開展自助實驗教學的實踐與思考＊

劉 飛

（東海縣實驗中學 江蘇 連云港 222300）

新課程的根本目標是為了學生的發展，以學生發展為根本，培養學生的實踐能力和創新精神．物理學是以實驗為基礎的自然科學．物理實驗在培養學生的實踐能力和創新精神方面具有獨特的優勢．隨著課程改革的深入，實驗教學雖然得到了教師的普遍重視，但大多數教師依然過分依賴教材，實驗教學的模式單一，其創新功能沒有充分發揮出來．

為了切實提高學生的實踐能力和創新精神，就應該不斷改革實驗教學的模式．自助實驗就是對實驗教學改革的一種嘗試．自助實驗的特點是“自助”，與生活中“自助餐”中的自助相似．在實驗教學活動中，教師向學生提供一定數量的實驗器材，并給學生充分的自由權進行選擇．學生則依據教師安排的實驗課題，經過自主設計實驗的方案，利用自選器材或自備器材來完成實驗探究的活動．自助實驗的教學模式能最大限度地滿足學習主體的需要，能充分發揮學生的能動性和創新性．經過實踐，效果很好．

1 開展自助實驗教學的前提條件

自助實驗教學的開展要求學生要有高度的參與積極性，才能獲得較深層次的體驗，激發學生的思維向縱處發展，從而創造性的解決問題．在時間、空間和學生的思維水平都有限的條件下，要想順利地開展自助實驗的教學，作為教師必須為學生創造出一個良好的活動環境，同時加強教師的引導作用．

1． 2 努力構建合適的評價機制

現代教學理念下的評價應該是多元的．在自助實驗的活動中，教師評價、學生互評和自我評價要有機結合．在自助實驗活動中，考慮到學生的操作能力和實驗水平之間存在差距的實際情況．教師評價和學生互評應該遵循發展性、激勵性和重視過程性的原則．學生自我評價是學生在學習過程中不斷校正、提高自己探究水平的過程，也能為學科學習的發展培養良好的習慣．

1． 2 精心選擇自助實驗的課題

自助實驗的活動不是越多越好，也不是所有的知識內容都適合開展自助實驗的教學．自助活動的實驗應該具備器材選取方便、實驗操作安全、方案設計多樣、實驗現象明顯的特點．比如，在探究聲音是怎樣產生的，壓力的作用效果與哪些因素有關，流體壓強與流速的關系等活動中，就可以依據實際情況開展自助實驗的教學活動．

1． 3 充分發揮教師的引導作用

在自助實驗的活動中，往往出現學生對活動的內容、過程、結果分析把握不到位、不準確等問題，這些問題有待教師適時、適度的引導．為了保證自助實驗的順利開展，活動前教師要有充分的預設．考慮到學生在活動中可能出現的操作困難和思維障礙，在活動過程中，可以設置一系列具有遞進性的問題來引發學生的思考、討論和交流，從而突破學生思維上的障礙，提高自助實驗活動的實效性．

1． 4 認真調控自助實驗的活動程度

中學生的特點是活潑好動、好奇心強、自控能力弱，實行自助實驗探究物理規律存在一定的難度．因此，教師所倡導的自助，并非絕對的完全放手，在實驗中要體現出可控性，實驗活動的實施應該在教師的調控下進行．

2 開展自助實驗教學的具體案例

自助實驗教學的活動流程是“創設情境、激趣引思—分組討論、自主選取—展示共享、交流提升—歸納總結、創新應用”．

自助實驗教學的具體案例：驗證大氣壓的存在．

2． 1 創設情境 激趣引思

美國教育家布魯納認為，學習最好的刺激乃是對學習材料發生興趣．在教學中利用生活中常見的物品做實驗，有利于激發學生的學習興趣，培養學生的創新精神．

在講授大氣壓時，因大氣是摸不著、看不到的氣體，大氣壓的存在令學生懷疑．在大氣壓的教學活動中，教師可以巧用茶杯、廢棄飲料瓶、空的易拉罐等學生常見的物品來做實驗．為了引出實驗活動的課題，教師可以演示如下的實驗：在空的易拉罐里注入少量的水后，將此裝置放于酒精燈上加熱直至里面的水沸騰，然后迅速地將酒精燈熄滅，同時用事先準備好的面粉團將易拉罐口堵住，很快就能看見易拉罐被壓癟了，同時伴有“劈啪”的聲音．這個有趣的小實驗能夠有效地抓住學生好奇的心理特點，激發他們想知道其中存在的奧妙，從而使學生對生活中的大氣壓存在產生濃厚的探究興趣．

2． 2 分組討論 自主選取

在空易拉罐被壓癟的活動后，引導學生討論分析出易拉罐被壓癟是由于大氣壓的作用．中學生是活潑好動的，總想自己動手做一做，正所謂“實驗看看不過癮，絕知此事欲躬行．”為此，教師可以提出活動的課題：除了用空易拉罐被壓癟實驗證明大氣壓的存在外，同學們能不能想出更多的方法來證明大氣壓的存在呢？學生分組討論活動方案，教師提出要求：

