- 相關推薦
中學實驗"原型"式教學，沖擊學生探究思維方式
中學實驗"原型"式教學，沖擊學生探究思維方式文/唐曉挺
摘 要：物理實驗是物理學的基礎，中學的大多數物理實驗總能找到其"原型",建立實驗"原型"式教學能解決中學物理教學的很多問題，介紹了這種方式的教學思路和實踐教學片段，闡述了這種方式的價值所在。
關鍵詞：物理實驗；原型；探究；價值
物理實驗是物理學的基礎，是中學生學習物理的重要手段，
2011年修訂的《義務教育物理課程標準》（正式稿）融入了"科學探究實驗"這一學習方式，認為通過學生經歷與科學工作者進行科學實驗時的相似過程，才能夠領悟物理學的探究方法和發展能力，才算真正學習了物理和學會了物理。其實這里所指的"科學工作者進行科學實驗"可以認為是中學物理實驗的"原型",物理實驗"原型"對中學物理教學影響的研究理論較少，本文從中學物理教學角度分析了實驗"原型"式教學對于學生探究思維方式及實現探究目標的影響。
一、實驗"原型"式教學的解析
1.實驗"原型"
廣義：原來的實驗。
狹義：對于中學物理教學來說，物理教學實驗不是憑空設計
的，總有這樣或那樣的"原型".物理實驗"原型"有三類：（1）物理學家的經典實驗；（2）生產生活中的物理現象的事實；（3）科學技術應用活動中的物理現象的事實。
2.物理實驗"原型"式教學
在中學物理教學中利用實驗"原型"的特點，融合探究的基本要素，給學生創造一個基本的探究環境，使學生主動獲取物理知識，達到教學目標。
3.教學思路
在中學物理探究教學中，常用物理實驗"原型"引出所需探究的問題，然后脫離"原型"進行設計探究實驗，而物理實驗"原型"式教學則充分發揮"原型"的作用，借鑒或改造實驗"原型"來進行探究活動，并形成一個循環和提升的教學過程，具體的流程如下：
實驗原型→物理問題→利用或改造"原型"→科學探究→達成共識→價值體現。
（"價值體現"通過"理解、解釋、糾正"回到"實驗原型";"價值體現"也可以通過"拓展"進行"應用、交流、解釋其他物理現象"）
二、實驗"原型"式教學實踐探索
以中學物理"平面鏡成像特點探究"為例：
1.實驗"原型"
照鏡子，學生希望在鏡子后面找到另一個自己，用手放到鏡子后面摸，結果是什么也沒有；為了清晰地看到臉上的細節，總是讓鏡子靠近面孔，認為這樣可以使鏡中的臉更大一些，當臉靠近鏡子時，也感覺自己的臉大了一些；從觀察結果來看，似乎當逐漸遠離鏡子時，鏡子中的"我"也在遠離鏡子。
2.物理問題
在該"原型"中有三個問題：結果是什么也沒有（虛像）？認為這樣可以使鏡中的臉更大一些（像與物的大小關系）？鏡子中的"我"也在遠離鏡子（像與物到平面鏡的距離關系）？
3.利用或改造原型
如果把生活中照鏡子的"原型"搬到課堂探究教學中進行實驗，探究是不能成功的，學生在設計探究平面鏡成像特點時，可以借鑒和改造實驗"原型".
探究的關鍵：解決像和原物的尺寸問題，由于平面鏡成像總是成虛像，(m.baimashangsha.com)沒有辦法用光屏顯示，確定像的位置是首要任務。
借鑒："原型"中的像在鏡子的后面，物的大小、物到鏡子的距離很容易測。
改造："原型"中用手在鏡子后面摸時，手是看不見的，生活中的透明玻璃也能成像，手放在后面既能看到像又能看到手，用與物等大的替代物放在玻璃的另一側可以確切地找到像的位置（如圖）。
4.科學探究
根據改造的實驗思路，對像與物的大小關系、像與物到平面鏡的距離關系、虛像分別進行實驗探究。
5.達成共識
像與物等大、像與物到平面鏡的距離相等、虛像。
6.提升價值
理解：平面鏡成像的三個特點。
解釋："結果是什么也沒有""鏡子中的‘我’也在遠離鏡子".
糾正："認為這樣可以使鏡中的臉更大一些".
