陳濤

(普寧市華僑中學(xué) 廣東 揭陽 515300)

從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的角度看，演示實(shí)驗(yàn)是學(xué)生形成物理觀念、建立科學(xué)思維能力、實(shí)踐科學(xué)探究能力、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的重要途徑，是目前其他方式教學(xué)手段不可取代的.但未知、突發(fā)因素會造成教師無法保證每一次課堂演示實(shí)驗(yàn)都成功，實(shí)際上演示實(shí)驗(yàn)失敗風(fēng)險很高.以下3個案例，教師都會遇上相同或者相似的情境，在此作為典例進(jìn)行探討.

案例1：教師講授電容器原理，按教材實(shí)驗(yàn)裝置安裝極板和驗(yàn)電器后，摩擦橡膠棒使極板帶電，但是反復(fù)接觸、移動極板，驗(yàn)電器指針無反應(yīng)，多次嘗試無效后教師改為PPT演示分析.

案例2：教師演示胡克定律，利用彈簧測力計(jì)和鉤碼作出多組數(shù)據(jù)輸入電子表格后，形成的圖像不經(jīng)過原點(diǎn)，不成直線.演示實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問題后，學(xué)生表現(xiàn)出極大興趣，授課教師引導(dǎo)學(xué)生研究原因，最后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)椴捎玫膹椈勺陨碣|(zhì)量過大而鉤碼質(zhì)量太小，不滿足輕質(zhì)彈簧的條件，造成明顯偏差.

案例3：教師用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材，分析電磁阻尼現(xiàn)象，在斜面上放置環(huán)形導(dǎo)線，A車底部無磁鐵，B車底部有磁鐵，演示時兩車基本同步到達(dá)底部，無明顯差異，演示未能體現(xiàn)阻礙效果.教師改變斜面傾斜角度，重復(fù)試驗(yàn)，A車停止在斜面位置比B車停止在斜面位置遠(yuǎn)，教師解釋是電磁阻尼現(xiàn)象造成該結(jié)果.

1 從形成物理觀念角度看演示實(shí)驗(yàn)失敗的影響

演示實(shí)驗(yàn)的作用，在于讓學(xué)生看到的、直觀的物理現(xiàn)象和教師在課堂上教授的、經(jīng)提煉的、抽象總結(jié)出來的規(guī)律能夠完美統(tǒng)一起來，使學(xué)生頭腦中的感官印象，提煉升華到物理概念和規(guī)律，形成學(xué)生對物理世界的根本認(rèn)識.演示實(shí)驗(yàn)失敗，代表教師傳授給學(xué)生的物理概念、規(guī)律與學(xué)生看到的物理現(xiàn)象發(fā)生沖突，導(dǎo)致學(xué)生懷疑、不接受課程預(yù)期形成的觀念和結(jié)論.

案例1就是典型的物理觀念形成失敗，教師用PPT演示進(jìn)行彌補(bǔ)，是不可能完全解決學(xué)生因?qū)嵨镅菔臼≡斐傻恼J(rèn)知沖突，這就要求教師在課前做周密安排、把控實(shí)驗(yàn)，盡一切可能避免差錯，而不是寄希望于如何彌補(bǔ)和應(yīng)對.

2 從科學(xué)思維角度去界定失敗的演示實(shí)驗(yàn)

在課程中，演示實(shí)驗(yàn)一旦出現(xiàn)問題，教師都會嘗試挽救實(shí)驗(yàn)，試圖讓課堂重新回到原來的預(yù)定軌道上，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師還會因勢利導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生研究失敗原因，通過分析讓學(xué)生學(xué)習(xí)排除故障，反而整個課堂非?；钴S，這樣的實(shí)驗(yàn)算不算失敗？從物理學(xué)科核心素養(yǎng)視角去看，演示實(shí)驗(yàn)主要目的在于構(gòu)建學(xué)生科學(xué)思維中的科學(xué)論證環(huán)節(jié)，讓課程中的知識在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證.無論教師如何應(yīng)變，論證結(jié)果與原預(yù)定目標(biāo)不符，學(xué)生學(xué)習(xí)的整個構(gòu)建過程就失敗了，在教師指導(dǎo)下研究故障，引發(fā)學(xué)生其他興趣，也是另外一個科學(xué)思維過程，不能掩蓋預(yù)期目標(biāo)不達(dá)成這一事實(shí).所以，只要預(yù)期的科學(xué)論證過程不能實(shí)現(xiàn)，都應(yīng)歸為失敗的演示實(shí)驗(yàn).

