器材引入要多一些“建?！鄙僖恍敖忉尅?/h1>
2025-03-14 00:00:00蔣新
物理教學(xué)探討 2025年2期
摘" "要：器材引入作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個環(huán)節(jié)，長期以來沒有受到教師們的足夠重視。教師們習(xí)慣于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將器材直接呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生“解釋”器材的結(jié)構(gòu)或作用，這種器材引入方式的弊端是學(xué)生被教師牽著鼻子走，思維受到了限制，基本不需要動腦。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)學(xué)科的育人目標(biāo)，提出器材引入要多一些“建模”少一些“解釋”。從這個觀點(diǎn)出發(fā)，從測量器材、演示器材、分組器材中各選一例，先介紹器材引入的常規(guī)教法，在分析點(diǎn)評的基礎(chǔ)上，給出這幾例器材引入的優(yōu)化教法，通過對比和反思，總結(jié)出了器材引入的幾點(diǎn)建議。
關(guān)鍵詞：器材引入；建模；解釋
中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " 文章編號：1003-6148（2025）2-0057-4
１" " 引" 言
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理課堂教學(xué)中占據(jù)著非常重要的地位，器材引入作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個環(huán)節(jié)，長期以來沒有受到教師們的足夠重視。教師們習(xí)慣于實(shí)驗(yàn)前將器材放置在講臺上，實(shí)驗(yàn)中隨手拿來讓學(xué)生解釋器材的結(jié)構(gòu)或作用，由于學(xué)生對裝置并不熟悉，解釋起來也差強(qiáng)人意，教學(xué)效果不佳。怎樣才能在器材引入環(huán)節(jié)上充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提升學(xué)生的思維能力呢？筆者認(rèn)為，器材引入要多一些“建模”少一些“解釋”，即器材引入之前要做好鋪墊，要引導(dǎo)學(xué)生對該器材進(jìn)行建模，而不能直接將器材呈現(xiàn)給學(xué)生，讓他們?nèi)ソ忉屍浣Y(jié)構(gòu)或作用。
“建?！本褪恰敖⒛Ｐ汀?，是科學(xué)思維的要素之一，是指通過實(shí)驗(yàn)操作或日常生活體驗(yàn)獲得感性認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)，通過分析、推理、類比、綜合等方法，把抽象的事物特征用直觀的畫圖、文字、符號、圖像或圖表等形式描述出來的一種活動?！敖忉尅笔侵冈谟^察的基礎(chǔ)上進(jìn)行思考，合理地說明事物變化的原因，事物之間的聯(lián)系，或者事物發(fā)展的規(guī)律。
器材引入之前先進(jìn)行“建?！?，能引導(dǎo)學(xué)生積極思考，主動探究，通過師生對話，生生互動，調(diào)動學(xué)生的探究熱情，在頭腦中主動建構(gòu)出該器材的一些外觀和本質(zhì)特征；而先呈現(xiàn)器材，讓學(xué)生 “解釋”器材的結(jié)構(gòu)或作用，他們的思維會受到限制，缺乏探究熱情，對提供的器材較為陌生，解釋起來也就困難重重。然而，在教學(xué)實(shí)踐中，教師們習(xí)慣于先直接呈現(xiàn)器材。為了改變這種現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)學(xué)科的育人目標(biāo)，筆者結(jié)合平時聽課的情況，從測量器材、演示器材、分組器材中各選一例，先介紹器材引入的常規(guī)教法，在分析點(diǎn)評的基礎(chǔ)上，給出這幾例器材引入的優(yōu)化教法，通過對比和反思，總結(jié)出器材引入的幾點(diǎn)建議。
２" " 器材引入的常規(guī)教法介紹
【案例１】 測量器材引入——彈簧測力計(jì)（常規(guī)教法）