交流：實驗"原型"怎么會有錯覺——以后學的知識可以解釋（眼睛、照相機）。
三、價值透析
中學物理教學離不開探究實驗，每一個中學物理探究實驗的內在價值體現于讓學生知道它是根據什么設計的，它是基于什么考慮設計的，它能得出什么結論，它對你有什么啟發。外在價值在于學生自主學習能力提高和學會了學習。物理實驗"原型"式教學目的在于學生利用實驗"原型"讓探究實驗的內在和外在價值得以體現和升華。
1.實驗"原型"式教學，逆轉學生探究思維
（1）實驗"原型"不全是真理，敢于質疑
美國科學促進會對于科學本質的闡述中有一條：科學理論是變化的。在科學界，不管理論新舊，總是不斷地對其進行驗證、修改，有時還會拋棄。現階段的中學物理探究教學缺少對于學生質疑生活現象和科學理論的意識培養，缺乏探究對于學生的啟發，因為學生在探究活動中經常順境發展，正向思維。在實驗"原型"式教學實踐探索中，學生最后糾正了自己十幾年的生活錯覺，感性認識與探究結果不相符，對于學生的思維是一次震撼，逆轉了學生的正常探究思維。
當然在探究教學的一般步驟中有"提出問題、猜想假設",也會有錯誤的猜想假設，但這種錯誤的糾正對于學生來說浮于表面，學生會認為猜想不一定是正確的，也就是說這種探究還是屬于"順
境",不觸及思維方式的改變。這樣使得學生引起認知沖突，在體驗科學探究和知道物理規律的同時，理解科學本質，提高學生辨別真理的能力。
（2）實驗探究設計可以借鑒和改造實驗"原型"
實驗"原型"具有權威性和可塑性，實驗"原型"式教學是借鑒和改造實驗"原型"來進行科學探究，讓學生明白中學物理實驗探究不全是教師給出器材、學生利用器材設計實驗，可以改變一般的探究實驗方式。如果在上面的"教學實踐探索"中，脫離實驗"原型"而另起爐灶進行探究，那就是一大損失，利用和改造了"照鏡子"原型，學生可以知道它是根據什么設計的，它是基于什么考慮設計的，并且在借鑒和改造過程中鍛煉學生的自主學習能力。
實驗"原型"有三種類型，都可以借鑒和改造，特別是"物理學家的經典實驗"的改造對于學生探究思維的沖擊是巨大的。例如，中學物理知識中的"探究分子間有空隙"的"原型"是18世紀，物理學家攝爾修斯（Anders Celsius）將水和硫酸混合后，發現混合物的體積減小了的實驗。但實驗具有危險性，學生借鑒"原型"水和硫酸混合，根據水（H2O）、硫酸（H2SO4）、酒精（C2H5OH）等都是極性分子。水和硫酸、水和酒精混合后，氫鍵較強，因此，分子鑲嵌，體積減小。把實驗改造成水和酒精混合體積減小的探究實驗，解決了實驗的危險性，現象也比較明顯，學生學習動力和積極性可以大大提高。
2.實驗"原型"式教學，完善學生探究目標
中學物理實驗探究的目標是：讓學生通過探究體驗科學家研究科學問題的過程（從感性認識發展到理性認識），知道物理規律，發展學生的實踐能力和創新意識，運用物理規律解釋現象，提高學生交流合作的水平。探究的一般步驟是根據現象發現并提出問題、猜想假設、設計實驗、進行實驗、得出結論、交流討論，各個步驟都有各自的探究目標，從實驗"原型"式教學的教學思路看，是和探究一般步驟吻合的，它開始的引入實驗"原型"和最后形成的循環和提升環節，更加完善了探究的目標。
實驗"原型"式教學實踐探索中，學生認識實驗"原型",達到先感性認識后理性認識、可以提出有效問題的目標；學生借鑒和改進實驗"原型",達到了探究的會動腦、會動手和會創新的目標；學生達成共識，達到了會分析和會總結的目標；學生解釋"原型"、交流討論相關問題，達到了會解釋、會交流、會合作和會聯想的目標。
中學物理實驗"原型"對教學的影響當然不止以上所闡述的這些內容，需要物理教學專家和我們中學物理教師不斷研究，深入挖掘中學物理實驗"原型",把最原汁原味的實驗擺在學生面前，結合探究的實驗方法，讓學生可以還原，可以創新，可以改進，更可以糾錯，這才是真正的物理課堂！
參考文獻：
[1]母小勇。物理教學實驗的"原型"及設計原理[J].物理教師，2010（04）。
[2]美國科學促進會。面向全體美國人的科學[M].中國科學技術協會，譯。科學普及出版社，2001（22）。
（作者單位 江蘇省太倉市沙溪第一中學）
【中學實驗"原型"式教學，沖擊學生探究思維方式】相關文章：
切實"削文山""填會海"轉變文風會風08-27
"Hello Kitty貓"吸管杯03-27
堅持"五有"力求"五更"扎實推進辦公室工作全面提質08-27
"文明餐桌， 光盤行動"倡議書05-17
武術協會 武術"五進"活動方案05-25
世界上最大的謊言就是"你不行 "05-04
"千課萬人" 學習心得04-21
"書香三八"征文：面朝高鐵 春暖花開04-17
"低碳環保 從我做起"活動策劃書05-04