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        淺議“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題及對策

        2019-12-26 15:47:26
        物理之友 2019年11期
        關(guān)鍵詞:礦泉水瓶易拉罐卡片

        (江蘇省南京市金陵中學(xué)龍湖分校,江蘇 南京 211500)

        1 非常規(guī)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵

        非常規(guī)物理實(shí)驗(yàn),是指主要利用學(xué)生熟悉的生活易得物品、材料、器具、人體或人體局部以及兒童玩具等開發(fā)進(jìn)行的一類體現(xiàn)自創(chuàng)性、體驗(yàn)性、趣味性、簡易性、生活化的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。與其相對應(yīng)的是使用廠制正規(guī)的專門實(shí)驗(yàn)器材開展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng),即所謂“常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)”。[1]

        2 非常規(guī)實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中的重要性

        《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》明確指出:“除專門配備的儀器外,應(yīng)提倡師生利用身邊的物品、器具、材料等進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)?!薄斑@樣既可以拉近物理與生活的距離,讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性,又補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)課程資源,有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識”。[2]非常規(guī)實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比,更加貼近學(xué)生的真實(shí)生活,更容易創(chuàng)設(shè)引人入勝的教學(xué)情境,[3]而且有利于學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng),也體現(xiàn)了“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的基本理念。

        初中生正處于身心迅速發(fā)展的關(guān)鍵期,具有一定的生活經(jīng)驗(yàn),同時(shí)對新鮮事物充滿了好奇,探索未知領(lǐng)域的愿望較為強(qiáng)烈,喜歡做實(shí)驗(yàn)。教師在組織教學(xué)時(shí),應(yīng)以學(xué)生已有的知識與經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn),以便于學(xué)生主動(dòng)地探索知識。而非常規(guī)實(shí)驗(yàn)取材于生活,學(xué)生相對熟悉,便于情境的創(chuàng)設(shè),符合由易到難、由具體到抽象、循序漸進(jìn)的原則,與初中生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和心理發(fā)展水平相適應(yīng)。同時(shí),由于非常規(guī)實(shí)驗(yàn)資源的豐富性與生活化特點(diǎn),更加有利于發(fā)揮學(xué)生的主體性,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性,促進(jìn)物理教學(xué)走向真實(shí)的生活。合理運(yùn)用非常規(guī)實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)活動(dòng),有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升科學(xué)素養(yǎng)。

        3 非常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的存在問題及對策

        在實(shí)際教學(xué)中,由于部分教師對非常規(guī)實(shí)驗(yàn)理解的偏頗,或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)不到位,對非常規(guī)實(shí)驗(yàn)運(yùn)用不當(dāng),分散了學(xué)生的注意力,致使教學(xué)效果并不令人滿意,甚至還可能影響正常的課堂教學(xué),筆者將結(jié)合教學(xué)實(shí)踐就非常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的常見問題及優(yōu)化方案談幾點(diǎn)淺見。

        3.1 忽略可視化,演示效果差

        在“流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系”教學(xué)中,一位教師在課堂上演示了“自制噴霧器”實(shí)驗(yàn)。將吸管從中間剪開,插入水中,用力吹氣。由于液滴較少,又無色透明,只有前排個(gè)別學(xué)生看到霧狀液滴的出現(xiàn)。

        由于該教師未充分考慮實(shí)驗(yàn)的可視化效果,故演示的效果不明顯,以致大部分學(xué)生根本看不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這樣的實(shí)驗(yàn)是低效的,需要進(jìn)一步改進(jìn)。

        解決方案:預(yù)先籌備,人人參與。

        教師應(yīng)提前布置任務(wù),要求學(xué)生課前準(zhǔn)備好本實(shí)驗(yàn)需用到的小瓶、水、塑料吸管等物品。課堂上學(xué)生在教師的指導(dǎo)下用自己帶的生活物品進(jìn)行“自制噴霧器”實(shí)驗(yàn),每個(gè)學(xué)生都能近距離地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