師：生活中力是怎么測量出來的呢？
生：用測力計(jì)。
教師直接呈現(xiàn)出彈簧測力計(jì)（圖1）。
問題１：通過閱讀課本，說說彈簧測力計(jì)是由哪些部分組成的？
生：秤鉤、刻度盤、指針、大寫字母“Ｎ”。
問題２：彈簧測力計(jì)的測量原理是什么？
生：利用“彈簧受到的拉力越大，伸得就越長”的原理。
點(diǎn)評：這是測量工具引入的一個經(jīng)典案例。教師在提出問題后，直接呈現(xiàn)出彈簧測力計(jì)，告訴學(xué)生這個是測量力的工具，然后讓他們通過閱讀課本，解釋彈簧測力計(jì)的外在結(jié)構(gòu)和測量原理。這種教法的弊端是學(xué)生被教師牽著鼻子走，思維受到限制，所需回答的問題基本不需要動腦，質(zhì)疑和創(chuàng)新的天性得不到釋放，“以師為本”的痕跡很重。
【案例２】 演示器材引入——空氣壓縮引火儀（常規(guī)教法）
師：外界對氣體做功，氣體內(nèi)能會怎么改變呢？
教師直接呈現(xiàn)出如圖２所示的實(shí)驗(yàn)裝置，并將一干燥棉花放入筒內(nèi)底部。
問題１：怎樣操作才能對筒內(nèi)空氣做功？
生：將活塞向下壓。
問題２：通過什么現(xiàn)象可以說明筒內(nèi)空氣內(nèi)能增加？
學(xué)生不知如何回答。
問題３：老師為什么要在筒內(nèi)放棉花？
問題４：如果棉花燃燒說明什么？
學(xué)生依然不知如何回答。
問題５：是不是說明對氣體做功，氣體內(nèi)能增加，空氣溫度達(dá)到了棉花的燃點(diǎn)？（教師著急了）
生：是。
點(diǎn)評：這是演示器材引入的一個經(jīng)典案例。教師直接呈現(xiàn)器材，讓學(xué)生解釋里面的一些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。由于學(xué)生第一次接觸到這樣的演示實(shí)驗(yàn)裝置，很多地方并不清楚，讓學(xué)生解釋出現(xiàn)了冷場，最后教師問了一個讓學(xué)生回答“是”或“不是”的無效問題。將演示器材硬塞給學(xué)生，學(xué)生不清楚器材的結(jié)構(gòu)和原理，主動思考和探究的空間很少，“以生為本”的理念無法得到落實(shí)。
【案例３】 分組器材引入——光的反射實(shí)驗(yàn)裝置（常規(guī)教法）
師：剛才我們猜想了光反射時可能遵循的規(guī)律，我們該如何通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證呢？
教師直接呈現(xiàn)如圖３所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
問題１：為什么要采用白色紙板？
生：為了顯示出光路。
問題２：如何驗(yàn)證反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)？
生：看到白紙板上呈現(xiàn)出反射光線、入射光線和法線就可以了（方案不全面）。
問題３：紙板上為什么要標(biāo)有角度？
生：為了驗(yàn)證反射角與入射角的大小關(guān)系。
點(diǎn)評：這是分組器材引入的一個經(jīng)典案例。教師直接給學(xué)生呈現(xiàn)了光的反射實(shí)驗(yàn)裝置，問了３個問題。表面上看，通過回答這些問題，可以了解該裝置的基本結(jié)構(gòu)和作用，但問題要么比較簡單（如問題１和問題３），要么學(xué)生回答的實(shí)驗(yàn)方案不全面（如問題２）。教師很難通過這３個問題培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。另外，把裝置硬塞給學(xué)生，學(xué)生不知道為什么需要這個器材？如何正確使用這個器材？感覺很茫然。
３" " 器材引入的優(yōu)化教法探討
以上介紹的測量器材、演示器材、分組器材三個器材引入的案例，具有一定的代表性。這些器材引入的共同點(diǎn)是：先將器材呈現(xiàn)給學(xué)生，然后讓學(xué)生通過看書或觀察，去“解釋”器材的結(jié)構(gòu)或作用，這樣的“解釋”沒有思維含量，是教師強(qiáng)加給學(xué)生的一種行為，不符合“以生為本”的教學(xué)理念。如果我們在器材引入前能通過師生對話、生生互動，先讓學(xué)生對要引入的器材進(jìn)行“建?！?，最后再將真實(shí)器材呈現(xiàn)給學(xué)生，將會有效提升學(xué)生的思維能力。
