作技能。但在實施新課程的今天，有些教師片面理解學(xué)生的主體性，以為強調(diào)學(xué)生的主體性就是放棄教師的主導(dǎo)地位，常常導(dǎo)致實驗課堂的失控。如“探究凸透鏡的規(guī)律”時，一開始就讓學(xué)生自主探究、動手設(shè)計實驗、選擇器材，擺放蠟燭、凸透鏡和光屏，自己調(diào)節(jié)它們的高度，探究凸透鏡成實像、虛像以及不成像的條件，而教師成了課堂的旁觀者。結(jié)果由于放的力度太大，導(dǎo)致快到下課時才發(fā)現(xiàn)學(xué)生還是沒有探究出來，于是只好匆匆收場，簡單地宣布結(jié)論。

2.謹(jǐn)防學(xué)生參與實驗的“虛假繁榮”

新課程實施以來，物理實驗課堂變活了，這在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)熱情和主動精神，但在參與的背后，卻透漏出浮躁、膚淺和形式化的傾向，學(xué)生內(nèi)在的思維和情感并沒有真正被激活，看似熱鬧，實則是實驗教學(xué)的失控。

如“研究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”時，有老師布置好任務(wù)后，學(xué)生馬上進入了探究合作之中，小組內(nèi)學(xué)生積極地參與，一片繁榮，學(xué)生雖然經(jīng)歷探究過程的程序和步驟，但是由于缺乏好奇心的驅(qū)使以及批判性的質(zhì)疑，從而導(dǎo)致探究的機械化和形式化。當(dāng)學(xué)生采集了實驗的現(xiàn)象后，一會兒是小組討論，一會兒是大組交流，但大多數(shù)是在缺乏問題意識和交流欲望的背景下被動地、應(yīng)付式地討論，缺乏平等的溝通和交流，尤其是缺乏更深層次的思維的碰撞，使得實驗探究過程變相失控。因此，教師既要放手讓學(xué)生活動的定勢控制，又要避免學(xué)生興奮過度或活動過量的定度失控，需要必要的講解和過程指導(dǎo)的定序控制。

3.克服單純激發(fā)興趣的實驗

學(xué)習(xí)物理必須重視實驗，實驗是物理的一個重要手段，課本中有許多概念、定律、定理都是從定向控制的實驗中得出的，但有些教師對此認(rèn)識不足，認(rèn)為實驗是課堂中吸引學(xué)生注意力極其有效的辦法，所以，認(rèn)為演示實驗多多益善，只在表象化上下工夫，只問學(xué)生有沒有興趣，看到什么等，沒有把實驗定向控制在有目的地發(fā)現(xiàn)規(guī)律、分析現(xiàn)象中去。所以，這樣單純追求興趣與看表象的實驗必須克服。

最后，還應(yīng)該強調(diào)控制論原理的種種方法在初中物理實驗教學(xué)中的運用，各種方法往往是相輔相成、綜合運用，才能取得最佳的實驗教學(xué)效果。

參考文獻

[1] 陳成龍.控制論與語文教學(xué).寧德師專學(xué)報，1993（4）.

【責(zé)任編輯 付一靜】

教材中安排了許多動手試一試、想想做做等生活中的小實驗，就是有目的地定勢調(diào)控學(xué)生進行觀察、思考，培養(yǎng)學(xué)生用課本的知識去解釋一些日常生活的現(xiàn)象，不斷地把感知材料與理論知識相聯(lián)系，進一步提高了學(xué)生的思維能力和運用理論知識的能力。從教育心理學(xué)的觀點分析，“定勢控制”的意義正在于它為物理實驗教學(xué)提供了良好的條件和基礎(chǔ)。

二、防止初中物理實驗教學(xué)的種種失控

在實驗課中，我們經(jīng)?？吹竭@樣一種情形：學(xué)生情緒飽滿，思維活躍時，他們敢于探索，往往容易偏離教師的“控制”，出現(xiàn)一些教師意想不到的“偶然事件”；當(dāng)遇到了疑難時，他們常常左顧右盼，皺眉嘖嘖，有的教師對此無所適從，容易使課堂失控。為防止實驗教學(xué)失控，必須做到以下幾點。

1.防止為實驗而實驗和敷衍了事的實驗

在物理實驗中，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生了解實驗?zāi)康模_使用實驗儀器，掌握操作方法并進行實驗，最終寫出實驗報告。所以在實驗中，教師應(yīng)定向控制學(xué)生的觀察能力，定序培養(yǎng)學(xué)生的操作技能。但在實施新課程的今天，有些教師片面理解學(xué)生的主體性，以為強調(diào)學(xué)生的主體性就是放棄教師的主導(dǎo)地位，常常導(dǎo)致實驗課堂的失控。如“探究凸透鏡的規(guī)律”時，一開始就讓學(xué)生自主探究、動手設(shè)計實驗、選擇器材，擺放蠟燭、凸透鏡和光屏，自己調(diào)節(jié)它們的高度，探究凸透鏡成實像、虛像以及不成像的條件，而教師成了課堂的旁觀者。結(jié)果由于放的力度太大，導(dǎo)致快到下課時才發(fā)現(xiàn)學(xué)生還是沒有探究出來，于是只好匆匆收場，簡單地宣布結(jié)論。

2.謹(jǐn)防學(xué)生參與實驗的“虛假繁榮”

新課程實施以來，物理實驗課堂變活了，這在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)熱情和主動精神，但在參與的背后，卻透漏出浮躁、膚淺和形式化的傾向，學(xué)生內(nèi)在的思維和情感并沒有真正被激活，看似熱鬧，實則是實驗教學(xué)的失控。

如“研究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”時，有老師布置好任務(wù)后，學(xué)生馬上進入了探究合作之中，小組內(nèi)學(xué)生積極地參與，一片繁榮，學(xué)生雖然經(jīng)歷探究過程的程序和步驟，但是由于缺乏好奇心的驅(qū)使以及批判性的質(zhì)疑，從而導(dǎo)致探究的機械化和形式化。當(dāng)學(xué)生采集了實驗的現(xiàn)象后，一會兒是小組討論，一會兒是大組交流，但大多數(shù)是在缺乏問題意識和交流欲望的背景下被動地、應(yīng)付式地討論，缺乏平等的溝通和交流，尤其是缺乏更深層次的思維的碰撞，使得實驗探究過程變相失控。因此，教師既要放手讓學(xué)生活動的定勢控制，又要避免學(xué)生興奮過度或活動過量的定度失控，需要必要的講解和過程指導(dǎo)的定序控制。

3.克服單純激發(fā)興趣的實驗

學(xué)習(xí)物理必須重視實驗，實驗是物理的一個重要手段，課本中有許多概念、定律、定理都是從定向控制的實驗中得出的，但有些教師對此認(rèn)識不足，認(rèn)為實驗是課堂中吸引學(xué)生注意力極其有效的辦法，所以，認(rèn)為演示實驗多多益善，只在表象化上下工夫，只問學(xué)生有沒有興趣，看到什么等，沒有把實驗定向控制在有目的地發(fā)現(xiàn)規(guī)律、分析現(xiàn)象中去。所以，這樣單純追求興趣與看表象的實驗必須克服。

最后，還應(yīng)該強調(diào)控制論原理的種種方法在初中物理實驗教學(xué)中的運用，各種方法往往是相輔相成、綜合運用，才能取得最佳的實驗教學(xué)效果。

參考文獻

[1] 陳成龍.控制論與語文教學(xué).寧德師專學(xué)報，1993（4）.

【責(zé)任編輯 付一靜】