        對于器材比較小、演示效果不太明顯的非常規(guī)實(shí)驗(yàn),教師應(yīng)提前做好籌備工作,預(yù)先列好器材清單,布置學(xué)生課前準(zhǔn)備一些生活物品作為課堂上備用的實(shí)驗(yàn)器材,確保課堂上人人動(dòng)手參與。學(xué)生在擺弄自己帶來的生活物品的同時(shí),能近距離地觀察到細(xì)微的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,親歷探究過程,體驗(yàn)動(dòng)手探究的樂趣。

        3.2 重實(shí)驗(yàn)數(shù)量,輕思維品質(zhì)

        一位教師在“大氣壓”新課教學(xué)中,演示了多個(gè)非常規(guī)實(shí)驗(yàn):“瓶吞雞蛋”實(shí)驗(yàn)、易拉罐“變癟”(易拉罐裝入少量水,加熱直至出現(xiàn)大量白霧,撤去酒精燈,用橡皮泥迅速堵住罐口,觀察到易拉罐變癟)、礦泉水瓶變癟(礦泉水瓶注入少量開水,蓋上瓶蓋,搖晃瓶身,將水倒掉,迅速蓋緊瓶蓋,觀察到礦泉水瓶變癟)、吸盤“吸”在玻璃表面、吸盤互相吸住等等,令學(xué)生目不暇接、眼花繚亂。

        這種做法的問題在于過分追求實(shí)驗(yàn)的數(shù)量,事實(shí)上這些實(shí)驗(yàn)屬于相似實(shí)驗(yàn),不必在同一節(jié)課上逐一演示給學(xué)生看。值得肯定的是該教師課前做了大量的準(zhǔn)備工作,付出了很多心血。問題在于:學(xué)生雖過足了眼癮,卻無暇進(jìn)一步地思考,學(xué)生的主體性并未得到充分發(fā)揮、參與度也相對較低,非常規(guī)實(shí)驗(yàn)淪為教師的個(gè)人表演。

        另外,將同類型的實(shí)驗(yàn)一次性全部呈現(xiàn)給學(xué)生,反復(fù)刺激學(xué)生的感官,這種高強(qiáng)度的刺激反而會(huì)令學(xué)生的注意力不容易集中,[4]而習(xí)題課或復(fù)習(xí)課也就沒有新鮮的實(shí)驗(yàn)可做,就很難再借助實(shí)驗(yàn)吸引學(xué)生了。

        解決方案:精選實(shí)驗(yàn)、切忌繁冗。

        在以上有關(guān)大氣壓的實(shí)驗(yàn)中,“瓶吞雞蛋”“易拉罐變癟”與“礦泉水瓶變癟”三個(gè)實(shí)驗(yàn)相似,只需擇其一,關(guān)鍵要引導(dǎo)學(xué)生充分經(jīng)歷思維過程,把實(shí)驗(yàn)的原理吃透。

        在演示“瓶吞雞蛋”實(shí)驗(yàn)后,可要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)“使易拉罐或礦泉水瓶變癟”的實(shí)驗(yàn)方案,且說明這樣設(shè)計(jì)的理由。學(xué)生通過參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),將大氣壓知識與日常生活緊密聯(lián)系,加深了對知識的理解,同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生思維的發(fā)散性、靈活性,變被動(dòng)接受為主動(dòng)思考。

        要想非常規(guī)實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中起到“畫龍點(diǎn)睛”的作用,不在于“多”,而在于“精”。學(xué)生是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體而非“旁觀者”,教師應(yīng)盡可能地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,讓學(xué)生真正參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)原理。

        3.3 缺整體設(shè)計(jì),置學(xué)情不顧

        在“物體的浮與沉”第一課時(shí)教學(xué)中,一位教師在和學(xué)生交流討論“物體的浮沉條件”后,就立即將孔明燈、浮沉子、潛水艇、密度計(jì)等實(shí)驗(yàn)和盤托出,而并未考慮到學(xué)生對“浮沉條件”需要經(jīng)歷吸收、理解、消化的過程。

        本節(jié)教學(xué)內(nèi)容需要多個(gè)課時(shí)才能完成,這些小實(shí)驗(yàn)需要在學(xué)生基本建立物體浮沉需要滿足哪些條件等相關(guān)認(rèn)知后才能適時(shí)呈現(xiàn),否則做完這些實(shí)驗(yàn)后學(xué)生反而更加疑惑,這就適得其反了。