以下是三個案例的優(yōu)化教法：
【案例１】 測量器材引入——彈簧測力計(jì)（優(yōu)化教法）
教師準(zhǔn)備的材料有：帶磁吸的長條白紙板，指針，掛鉤，彈簧。
師：生活中力是怎么測量出來的呢？
生：用測力計(jì)。
問題１：根據(jù)力越大，形變越大，若要設(shè)計(jì)一個方便測量力的工具，你覺得哪個材料必不可少？為什么？
生：彈簧或橡皮筋。因?yàn)閺椈墒艿降睦υ酱螅斓镁驮介L。
問題２：這個測力計(jì)的組成中，除了彈簧（或橡皮筋），還應(yīng)該有哪些東西？
生：還應(yīng)該有刻度盤、掛鉤、指針。
問題３：指針放在什么位置比較好？為什么？
生：指針應(yīng)該放在刻度盤上方比較好，這樣掛鉤掛上物體后，指針上下移動的距離較大。
通過師生互動，學(xué)生在黑板上逐步添加磁吸零部件，最后建構(gòu)出一個彈簧測力計(jì)的磁吸模型，并將它與實(shí)際器材對比，完善磁吸模型。
點(diǎn)評：教師依托學(xué)生頭腦里對測量工具的元認(rèn)知，通過有效地提問，建構(gòu)出一個測力計(jì)的磁吸模型，這個過程充分調(diào)動了學(xué)生的思維力，激發(fā)出他們的創(chuàng)造力。最后，教師將彈簧測力計(jì)分發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行觀察對比。這樣學(xué)生對測力計(jì)的構(gòu)造和作用就非常清楚，對比中也產(chǎn)生了成就感，整個過程體現(xiàn)出了“以生為本”的理念。
【案例２】 演示器材引入——空氣壓縮引火儀（優(yōu)化教法）
師：外界對氣體做功，氣體內(nèi)能會怎么改變呢？（問而不答，賣個關(guān)子）
問題１：如果要對氣體做功，需要設(shè)計(jì)一個怎樣的裝置？
生：一個容器，配一個活塞，壓縮活塞就可以對里面的空氣做功。
教師拿出空氣壓縮引火儀，讓學(xué)生觀察，然后教師向下壓活塞，對里面的空氣做功。
問題２：筒內(nèi)空氣內(nèi)能增加了嗎？怎么證明？
生1：用溫度計(jì)測量。
生2：溫度計(jì)放不進(jìn)去，就是放進(jìn)去也會被壓碎。
生3：能不能放入一個易燃物體，如果燃燒，說明空氣內(nèi)能增加溫度上升了。
問題３：你們同意生3的建議嗎？采用什么易燃物體呢？
生：同意，棉花。
教師將一小團(tuán)干燥棉花放入筒底，然后實(shí)驗(yàn)。
通過師生對話，生生互動，逐步引入空氣壓縮引火儀。將建構(gòu)演示器材模型的過程和呈現(xiàn)實(shí)際器材的過程相結(jié)合。
點(diǎn)評：教師引入空氣壓縮引火儀分兩步進(jìn)行：①引入壓縮筒；②引入小團(tuán)干燥棉花。通過師生對話，生生互動，學(xué)生了解壓縮筒和干燥棉花的作用，另一方面通過空壓筒內(nèi)空氣，培養(yǎng)了學(xué)生的證據(jù)意識。整個過程，將建模和實(shí)際操作結(jié)合起來，充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，演示器材的作用也會深深刻畫在學(xué)生的腦海中。
【案例３】 分組器材引入——光的反射實(shí)驗(yàn)裝置（優(yōu)化教法）
教師準(zhǔn)備的材料有：平面鏡，白紙板，激光筆，粗的簽字筆。
師：剛才我們猜想了光反射時可能遵循的規(guī)律，我們該如何通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證呢？（問而不答，賣個關(guān)子）
問題１：你覺得需要用到哪些材料？
生：平面鏡、激光筆，還有……（想不起來了）
問題２：如何在實(shí)驗(yàn)中方便地顯示出光的傳播路徑？
生1：噴水。
生2：噴水不行，噴水顯示的光路一會兒就沒有了，可以讓激光貼著白紙板傳播。
問題３：如何放置這些器材？
生：將平面鏡放置在水平桌面上，將白紙板豎直放置在平面鏡上，用激光貼著紙照射，觀察反射光線。
問題４：為了驗(yàn)證反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)，應(yīng)對白紙板做怎樣的處理？
生：是否可以將白紙板從中間折疊，將激光貼著左邊紙板照射，觀察左右白紙板在同一平面和不同平面上時，右邊紙板上是否有反射光線。
問題５：還需要驗(yàn)證什么？紙板上還需要添加什么？
生：驗(yàn)證反射角與入射角的大小關(guān)系，紙板上要添加角度。
