徐永明　徐健

為落實(shí)重視學(xué)生探究活動(dòng)過程、方法及學(xué)生體驗(yàn)探究活動(dòng)過程的課程目標(biāo)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，結(jié)合高中實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)、學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)和思維方式，筆者在教學(xué)過程中把演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)層次：學(xué)生全程開放式實(shí)驗(yàn)、學(xué)生全程參與式實(shí)驗(yàn)和學(xué)生觀察分析現(xiàn)象式實(shí)驗(yàn).

巧用強(qiáng)磁鐵改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生由被動(dòng)接受，變?yōu)橹鲃?dòng)探索。還嘗試了實(shí)驗(yàn)與課件一體化的教學(xué)，給實(shí)驗(yàn)帶來意想不到的效果.從報(bào)廢的某型號(hào)電瓶車電機(jī)上拆取強(qiáng)磁鐵，共有46片，每片長2.4 cm，寬1.3 cm，厚0.3 cm，體積小，便于與其它教學(xué)儀器組合，如圖1所示，雖有銹跡，但不影響使用，圖1是食指尖上的單片磁鐵，右圖是多片磁鐵吸在一起.

1巧用強(qiáng)磁鐵，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例展示

1.1器材與黑板相結(jié)合，開展全程開放式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模竽懛攀?，運(yùn)用多種教學(xué)手段和方法，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，教師變成“旁觀者”，不隨便打斷、左右和更改學(xué)生的探究進(jìn)程和方案，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)親近物理的情感.這類實(shí)驗(yàn)難度要求不高，器材簡單，操作安全方便，適合人人動(dòng)手.

案例1實(shí)驗(yàn)“探究合力的方法”

[實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新]如圖2所示，用多個(gè)強(qiáng)磁鐵片疊在一起，中間夾住系橡皮條的輕繩，再放到黑板上合適的位置，實(shí)驗(yàn)開始.

[實(shí)驗(yàn)分析]實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后不再需要木板、白紙和鐵架臺(tái)等眾多輔助設(shè)備，器材簡單便于操作；根據(jù)板書和學(xué)生活動(dòng)的需要，可把磁鐵放在黑板的任意位置；器材緊緊地固定在黑板平面內(nèi)，穩(wěn)固性好、抗干擾性強(qiáng)，可反復(fù)修改實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和方法，甚至重新開始，有利于糾正學(xué)生不良實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；器材簡單結(jié)實(shí)、安全性高，適合學(xué)生充分參與探究過程、理解探究方法和親身體驗(yàn)探究活動(dòng)；探究過程全曝露在黑板上，老師能“明察秋毫”，掌控教學(xué)過程，避免熱鬧失控而假探究.

[實(shí)驗(yàn)實(shí)錄]前后兩面磁性黑板都用上，用8根橡皮條分成8個(gè)小組（共40名學(xué)生），前后黑板各四組，雖有點(diǎn)擠，但學(xué)生參與的熱情很高，過程中獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，不斷調(diào)整，向目標(biāo)靠攏.如在操作上，學(xué)生能體會(huì)理解彈簧秤的鉤桿不能與秤殼有摩擦和細(xì)繩要與黑板平行的原因；在探究過程中，第二次拉橡皮條時(shí)發(fā)現(xiàn)“第一次拉橡皮條時(shí)忘記記錄結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)的位置”；力的大小記錄在事先設(shè)計(jì)好表格中，當(dāng)探究合力與分力的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)“忘記記錄力的方向”；在實(shí)驗(yàn)技巧上，體會(huì)用兩點(diǎn)決定一條直線的方法記錄力的方向和細(xì)繩的長度要適當(dāng)；在數(shù)據(jù)處理上，培養(yǎng)科學(xué)猜想與驗(yàn)證的能力.總之，有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、記錄、處理數(shù)據(jù)以及猜想驗(yàn)證等能力.

1.2器材與符號(hào)相對(duì)應(yīng)，開展全程參與式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)

學(xué)生在明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊I(lǐng)下，對(duì)一些實(shí)驗(yàn)器材的使用方法和操作過程的注意點(diǎn)需要教師引導(dǎo)下討論解決，不宜徹底放手.讓學(xué)生體驗(yàn)關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法，充分參與和體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過程，留有足夠的時(shí)間讓學(xué)生獨(dú)立思考、討論和解決遇到的問題，老師起主導(dǎo)和調(diào)控作用.