        解決方案:循序漸進(jìn),適時(shí)呈現(xiàn)。

        孔明燈、浮沉子、潛水艇、密度計(jì)等實(shí)驗(yàn)不僅關(guān)聯(lián)浮力知識,還涉及力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、密度、壓強(qiáng)等知識,學(xué)生理解起來比較困難。教師要統(tǒng)籌安排,整體設(shè)計(jì),將這些非常規(guī)實(shí)驗(yàn)巧妙地穿插到各個(gè)課時(shí)中,引導(dǎo)學(xué)生逐步在實(shí)驗(yàn)探究過程中建構(gòu)浮力等概念。

        建議浮沉子以“小魔術(shù)”的形式放在“物體的浮與沉”第一課時(shí)的新課引入環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生的好奇心與探索欲。潛水艇可在“浮沉條件”新課中呈現(xiàn),學(xué)生通過觀察潛水艇充水、排水,理解重力變化對浮沉狀態(tài)的影響,學(xué)會(huì)通過分析受力情況判斷浮沉??酌鳠艚ㄗh安排在第二課時(shí),學(xué)生通過學(xué)習(xí),了解到通過對比物體和液體(氣體)的密度也可以判斷物體的浮沉,此時(shí)展示孔明燈,學(xué)生也就很容易解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了。密度計(jì)包含的知識較多,對綜合應(yīng)用能力要求也較高,建議按照“綜合實(shí)踐活動(dòng)”的方案單獨(dú)安排一課時(shí),亦可利用密度計(jì)作為本章復(fù)習(xí)課的切入點(diǎn)。

        對物理概念的理解、物理規(guī)律的掌握并非一蹴而就,教師要全局考慮,安排好非常規(guī)實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)時(shí)機(jī),按照由淺入深、由易到難的順序,將非常規(guī)實(shí)驗(yàn)滲透到各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中去。

        3.4 問題欠設(shè)計(jì),缺乏指向性

        在“動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化”的教學(xué)中,教師演示“會(huì)跳的小卡片”,將卡片對折,在開口的一邊剪兩個(gè)小豁口,套上橡皮筋。將卡片反過來壓平,迅速松手,小卡片跳起來,實(shí)驗(yàn)效果很明顯。

        師:小卡片為什么會(huì)跳起來?

        生:因?yàn)閺椓Α?/p>

        生:因?yàn)橛邢鹌そ睢?/p>

        該教師的提問缺乏規(guī)范性、指向性以及梯度性,學(xué)生不知道從哪個(gè)角度去思考,回答也就比較隨意。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯固然重要,但能讓學(xué)生通過有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考其背后的原理、能運(yùn)用相關(guān)的知識解決實(shí)際物理問題則更加重要。

        解決方案:問題引領(lǐng)、啟發(fā)思考。

        針對以上實(shí)驗(yàn),可設(shè)計(jì)以下問題。

        問題1:此過程涉及哪些能量?

        問題2:卡片在跳動(dòng)時(shí)具有什么能量?卡片的動(dòng)能從哪里來?此過程中的能量轉(zhuǎn)化情況如何?

        問題3:卡片在上升的過程中,能量的轉(zhuǎn)化情況如何?

        教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),不僅要關(guān)注實(shí)驗(yàn)效果是否明顯,還應(yīng)立足學(xué)生的認(rèn)知水平,精心設(shè)計(jì)問題。通過交流與討論,引導(dǎo)學(xué)生積極思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的物理原理,讓學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中。

        4 結(jié)語

        非常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)若運(yùn)用恰當(dāng),能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性、主動(dòng)性,提升實(shí)驗(yàn)操作技能、科學(xué)思維能力等,提高課堂學(xué)習(xí)效率。因此,物理教師應(yīng)深刻領(lǐng)悟課程目標(biāo),準(zhǔn)確把握學(xué)情,恰當(dāng)、適時(shí)地采用非常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué),以達(dá)到事半功倍的效果。

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