通過師生對話，生生互動，在講臺上先放置平面鏡，然后垂直放置一個白紙板，將激光貼著紙板照射，然后將白紙板從中間折疊，最后呈現(xiàn)出光的反射裝置的模型，并將它與實(shí)際裝置對比。
點(diǎn)評：為了讓光的反射實(shí)驗(yàn)裝置出現(xiàn)得不突兀，教師引導(dǎo)學(xué)生先思考需要的器材，并逐步完善，然后從實(shí)驗(yàn)要求的角度出發(fā)，將器材在講臺上正確擺放，并對白紙板進(jìn)行了折疊處理，添加了角度，最后呈現(xiàn)出光的反射實(shí)驗(yàn)裝置的模型。接著，教師讓學(xué)生取出實(shí)驗(yàn)盒中的裝置，將模型與實(shí)驗(yàn)裝置對比，實(shí)驗(yàn)裝置的引入自然巧妙。整個過程學(xué)生參與度高，思維活躍，達(dá)成了學(xué)科的育人目標(biāo)。
４" " 器材引入的幾點(diǎn)建議
４．１" " 要善于隱藏好實(shí)驗(yàn)的器材
器材引入是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的起點(diǎn)，教師要避免直接將器材呈現(xiàn)給學(xué)生。例如，前述的三個案例中，常規(guī)教法都是將器材直接呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生被動思考，解釋自己也不清楚的實(shí)驗(yàn)器材或裝置，思維受到束縛。正確的做法是，在器材呈現(xiàn)之前要讓學(xué)生充分討論，甚至要“賣點(diǎn)關(guān)子”，要把握好器材呈現(xiàn)的時機(jī)，不到關(guān)鍵時刻千萬不要輕易暴露。因此，教師在實(shí)驗(yàn)前要隱藏好實(shí)驗(yàn)器材，將演示實(shí)驗(yàn)器材藏在講臺下，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的器材統(tǒng)一放在實(shí)驗(yàn)盒中，然后把它們放在地上或抽屜里。隱藏器材是為后面的建模做好準(zhǔn)備，學(xué)生頭腦里越是一張白紙，后面的建模過程就會越精彩。
４．２" " 要認(rèn)真預(yù)設(shè)好互動的問題
在器材引入之前，教師要認(rèn)真預(yù)設(shè)好師生互動的問題串，問題串要有一定的開放度，具備一定的思維含量，要能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，主動探究。例如，前述的三個案例中，優(yōu)化教法中的問題串，每一個問題都是針對要引入的器材設(shè)置的，循序漸進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，通過師生互動討論，逐步在學(xué)生腦海里勾勒出要引入器材的基本結(jié)構(gòu)和本質(zhì)特征。設(shè)置這些問題的目的，不僅僅是讓學(xué)生掌握知識，更多的是讓學(xué)生通過思維碰撞，主動思考，積極探究，培養(yǎng)質(zhì)疑和創(chuàng)新意識，提升學(xué)科素養(yǎng)。
４．３" " 要精心設(shè)計(jì)好建模的方法
器材引入前，要先進(jìn)行“建?！薄３踔猩蜗笏季S占主導(dǎo)地位，抽象思維普遍不足，建模就是教師通過形象化的手段，調(diào)動學(xué)生已有的知識，對將要引入的新的實(shí)驗(yàn)器材或裝置進(jìn)行逐步建構(gòu)，這符合初中生的認(rèn)知特點(diǎn)。教師該如何在課堂中幫助學(xué)生建模呢？從前面討論的優(yōu)化教法案例１中不難發(fā)現(xiàn)，教師可以將器材各部分做成磁吸零部件，在師生互動問答過程中，由學(xué)生或教師同步在黑板上“組裝”成器材的模型。也可以將實(shí)際器材拆解成各個部分，如案例２、案例３，在師生互動問答過程中，由學(xué)生或教師同步在講臺上“組裝”成器材的雛形。
參考文獻(xiàn)：
［１］中華人民共和國教育部．義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０２２年版）［S］．北京：北京師范大學(xué)出版社，２０２２．
［２］蔣新．突破教學(xué)難點(diǎn)需要賣點(diǎn)“關(guān)子”——以兩個公開課為例［Ｊ］．中學(xué)物理教學(xué)參考，２０１６，45（１２）：４２－４４.