案例2中，教師通過應(yīng)變處理，研究了故障這個新問題，并完成故障排除，但是預(yù)期目標(biāo)定律驗(yàn)證不能達(dá)成，科學(xué)論證過程失敗，應(yīng)確定為失敗的演示實(shí)驗(yàn).成功引導(dǎo)學(xué)生研究出問題的原因，也只能視為另外一個問題完成.

3 從科學(xué)探究過程去研究失敗的演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)從科學(xué)探究上看，是針對課程預(yù)定問題，通過演示實(shí)驗(yàn)獲得證據(jù)支持，進(jìn)而解釋和進(jìn)行交流.演示實(shí)驗(yàn)失敗，是證據(jù)獲取失敗，同時引發(fā)另外一個“為什么會失敗”的新問題.從這一角度看，教師面臨實(shí)驗(yàn)失敗時，能做出選擇就兩個方向，是繼續(xù)原有問題的探究？還是對新問題進(jìn)行探究？有經(jīng)驗(yàn)的教師往往能妥善處理，引導(dǎo)課程，而一些教師卻顯得驚慌失措，其關(guān)鍵在于能否判斷出問題的核心，迅速選擇是將兩個問題結(jié)合起來進(jìn)行探究，解決新問題，繼續(xù)老問題，還是指出問題所在，確定無法完成，拋棄演示實(shí)驗(yàn)繼續(xù)教學(xué)過程.選擇是否合適、是否有利于課程，取決于教師的學(xué)術(shù)水平和應(yīng)變能力.

案例2中，教師若是能夠當(dāng)場更換彈簧，完成胡克定律驗(yàn)證演示實(shí)驗(yàn)，就實(shí)現(xiàn)了兩個問題的探究過程，課程就將非常成功.

4 從科學(xué)態(tài)度與責(zé)任角度去對待演示實(shí)驗(yàn)失敗

演示實(shí)驗(yàn)一旦失敗，無論采用何種處理方式，本身就是一種失敗挫折.教師處理問題的態(tài)度將對學(xué)生起示范作用，甚至可影響學(xué)生未來面對其他問題的態(tài)度.這要求教師從科學(xué)態(tài)度與責(zé)任角度去對待演示實(shí)驗(yàn)失敗，其核心是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，科學(xué)精神就是實(shí)事求是精神，需要在實(shí)踐中培養(yǎng)和體現(xiàn).對待演示實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，不主觀臆斷，不弄虛作假，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待問題，不帶任何先驗(yàn)成分探究事物規(guī)律，絕不能回避、隱藏問題.

案例3中，實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)電磁阻尼效果不明顯，主因是磁鐵磁感強(qiáng)度太小和環(huán)形導(dǎo)線匝數(shù)過少.教師采用改變角度的方法，是改變重力沿斜面方向的分力大小，最后小車在斜面上停下的主因是摩擦力，電磁阻尼對小車的影響是阻礙，不是阻止，是不可能讓小車停止在斜面上.教師用這樣的演示實(shí)驗(yàn)說明電磁阻尼，本身就是錯誤的，主觀臆斷小車停止位置不同就是電磁阻尼現(xiàn)象，缺乏對事物分析需要的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，雖然當(dāng)場學(xué)生沒有異議，但存在很多漏洞，經(jīng)不起事后推敲，完全是失敗的演示實(shí)驗(yàn).在創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)中，教師要以科學(xué)的態(tài)度，把握實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，經(jīng)受他人的“挑刺”，才能形成一個優(yōu)秀的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn).

5 結(jié)束語

只有將演示實(shí)驗(yàn)的問題，放在物理核心素養(yǎng)的要求下審視，才能發(fā)現(xiàn)簡單問題背后，有更多深層次的思考，才能知道問題、思考問題和解決問題.演示實(shí)驗(yàn)如此，其他工作亦如此.