案例2實(shí)驗(yàn)“測繪小燈泡的伏安特性曲線”

[實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新]打開電表底蓋，底蓋的內(nèi)外正對(duì)著各放一片強(qiáng)磁鐵，夾住底蓋，再把底蓋安裝回電表，這樣就可以把電表放到黑板的任意位置，如圖3所示，電池盒、小燈泡等其它器材也類似安裝強(qiáng)磁鐵.

[實(shí)驗(yàn)分析]本實(shí)驗(yàn)是新課教學(xué)的一部分，第1課時(shí)將此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為全程參與式實(shí)驗(yàn)（第2課時(shí)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)）.本實(shí)驗(yàn)是高中階段最典型的電學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，不僅涉及電流表的內(nèi)外接法的選擇，還首次接觸分壓電路，即使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)和電路圖全面理解，實(shí)物圖連接也困難重重，實(shí)物圖連接是本節(jié)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，至于根據(jù)電壓值和電流值描點(diǎn)作圖以及對(duì)圖線的解釋，學(xué)生易于掌握.這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度很高，不易過于放手.

[實(shí)驗(yàn)實(shí)錄]教師在黑板上畫出電路圖，對(duì)應(yīng)的位置放好實(shí)驗(yàn)器材，如圖3所示，分析滑動(dòng)變阻器哪部分處在干路，哪部分處在支路，小燈泡與電流表、電壓表的連接方式，電流表的內(nèi)外接法暫時(shí)不講，以后再學(xué).請(qǐng)兩位學(xué)生，作為一組，在黑板上按電路圖連接線路，這是真正的實(shí)物連接，不是紙面實(shí)物連接.臺(tái)下的同學(xué)看臺(tái)上同學(xué)如何做，發(fā)表觀點(diǎn)，“評(píng)頭論足”，共同體驗(yàn)接線的過程.受初中學(xué)的“滑動(dòng)變阻器一上一下”接法的慣性思維的消極影響，學(xué)生最不能理解和接受分壓接法，老師需耐心啟發(fā)，不僅要“容忍”學(xué)生犯錯(cuò)，而且鼓勵(lì)學(xué)生把錯(cuò)誤清楚地表出來，把這些錯(cuò)誤轉(zhuǎn)化成教學(xué)資源，讓學(xué)生討論，先后有若干組同學(xué)主動(dòng)上臺(tái)，終于接對(duì)了.同學(xué)們參與熱情空前高漲，不知不覺中激發(fā)了求知欲，發(fā)展了科學(xué)探索興趣，有的同學(xué)爭論得面紅耳赤，互不相讓，培養(yǎng)了堅(jiān)持真理、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神.測量電壓值、電流值，描點(diǎn)繪圖等進(jìn)行得很順利.

有的實(shí)驗(yàn)有一定危險(xiǎn)性，如高壓放電，有的實(shí)驗(yàn)受實(shí)驗(yàn)室條件的局限，同時(shí)還受課時(shí)等制約，這類實(shí)驗(yàn)適宜“觀察分析現(xiàn)象式實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生主要觀察分析，教師盡可能地“捍衛(wèi)”學(xué)生主體地位，這里不再贅述.

2實(shí)驗(yàn)與課件一體化，嘗試實(shí)驗(yàn)教學(xué)新方式

所謂實(shí)驗(yàn)與課件一體化，就是把實(shí)驗(yàn)與課件有機(jī)結(jié)合，是現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)手段相結(jié)合的產(chǎn)物，讓師生的操作在屏幕上得到放大，現(xiàn)象更直觀，課堂結(jié)構(gòu)更緊湊，有利于學(xué)生主動(dòng)參與，避免“臺(tái)上忙，臺(tái)下閑”，提高教學(xué)效益.

案例3實(shí)驗(yàn)“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”

[實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新]如圖4所示，把課件與器材實(shí)物融為一體，在電子白板上顯示一張PPT課件，課件中只有實(shí)驗(yàn)標(biāo)題、一幅量角器圖片和一只flash仿真秒表，就是最后排的同學(xué)都能輕松看清刻度線.然后把細(xì)線上端夾在幾片磁鐵中間，下端系一個(gè)小球，做成單擺，懸點(diǎn)放在量角器的圓心O處，實(shí)驗(yàn)裝置安裝完畢.

[實(shí)驗(yàn)分析]本實(shí)驗(yàn)是新課教學(xué)的一部分，實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)多，如果不實(shí)施一體化教學(xué)，還用純實(shí)物做實(shí)驗(yàn)，一課時(shí)不夠，秒表等器材又易損壞，如果器材與課件融為一體，操作簡單、直觀、生動(dòng)，節(jié)約大量時(shí)間.