（欄目編輯" " 劉" "榮）
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摘" "要：器材引入作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個環(huán)節(jié)，長期以來沒有受到教師們的足夠重視。教師們習(xí)慣于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將器材直接呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生“解釋”器材的結(jié)構(gòu)或作用，這種器材引入方式的弊端是學(xué)生被教師牽著鼻子走，思維受到了限制，基本不需要動腦。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)學(xué)科的育人目標(biāo)，提出器材引入要多一些“建模”少一些“解釋”。從這個觀點(diǎn)出發(fā)，從測量器材、演示器材、分組器材中各選一例，先介紹器材引入的常規(guī)教法，在分析點(diǎn)評的基礎(chǔ)上，給出這幾例器材引入的優(yōu)化教法，通過對比和反思，總結(jié)出了器材引入的幾點(diǎn)建議。
關(guān)鍵詞：器材引入；建模；解釋
中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " 文章編號：1003-6148（2025）2-0057-4
１" " 引" 言
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理課堂教學(xué)中占據(jù)著非常重要的地位，器材引入作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個環(huán)節(jié)，長期以來沒有受到教師們的足夠重視。教師們習(xí)慣于實(shí)驗(yàn)前將器材放置在講臺上，實(shí)驗(yàn)中隨手拿來讓學(xué)生解釋器材的結(jié)構(gòu)或作用，由于學(xué)生對裝置并不熟悉，解釋起來也差強(qiáng)人意，教學(xué)效果不佳。怎樣才能在器材引入環(huán)節(jié)上充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提升學(xué)生的思維能力呢？筆者認(rèn)為，器材引入要多一些“建模”少一些“解釋”，即器材引入之前要做好鋪墊，要引導(dǎo)學(xué)生對該器材進(jìn)行建模，而不能直接將器材呈現(xiàn)給學(xué)生，讓他們?nèi)ソ忉屍浣Y(jié)構(gòu)或作用。
“建?！本褪恰敖⒛Ｐ汀?，是科學(xué)思維的要素之一，是指通過實(shí)驗(yàn)操作或日常生活體驗(yàn)獲得感性認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)，通過分析、推理、類比、綜合等方法，把抽象的事物特征用直觀的畫圖、文字、符號、圖像或圖表等形式描述出來的一種活動?！敖忉尅笔侵冈谟^察的基礎(chǔ)上進(jìn)行思考，合理地說明事物變化的原因，事物之間的聯(lián)系，或者事物發(fā)展的規(guī)律。
器材引入之前先進(jìn)行“建?！?，能引導(dǎo)學(xué)生積極思考，主動探究，通過師生對話，生生互動，調(diào)動學(xué)生的探究熱情，在頭腦中主動建構(gòu)出該器材的一些外觀和本質(zhì)特征；而先呈現(xiàn)器材，讓學(xué)生 “解釋”器材的結(jié)構(gòu)或作用，他們的思維會受到限制，缺乏探究熱情，對提供的器材較為陌生，解釋起來也就困難重重。然而，在教學(xué)實(shí)踐中，教師們習(xí)慣于先直接呈現(xiàn)器材。為了改變這種現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)學(xué)科的育人目標(biāo)，筆者結(jié)合平時聽課的情況，從測量器材、演示器材、分組器材中各選一例，先介紹器材引入的常規(guī)教法，在分析點(diǎn)評的基礎(chǔ)上，給出這幾例器材引入的優(yōu)化教法，通過對比和反思，總結(jié)出器材引入的幾點(diǎn)建議。
２" " 器材引入的常規(guī)教法介紹
【案例１】 測量器材引入——彈簧測力計(jì)（常規(guī)教法）
師：生活中力是怎么測量出來的呢？
