實驗引領(lǐng)：從奇趣體驗走向智慧思辯

摘 要：從某種意義上說，物理教學可以認為是事實與思辨的和諧統(tǒng)一，物理課堂如何以實驗為引領(lǐng)，從奇趣體驗入手，引發(fā)學生智慧思辨，探索物理世界的奧秘，值得我們深入研究。

關(guān)鍵詞：物理教學； 實驗引領(lǐng)； 奇趣體驗； 智慧思辨

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）05-015-002

物理實驗因其趣味性和新奇性而成為學生的最愛，也是物理學科最鮮明的特色。我們應(yīng)該以“教室即實驗室，家庭即實驗室，社會即實驗室”的“大實驗教學觀”指導物理教學，用實驗引領(lǐng)學生步入奇妙的物理世界，使學生體驗到物理學習的樂趣，領(lǐng)悟?qū)氋F的科學思想和科學方法，培養(yǎng)起求真求實，敢于質(zhì)疑，銳意創(chuàng)新的科學精神。

一、實驗引領(lǐng)，奇趣體驗：物理課堂應(yīng)該始于歡樂

愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”初中物理教學的首要任務(wù)，就是培養(yǎng)學生對物理學的深厚興趣，激發(fā)并保持學生對自然的好奇心和探究欲。在蘇科版八年級物理上冊第二章第4節(jié)：“升華和凝華”的教學中，教師可以用一組奇妙的“干冰”實驗激發(fā)起學生對物理學科的深厚興趣（用泡沫箱可將網(wǎng)購的一箱干冰常溫下保存二天左右），也讓物理學習充滿奇趣體驗和無限歡樂，使剛剛接觸物理學科的初中學生對物理學習產(chǎn)生美好的第一印象。

1.實驗引領(lǐng)，在奇趣體驗中激發(fā)興趣

實驗一：干冰“冒煙”。（如圖1所示）教師用試管夾出干冰，并向同學們介紹，它不同于我們通常說的冰，干冰是固態(tài)的二氧化碳，它的溫度很低（可達-78℃以下，要防止凍傷）。同學們觀察到空氣中的干冰在“冒煙”，教師可因勢利導，提出問題：我們在生活中常觀察到熱水會冒“白氣”，但是干冰溫度這么低，為什么也會冒“白氣”呢？

實驗二：現(xiàn)場“制霜”。（如圖2所示）“霜”是一種常見的凝華現(xiàn)象，在升華和凝華的教學中，教師常常采用播放多媒體圖片的方式向?qū)W生介紹寒冷的冬天才會出現(xiàn)的霜。但是，借助“干冰”，教師可以輕易地在教室中現(xiàn)場“制霜”，即便是在氣溫較高的十月份，只要在燒杯中放入一些干冰，不一會兒，學生們就能驚奇地看到，燒杯的外壁出現(xiàn)了一層厚厚的“白霜”。教師可以先夸下海口：我要在教室中現(xiàn)場制霜，你覺得可能嗎？當現(xiàn)場制霜實驗成功時，同學們在倍感驚奇的同時，也對霜的形成條件有了深刻的認識。同樣，利用干冰也能迅速讓試管中的水凝固，實現(xiàn)現(xiàn)場制冰。

實驗三：干冰“燒水”。（如圖3所示）教師問：如果我們把溫度極低的干冰放入水中，會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？你想不想知道？同學們熱情高漲，充滿期待。教師順勢而為，當干冰投入水杯中時，學生看到水中的干冰冒出大量氣泡，水面上白霧繚繞，整杯水似乎都“燒開了”，這如夢如幻般仙境一樣的奇妙現(xiàn)象引起了學生極大的興趣，同時，引發(fā)思考的問題也自然產(chǎn)生了：水中冒出的劇烈氣泡是什么？水面上濃厚的白霧又是怎樣產(chǎn)生的呢？教師還可以啟發(fā)學生思考，杯中的水是真的燒開了嗎？用溫度計測量水溫后會發(fā)現(xiàn)恰恰相反，水溫急劇下降了，這又說明了什么呢？奇妙的實驗使學生加深了對干冰升華吸熱的理解。

2.激趣設(shè)疑，在探索奧秘中啟發(fā)思維

同樣是利用干冰，下面的兩個拓展實驗讓學生們看得目瞪口呆，大呼神奇，激發(fā)起他們強烈的好奇心，其中的奧秘讓他們非常好奇，纏著物理老師非要問個明白。這樣的情景既讓老師很有一種：師者，傳道、授業(yè)、解惑的滿足感，也真正實現(xiàn)了寓教于樂，讓學生快樂地學習的美好愿景，相信這樣的實驗和體驗會讓他（她）們終身難忘。