（1）發揚團結互助的精神，分組設計證明大氣壓存在的實驗方案；

（2）將本組設計的每一種實驗方案的原理圖簡畫在白紙上，以便交流展示；（3）比一比，哪個小組設計的方案又多又好；（4）器材可以從教師提供的器材中選取，也可以選取自帶的器材．

教師提供的器材有：玻璃杯，小玻璃片，硬紙片，鐵釘，橡膠管，易拉罐，一次性塑料杯，礦泉水瓶，果凍盒，水，吸盤，水槽，注射器，細線，抽氣筒，鉤碼等．

2． 3 展示共享 交流提升

經過學生的精心討論，設計的實驗方案有十多種，限于篇幅，下面只介紹課堂教學中學生展示的部分活動方案：

（1）將吸盤緊壓在玻璃片上后，很難將吸盤拔起來．原因是壓緊吸盤時，吸盤內空氣被排除，大氣壓將吸盤緊緊地壓在玻璃片上．所選器材為吸盤、玻璃片．

（2）取一注射器豎直放置，有氣孔一端向上．將注射器的活塞推向頂部，用手按住氣孔，將注射器的活塞用力拉下一段距離，拉活塞的手放開后注射器的活塞向上運動．原因是將注射器的活塞推向頂部時，注射器內空氣被排出，用手按住氣孔，將注射器的活塞用力拉下一段距離放手后，注射器由于外界大氣壓的作用而向上運動．所選器材為注射器．

（3）用手擠壓果凍盒，使果凍盒壓在手臂上，結果果凍盒壓在手臂上不會掉下來．原因是用手擠壓果凍盒時，將盒內空氣排出一部分，再用手臂密封，這樣盒內的氣壓小于外面的大氣壓，外面的大氣壓將果凍盒緊緊地壓在手臂上．所選器材為果凍盒．

（4）將礦泉水瓶的底部用鐵釘鉆一個孔，在瓶內裝滿水，擰緊瓶蓋后提起，用手擰松瓶蓋后又擰緊，發現擰松瓶蓋時，水會從孔中流出，擰緊瓶蓋時水停止流出．原因是擰緊瓶蓋時，水只要流出一點點，瓶內的氣壓就小于外界大氣壓，此時大氣壓能將瓶內水柱支撐；擰松瓶蓋時，瓶內外的氣壓相等，水由于重力的作用而流出．所選器材為礦泉水瓶、鐵釘、水槽和水．

在交流展示的過程中，學生不僅展示了自己小組設計的活動方案，也分享了其他組不同于自己組的實驗方案，相互之間拓展了各自的思維，更重要的是學生通過自助實驗真切地感受到了大氣壓的存在，體驗到了自助實驗的樂趣和成功的快樂．

2． 4 歸納總結 應用創新

學生活動后，教師要及時的對自助實驗的活動進行歸納總結和評價激勵．通過自助實驗的活動，學生要及時總結出活動的體會和認識，教師可以引導學生從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等多方面來談談活動的收獲．對教師而言，還要對小組及個人的表現給予鼓勵性的評價，可以評出“標兵小組”、“智慧小組”等，也可以采用星級評價的方法來激勵在自助實驗活動中表現突出的小組和個人，其出發點是為了鼓勵學生積極的參與到自助、自主的學習中來．

“從生活走向物理，從物理走向社會”是制定的《課程標準》中課程理念．從生活走向物理，可以培養興趣，使物理學習變得更生動、活潑．從物理走向社會，可以培養學生運用所學知識分析、解決物理問題的能力．通過自助實驗獲得一定的知識和技能之后，可以鼓勵學生去嘗試解決生活中的一些相關的問題，也可以搞一些小發明、小制作．

3 開展自助實驗教學的思考

3． 1 開展自助實驗教學的意義

自助實驗教學在教學目標上重視了學生的全面發展．自助實驗教學將過程與方法并重，知識與能力并重，學習與創新并重，強化了物理知識的形成過程，體驗和運用科學研究的過程與方法，培養了學生自主建構知識的能力，提高了學生知識運用能力和創新能力．

自助實驗教學在教學設計上體現了生本教育的理念．新課程倡導學生進行合作學習、自主學習、體驗學習等．雖然這些學習方式會有不同的策略，但是它們都存在著一個共同的核心理念，那就是學生的主體體驗，自助實驗教學的出發點就是要為學生創造出最大化的主體體驗．

3． 2 開展自助實驗耗時多的應對措施

從實踐經驗來看，自助實驗教學的活動一般會花費較多的教學時間，而課堂的教學時間是有限的，開展自助實驗教學勢必會導致非自助實驗教學部分內容的教學時間減少，甚至不能完成相關的教學任務．對此，在教學過程中教師要做到有所為有所不為，一是改變“只有講過才算學過”的觀念，將一些非自助實驗教學的內容精講，也可以考慮將學生能看懂的內容留給學生自學；二是不要追求學生的實驗方案都在課堂上進行交流展示，可以留下一些實驗方案或“懸而未決”的問題讓學生課后繼續去探究，從而安排出時間來完成非自助實驗部分的教學任務．

建構主義理論認為，知識不是被動的接受，而是認知主體的積極建構．自助實驗就是基于建構主義理論指導下的一種教學嘗試，這種嘗試有效地激發了學生的學習興趣，促進了知識的自主建構．