生：用測力計(jì)。
教師直接呈現(xiàn)出彈簧測力計(jì)（圖1）。
問題１：通過閱讀課本，說說彈簧測力計(jì)是由哪些部分組成的？
生：秤鉤、刻度盤、指針、大寫字母“Ｎ”。
問題２：彈簧測力計(jì)的測量原理是什么？
生：利用“彈簧受到的拉力越大，伸得就越長”的原理。
點(diǎn)評：這是測量工具引入的一個經(jīng)典案例。教師在提出問題后，直接呈現(xiàn)出彈簧測力計(jì)，告訴學(xué)生這個是測量力的工具，然后讓他們通過閱讀課本，解釋彈簧測力計(jì)的外在結(jié)構(gòu)和測量原理。這種教法的弊端是學(xué)生被教師牽著鼻子走，思維受到限制，所需回答的問題基本不需要動腦，質(zhì)疑和創(chuàng)新的天性得不到釋放，“以師為本”的痕跡很重。
【案例２】 演示器材引入——空氣壓縮引火儀（常規(guī)教法）
師：外界對氣體做功，氣體內(nèi)能會怎么改變呢？
教師直接呈現(xiàn)出如圖２所示的實(shí)驗(yàn)裝置，并將一干燥棉花放入筒內(nèi)底部。
問題１：怎樣操作才能對筒內(nèi)空氣做功？
生：將活塞向下壓。
問題２：通過什么現(xiàn)象可以說明筒內(nèi)空氣內(nèi)能增加？
學(xué)生不知如何回答。
問題３：老師為什么要在筒內(nèi)放棉花？
問題４：如果棉花燃燒說明什么？
學(xué)生依然不知如何回答。
問題５：是不是說明對氣體做功，氣體內(nèi)能增加，空氣溫度達(dá)到了棉花的燃點(diǎn)？（教師著急了）
生：是。
點(diǎn)評：這是演示器材引入的一個經(jīng)典案例。教師直接呈現(xiàn)器材，讓學(xué)生解釋里面的一些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。由于學(xué)生第一次接觸到這樣的演示實(shí)驗(yàn)裝置，很多地方并不清楚，讓學(xué)生解釋出現(xiàn)了冷場，最后教師問了一個讓學(xué)生回答“是”或“不是”的無效問題。將演示器材硬塞給學(xué)生，學(xué)生不清楚器材的結(jié)構(gòu)和原理，主動思考和探究的空間很少，“以生為本”的理念無法得到落實(shí)。
【案例３】 分組器材引入——光的反射實(shí)驗(yàn)裝置（常規(guī)教法）
師：剛才我們猜想了光反射時可能遵循的規(guī)律，我們該如何通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證呢？
教師直接呈現(xiàn)如圖３所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
問題１：為什么要采用白色紙板？
生：為了顯示出光路。
問題２：如何驗(yàn)證反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)？
生：看到白紙板上呈現(xiàn)出反射光線、入射光線和法線就可以了（方案不全面）。
問題３：紙板上為什么要標(biāo)有角度？
生：為了驗(yàn)證反射角與入射角的大小關(guān)系。
點(diǎn)評：這是分組器材引入的一個經(jīng)典案例。教師直接給學(xué)生呈現(xiàn)了光的反射實(shí)驗(yàn)裝置，問了３個問題。表面上看，通過回答這些問題，可以了解該裝置的基本結(jié)構(gòu)和作用，但問題要么比較簡單（如問題１和問題３），要么學(xué)生回答的實(shí)驗(yàn)方案不全面（如問題２）。教師很難通過這３個問題培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。另外，把裝置硬塞給學(xué)生，學(xué)生不知道為什么需要這個器材？如何正確使用這個器材？感覺很茫然。
３" " 器材引入的優(yōu)化教法探討
以上介紹的測量器材、演示器材、分組器材三個器材引入的案例，具有一定的代表性。這些器材引入的共同點(diǎn)是：先將器材呈現(xiàn)給學(xué)生，然后讓學(xué)生通過看書或觀察，去“解釋”器材的結(jié)構(gòu)或作用，這樣的“解釋”沒有思維含量，是教師強(qiáng)加給學(xué)生的一種行為，不符合“以生為本”的教學(xué)理念。如果我們在器材引入前能通過師生對話、生生互動，先讓學(xué)生對要引入的器材進(jìn)行“建?！?，最后再將真實(shí)器材呈現(xiàn)給學(xué)生，將會有效提升學(xué)生的思維能力。
以下是三個案例的優(yōu)化教法：
