让物理实验在学习过程中枝繁叶茂

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物理实验是物理科学理论的支柱，做好物理实验是学好物理课程的基础。“循环-差异教学”是基于课程标准的教学，“循环”指所有学生的学习都要经历“个体自学、同伴互导、教师解难”三个逐层提升、循环递进的学习过程；“差异”指不同的学生个体，其思维方式、学习方式、学习进程千差万别，有着极大的差异性和互补性。“循环-差异教学”的物理课堂，依据学生的物理学习规律，将物理实验教学融进学生的学习进程，使实验教学在学生的学习过程中得到有效实施。

1.基于标准的“学案”为实验在学习过程中的成长提供肥沃的土壤

“循环-差异教学”的学案是学生课堂学习的脚手架和路线图，学案的结构与课堂结构相对应，包括目标定向、个体自学、同伴互导、教师解难、练习检测和补充学习六个部分。

课程标准指出，实验教学的课程目标是多维的，包括通过实验来学习物理知识、训练操作技能，发展学生的实验能力、提高科学素养；学生经历实验过程是目标达成的基础。物理的课堂教学应该让学生通过设计实验、收集和分析实验数据等学生的自主活动，来提高学生的实验能力，让学生在实验中认识尊重客观数据的重要性，从而养成实事求是的科学态度，在实验的相互配合中发扬合作精神，在认真收集、处理实验信息中培养严谨的科学态度和科学精神。

“循环-差异教学”物理课堂学案的“个体学习”，紧紧围绕课时学习目标，给出学生“读书思考、动手实验、归纳总结”等具体的学习任务，要求学生经历自主的物理学习过程。例如，课标“通过实验，认识牛顿第一定等律”，学案“个体自学”内容的编写，便要求教师课前为学生课堂的自主学习，准备好斜面、木板、玻璃板、棉布和小车等实验器材；课堂学习先阅读课本，思考力与运动的关系，理解阻力、动力对物体运动状态改变的作用，获得阻力同样会影响物体运动的重要结论，提出阻力是如何影响运动的问题；接着利用准备好的实验器材，以小组合作的方式，探究阻力对物体运动的影响。实验中的对象物体是小车，改变阻力的方法是用接触面间粗糙程度不同的材料，小车运动的控制是由斜面的同一点滑下。课堂学习过程中，学生先阅读课本，熟悉问题的情境，知识所研究问题的地位，由此进行思考和实验方案的设计；根据课本的描述，组装实验器材，遇到问题则要有借助学案、同学和教师帮助的意识；实验时及时收集数据，记录到课本或学案指定的位置，进而实现经历实验过程，奠定理解物理知识的直观基础；分析实验数据，确信物理知识的实用价值；获取物理知识的同时，训练实验操作技能”的课程目标。

“循环-差异教学”物理课堂学案的“个体自学”指导，在全面落实课程标准对物理实验的基本要求外，还为学生创造条件，做一些学生力所能及的其他物理实验。如弹击伸出桌面的钢尺，探究影响声音高低的因素；利用注射器、弹簧测力计估测大气压的值；用钉腿小桌、装沙容器模拟打桩机，探究重力势能与物体质量和高度的关系；用调频收音机、干电池和导线验证电磁波的存在等，以进一步增加学生的动手机会，培养学生通过实验学习物理、联系生活学习物理的观念，发展学生的实验能力，提高学生的心智机能和科学素养。“循环-差异教学”的学案为实验在学生学习过程中的成长，提供肥沃的土壤。

2.优化的“课堂结构”给实验的成长不断输送营养

初中物理实验的设置，既要有利于学生体验、理解物理知识，更要注重学生思维、身心发展的特点；实验器材除专用的测量仪器外，辅助器材应取自生活，遵循简单易得、低成本的选用原则，让学生切实感受到物理实验的真实性和物理知识的价值；收集的实验数据要生动而直观，实验的趣味性尽可能强，着力培养学生掌握对学习、生活有实用价值的技能，重视实验现象观察和定性判断。