在屏幕上與課件相結(jié)合做實(shí)驗(yàn)，效果被放大，學(xué)生的觀察范圍比以前在講臺(tái)上做演示實(shí)驗(yàn)大了許多；磁鐵牢固地吸在白板上，磁鐵緊緊夾住細(xì)線，使懸點(diǎn)固定，傳統(tǒng)方法用鐵架臺(tái)和鐵夾固定懸點(diǎn)，無論怎樣改進(jìn)，很難做到鐵架臺(tái)和懸點(diǎn)不晃動(dòng)，造成實(shí)驗(yàn)較大的誤差；讓小球自然下垂，在白板上用水筆記錄下擺線和球心A的位置，用米尺測出量角器圓心到A點(diǎn)的距離即為擺長，不用測量小球直徑；量角器輔助控制小擺角振動(dòng)，避免對(duì)以前只能估計(jì)擺角；振動(dòng)過程中，不用擔(dān)心小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，否則小球會(huì)與白板相碰；仿真秒表占半張幻燈片，清楚展示，示范兩次秒表使用方法，學(xué)生就能掌握使用方法，無需多費(fèi)口舌；擺球振動(dòng)的最低點(diǎn)（平衡位置）在白板中已標(biāo)出，方便準(zhǔn)確測量周期；測出的數(shù)據(jù)可用數(shù)表軟件處理，準(zhǔn)確而省時(shí).

[實(shí)驗(yàn)實(shí)錄]改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)克服了過去的“冰冷”，多一絲“熱鬧”，學(xué)生感到新鮮.當(dāng)講完實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮螅瑢W(xué)生熱情高漲，主動(dòng)上臺(tái)測量擺長；測周期時(shí)，一位同學(xué)通過鼠標(biāo)控制秒表按鈕，其余同學(xué)一起看擺球數(shù)周期，而且能總結(jié)出數(shù)周期的方法；數(shù)據(jù)處理時(shí)，更不用老師動(dòng)手，電腦高手早就手癢……學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性增強(qiáng)，探究的熱情溢于言表，遇到問題積極思考、討論，學(xué)生在不知不覺中變成了課堂的“主人翁”，知識(shí)的探索者.

3反思

3.1不拘泥實(shí)驗(yàn)的層次分類，重在貫徹新課標(biāo)理念

實(shí)驗(yàn)分為幾個(gè)層次并不重要，重要的是貫徹新課標(biāo)理念，突出生本位思想，學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)接收者變?yōu)橹R(shí)的積極探索者.教材的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是由過去的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改成探究性實(shí)驗(yàn)，目的就在于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，使學(xué)生逐步形成科學(xué)態(tài)度和良好的科學(xué)精神.但探究的深度和廣度，要根據(jù)知識(shí)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)條件、學(xué)生學(xué)情等，不搞一刀切.

3.2不追求器材的高端豪華，重在提高實(shí)驗(yàn)綜合效益

許多買來的實(shí)驗(yàn)器材“高大上”，但效果一般，創(chuàng)新制作的器材“土”了點(diǎn)，但能接地氣.利用日常器具或廢棄品做成的實(shí)驗(yàn)器材，只要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、更直觀、操作簡便、更能說明問題的本質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，就是好器材，而且也能潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和節(jié)約環(huán)保意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能.改進(jìn)的過程是充滿享受的過程，如案例1，預(yù)習(xí)時(shí)要求學(xué)生解決如何固定橡皮條問題，有的同學(xué)想到在黑板的邊緣釘釘子，有的想用吸盤掛鉤，有個(gè)同學(xué)帶來了強(qiáng)磁鐵.受到啟發(fā)，在近兩年，筆者巧用強(qiáng)磁鐵創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果.盡管強(qiáng)磁鐵磁性太強(qiáng)，有一次把手指夾破，但仍覺得過程充滿享受.

3.3不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)手段一體化

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)器材多年不變，如多年前的“利用單擺測重力加速”，隨著教育理念的進(jìn)步變成現(xiàn)在的“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”，但實(shí)驗(yàn)室提供的器材還是那一套，說明傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)器材有其不可取代的優(yōu)勢，如果把它與多媒體課件無縫對(duì)接，融為一體，各取其優(yōu)，形成互補(bǔ)，如案例3，融合多種教學(xué)資源，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方式，使傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)煥發(fā)新機(jī)，具有時(shí)代感，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效益最大化.