【案例１】 測量器材引入——彈簧測力計(jì)（優(yōu)化教法）
教師準(zhǔn)備的材料有：帶磁吸的長條白紙板，指針，掛鉤，彈簧。
師：生活中力是怎么測量出來的呢？
生：用測力計(jì)。
問題１：根據(jù)力越大，形變越大，若要設(shè)計(jì)一個方便測量力的工具，你覺得哪個材料必不可少？為什么？
生：彈簧或橡皮筋。因?yàn)閺椈墒艿降睦υ酱螅斓镁驮介L。
問題２：這個測力計(jì)的組成中，除了彈簧（或橡皮筋），還應(yīng)該有哪些東西？
生：還應(yīng)該有刻度盤、掛鉤、指針。
問題３：指針放在什么位置比較好？為什么？
生：指針應(yīng)該放在刻度盤上方比較好，這樣掛鉤掛上物體后，指針上下移動的距離較大。
通過師生互動，學(xué)生在黑板上逐步添加磁吸零部件，最后建構(gòu)出一個彈簧測力計(jì)的磁吸模型，并將它與實(shí)際器材對比，完善磁吸模型。
點(diǎn)評：教師依托學(xué)生頭腦里對測量工具的元認(rèn)知，通過有效地提問，建構(gòu)出一個測力計(jì)的磁吸模型，這個過程充分調(diào)動了學(xué)生的思維力，激發(fā)出他們的創(chuàng)造力。最后，教師將彈簧測力計(jì)分發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行觀察對比。這樣學(xué)生對測力計(jì)的構(gòu)造和作用就非常清楚，對比中也產(chǎn)生了成就感，整個過程體現(xiàn)出了“以生為本”的理念。
【案例２】 演示器材引入——空氣壓縮引火儀（優(yōu)化教法）
師：外界對氣體做功，氣體內(nèi)能會怎么改變呢？（問而不答，賣個關(guān)子）
問題１：如果要對氣體做功，需要設(shè)計(jì)一個怎樣的裝置？
生：一個容器，配一個活塞，壓縮活塞就可以對里面的空氣做功。
教師拿出空氣壓縮引火儀，讓學(xué)生觀察，然后教師向下壓活塞，對里面的空氣做功。
問題２：筒內(nèi)空氣內(nèi)能增加了嗎？怎么證明？
生1：用溫度計(jì)測量。
生2：溫度計(jì)放不進(jìn)去，就是放進(jìn)去也會被壓碎。
生3：能不能放入一個易燃物體，如果燃燒，說明空氣內(nèi)能增加溫度上升了。
問題３：你們同意生3的建議嗎？采用什么易燃物體呢？
生：同意，棉花。
教師將一小團(tuán)干燥棉花放入筒底，然后實(shí)驗(yàn)。
通過師生對話，生生互動，逐步引入空氣壓縮引火儀。將建構(gòu)演示器材模型的過程和呈現(xiàn)實(shí)際器材的過程相結(jié)合。
點(diǎn)評：教師引入空氣壓縮引火儀分兩步進(jìn)行：①引入壓縮筒；②引入小團(tuán)干燥棉花。通過師生對話，生生互動，學(xué)生了解壓縮筒和干燥棉花的作用，另一方面通過空壓筒內(nèi)空氣，培養(yǎng)了學(xué)生的證據(jù)意識。整個過程，將建模和實(shí)際操作結(jié)合起來，充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，演示器材的作用也會深深刻畫在學(xué)生的腦海中。
【案例３】 分組器材引入——光的反射實(shí)驗(yàn)裝置（優(yōu)化教法）
教師準(zhǔn)備的材料有：平面鏡，白紙板，激光筆，粗的簽字筆。
師：剛才我們猜想了光反射時可能遵循的規(guī)律，我們該如何通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證呢？（問而不答，賣個關(guān)子）
問題１：你覺得需要用到哪些材料？
生：平面鏡、激光筆，還有……（想不起來了）
問題２：如何在實(shí)驗(yàn)中方便地顯示出光的傳播路徑？
生1：噴水。
生2：噴水不行，噴水顯示的光路一會兒就沒有了，可以讓激光貼著白紙板傳播。
問題３：如何放置這些器材？
生：將平面鏡放置在水平桌面上，將白紙板豎直放置在平面鏡上，用激光貼著紙照射，觀察反射光線。
問題４：為了驗(yàn)證反射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)，應(yīng)對白紙板做怎樣的處理？
生：是否可以將白紙板從中間折疊，將激光貼著左邊紙板照射，觀察左右白紙板在同一平面和不同平面上時，右邊紙板上是否有反射光線。
問題５：還需要驗(yàn)證什么？紙板上還需要添加什么？
生：驗(yàn)證反射角與入射角的大小關(guān)系，紙板上要添加角度。