“循环-差异教学”课堂结构的三轮循环学习“个体自学、同伴互导、教师解难”，一方面循序渐进地引导学生进行自主学、合作学、帮助学，展开对物理概念、规律的认知和知识的建构；另一方面通过同学间和教师对学习过程的管理，确保学习过程中实验教学的有效性。例如，“观察蒸发现象”的实验操作。“个体自学”阶段，学生先将酒精涂在手背上，观察酒精的变化，体验手背涂有酒精部位的感受；接着将温度计插入盛有酒精的烧杯中，测量酒精的温度，同时练习温度计的使用；然后将温度计从酒精中取出，观察温度计示数的变化，记录自己感受和观察到的现象。课堂实践表明，学生均能观察到涂在手背的酒精很快消失，且手背变凉、温度降低；由酒精中取出的温度计示数降低，且理解示数降低的原因是玻璃泡表面酒精蒸发要吸收热量，导致温度下降。“同伴互导”阶段，有同学指出，温度计的示数下降一段时间后又会上升。没有观察到此现象的学生，会重新进行实验，观察温度计示数变化；同时七嘴八舌地解释现象产生的原因，却又感到说法矛盾。“教师解难”阶段，教师拓展学生思维，让学生认识到，由于蒸发吸热，导致温度计的示数下降到低于室温，玻璃泡表面的酒精蒸发完后，周围空气的温度较高，向玻璃泡传递热量，温度计的示数重新升高。

“循环-差异教学”优化的课堂结构非常切合初中物理实验教学的特点，课堂持续推进的过程中，不断地多渠道对课堂实施管理，使得“认识仪器、使用和操作仪器、掌握实验技能和方法、应用技能方法解决问题”四个层次的实验教学目标的实施各有精彩，使得课程标准提出“使学生保持对自然界的好奇，发展对科学的探索兴趣，在了解和认识自然的过程中有满足感及兴奋感；学习一定的物理基础知识，养成良好的思维习惯，在解决问题或做出决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法，经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参与和科学技术有关的社会活动，在实践中有依靠自己的科学素养，提高工作效率的意识”的总目标，通过课堂学习得到最大程度的落实。

“循环-差异教学”的课堂结构：“目标定向”让学生明确“通过实验”进行学习的方法和达到的目标；“个体自学”引领学生操作具体的实验，对收集到的数据进行处理，获得结论；“同伴互导”要求学生回顾反思自己的学习过程，交流讨论实验过程中获得的成果及学习同伴更好的做法，纠正自己不规范的做法；“教师解难”则帮助学生用科学的方法审视自己的操作和思考分析过程，为学生能力的提高和思维的发展指明方向。“循环-差异教学”优化的课堂结构，为实验在学生学习过程中的成长，不断输送着营养。

3.“循环-差异教学”让物理实验在学习的过程中枝繁叶茂

“循环-差异教学”全方位创新实验资源开发的思路，学案编制尽可能整合实验室的器材、发掘利用身边的物品，将物理实验渗透在课堂的学案中，为学生提供设计多样化实验方案的平台，激发学生、教师成为实验教学课程资源开发者；特别是学生的思路，不受陈旧观念和框框的束缚，对器材的使用往往会给教师以画龙点睛的巨大启示。例如，用图中的器材设计实验，探究影响压力作用效果的因素。通常选取器材的方案有：砝码、钉腿小桌、装沙容器；砝码、钉腿小桌、海绵；盛水的矿泉水瓶、装沙容器；盛水的矿泉水瓶、海绵。而有学生却选用“砝码、钉腿小桌、木板”作为实验方案设计中的器材。由此引发的问题是：木板所发生的形变微小、无法观察，如何判断压力作用的效果与压力的大小和受力面积间的关系？引伸至探讨“用于显示压力作用效果器材的硬度”是否影响压力的作用效果？最终达成对压强概念较深层次的理解。

“循环-差异教学”深化课堂学生自助式和教师帮助式管理，学案是帮助学生学习的重要抓手，“目标定向”运用课标分解技术，确定课时学习目标，科学定位学生课堂的学习方法和方向；“个体自学”围绕课时学习目标，设置具体学习任务，让学生经历通过实验学习的过程；“同伴互导”和“教师解难”引导学生自我发现、反思个体学习过程，提高学习的层次和深度，注重学习过程中的生成；“练习检测”评价学习目标的达成度，实现“教、学、评”的一致性；“补充学习”巩固课堂学习成果，提高学生理解知识的层次。“循环-差异教学”的物理课堂，让“实验”教学在学生的学习过程中生长得枝繁叶茂。

（吴秋瑛，淮安市淮安区教研室，223001）