通過師生對話，生生互動，在講臺上先放置平面鏡，然后垂直放置一個白紙板，將激光貼著紙板照射，然后將白紙板從中間折疊，最后呈現(xiàn)出光的反射裝置的模型，并將它與實(shí)際裝置對比。
點(diǎn)評：為了讓光的反射實(shí)驗(yàn)裝置出現(xiàn)得不突兀，教師引導(dǎo)學(xué)生先思考需要的器材，并逐步完善，然后從實(shí)驗(yàn)要求的角度出發(fā)，將器材在講臺上正確擺放，并對白紙板進(jìn)行了折疊處理，添加了角度，最后呈現(xiàn)出光的反射實(shí)驗(yàn)裝置的模型。接著，教師讓學(xué)生取出實(shí)驗(yàn)盒中的裝置，將模型與實(shí)驗(yàn)裝置對比，實(shí)驗(yàn)裝置的引入自然巧妙。整個過程學(xué)生參與度高，思維活躍，達(dá)成了學(xué)科的育人目標(biāo)。
４" " 器材引入的幾點(diǎn)建議
４．１" " 要善于隱藏好實(shí)驗(yàn)的器材
器材引入是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的起點(diǎn)，教師要避免直接將器材呈現(xiàn)給學(xué)生。例如，前述的三個案例中，常規(guī)教法都是將器材直接呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生被動思考，解釋自己也不清楚的實(shí)驗(yàn)器材或裝置，思維受到束縛。正確的做法是，在器材呈現(xiàn)之前要讓學(xué)生充分討論，甚至要“賣點(diǎn)關(guān)子”，要把握好器材呈現(xiàn)的時機(jī)，不到關(guān)鍵時刻千萬不要輕易暴露。因此，教師在實(shí)驗(yàn)前要隱藏好實(shí)驗(yàn)器材，將演示實(shí)驗(yàn)器材藏在講臺下，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的器材統(tǒng)一放在實(shí)驗(yàn)盒中，然后把它們放在地上或抽屜里。隱藏器材是為后面的建模做好準(zhǔn)備，學(xué)生頭腦里越是一張白紙，后面的建模過程就會越精彩。
４．２" " 要認(rèn)真預(yù)設(shè)好互動的問題
在器材引入之前，教師要認(rèn)真預(yù)設(shè)好師生互動的問題串，問題串要有一定的開放度，具備一定的思維含量，要能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，主動探究。例如，前述的三個案例中，優(yōu)化教法中的問題串，每一個問題都是針對要引入的器材設(shè)置的，循序漸進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，通過師生互動討論，逐步在學(xué)生腦海里勾勒出要引入器材的基本結(jié)構(gòu)和本質(zhì)特征。設(shè)置這些問題的目的，不僅僅是讓學(xué)生掌握知識，更多的是讓學(xué)生通過思維碰撞，主動思考，積極探究，培養(yǎng)質(zhì)疑和創(chuàng)新意識，提升學(xué)科素養(yǎng)。
４．３" " 要精心設(shè)計(jì)好建模的方法
器材引入前，要先進(jìn)行“建?！薄３踔猩蜗笏季S占主導(dǎo)地位，抽象思維普遍不足，建模就是教師通過形象化的手段，調(diào)動學(xué)生已有的知識，對將要引入的新的實(shí)驗(yàn)器材或裝置進(jìn)行逐步建構(gòu)，這符合初中生的認(rèn)知特點(diǎn)。教師該如何在課堂中幫助學(xué)生建模呢？從前面討論的優(yōu)化教法案例１中不難發(fā)現(xiàn)，教師可以將器材各部分做成磁吸零部件，在師生互動問答過程中，由學(xué)生或教師同步在黑板上“組裝”成器材的模型。也可以將實(shí)際器材拆解成各個部分，如案例２、案例３，在師生互動問答過程中，由學(xué)生或教師同步在講臺上“組裝”成器材的雛形。
參考文獻(xiàn)：
［１］中華人民共和國教育部．義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０２２年版）［S］．北京：北京師范大學(xué)出版社，２０２２．
［２］蔣新．突破教學(xué)難點(diǎn)需要賣點(diǎn)“關(guān)子”——以兩個公開課為例［Ｊ］．中學(xué)物理教學(xué)參考，２０１６，45（１２）：４２－４４.
（欄目編輯" " 劉" "榮）
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