實驗四：桌面“溜冰”。（如圖4所示）將幾塊小的干冰放在桌面上，輕輕撥動它們，你會驚奇地發(fā)現(xiàn)，冒著“白煙”的干冰在桌面上運動的距離大大超出你的想象，摩擦阻力非常小，就像我們在冰面上溜冰一樣。這是為什么呢？學生雖然說不出其中原因，但很感興趣，教師可以在學生最想知道答案的時候，結(jié)合干冰升華產(chǎn)生大量氣體，用氣墊船的原理進行解釋，學生就會恍然大悟，體會到科學的神秘力量。

實驗五：干冰“發(fā)聲”。（如圖5所示）如果說桌面“溜冰”還僅僅是讓學生感到好玩，有同學能想到其中原因，那下面這個干冰“發(fā)聲”實驗就真的讓同學們大跌眼鏡，把“小伙伴們都驚呆了”，也讓大家百思不得其解。把干冰放在桌上，將金屬鑰匙或音叉、鋼尺等物體放在干冰上，你就能聽到“吱、吱”的聲音，但過一會兒，聲音就沒有了，非常神奇！其中的奧秘是：金屬是熱的良導體，干冰從金屬上吸收大量的熱升華，短時間內(nèi)在接觸處迅速釋放出大量氣體，引起自身振動，發(fā)出聲音，待金屬溫度降低后，接觸處釋放氣體減慢，聲音停止。

3.格物致知，在司空見慣中見物思理

生活處處有物理，留心觀察皆學問。“從生活走向物理，從物理走向世界”，是物理學科的基本理念之一，物理教學中應(yīng)著力培養(yǎng)學生的探究意識、探究習慣和探究能力，使他們保持敏銳的觀察力和思考力，在平時司空見慣的生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，研究問題，進而解決問題。這種“見物思理”和“格物致知”的習慣和能力，就是科學素養(yǎng)的具體表現(xiàn)。

二、啟發(fā)思維，理性思辯：物理教學更應(yīng)走向智慧

物理教學應(yīng)該始于歡樂，但不能僅止于“娃哈哈式”的娛樂；我們在讓學生“開心”的同時，更應(yīng)讓學生“開竅”。物理教學應(yīng)以高質(zhì)量的問題為主線，激發(fā)學生思如泉涌，引發(fā)學生理性思辯，最終實現(xiàn)啟迪智慧的目的。

1.倡導課堂“三問”，物理教學的核心在于發(fā)展深度思維能力

例如：在“光的折射”的教學中，教師可以從“疑問、反問、追問”三問入手，精心設(shè)計問題，激發(fā)學生思維，層層遞進，實現(xiàn)從奇趣體驗到智慧思辯的升華。

學生觀察現(xiàn)象引入：斜插入水中的筷子，從水面上看起來變彎了。據(jù)此，提出問題。

（1）疑問：光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，傳播方向還是沿直線的嗎？

學生用激光筆，一次性紙杯，水等進行探究活動，發(fā)現(xiàn)光從空氣斜射入水中時，傳播方向發(fā)生偏折。教師再用大功率激光筆和噴水壺進行演示，清晰的現(xiàn)象讓學生都親眼所見，由此學生得出結(jié)論：光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象，叫折射。

（2）反問：光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，傳播方向一定會發(fā)生偏折嗎？

教師反問學生，引發(fā)學生的思考，我們剛才僅僅做了一次實驗，發(fā)現(xiàn)光從空氣射入水中時，傳播方向會發(fā)生偏折，就此得出上述結(jié)論是否科學呢？這樣學生意識到，要得出普遍性結(jié)論，還需要進行大量的實驗，在不斷改變?nèi)肷浣堑膶嶒炋骄恐校瑢W生發(fā)現(xiàn)，當光線垂直分界面入射時，折射光線并不偏折，從而自主完成了折射定義的修正。

（3）追問：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，折射光線都是靠近法線偏折的嗎？

在認識到光從空氣斜射入水中的情況后，教師進一步的追問，使學生的思維空間變得更為廣闊：那么光從水中斜射入空氣中時，傳播方向又如何偏折呢？光從空氣斜射入玻璃中呢？光從玻璃中斜射入空氣中呢？學生在思辯中不斷修正，不斷探究，逐步深化對概念內(nèi)涵和外延的理解，實現(xiàn)自主建構(gòu)，逐步逼近真理。

2.關(guān)注過程方法，物理教學的精華在于科學方法和科學思想

什么是教育？愛因斯坦說：“教育就是當一個人忘記了在學校所學的一切東西之后還留下來的。” “還留下來的”指的精華是什么？我想，對于物理教育而言，留給學生最寶貴的財富無疑是：科學方法、科學思想和科學精神，這都是一些融入了軀體、培植在心田上抹不去的東西。

3.弘揚科學精神：物理教學的靈魂在于培養(yǎng)學生的科學精神

科學知識來源于客觀實際，又在客觀實際中得到了證實。科學精神是敢于質(zhì)疑，不盲從的精神；是崇尚實踐，求真求實的精神；是追求卓越，不斷創(chuàng)新的精神；是科學素養(yǎng)和人文精神的和諧統(tǒng)一。

三、堅守“大實驗”教學理念，探索“基于事實的思辨式”物理教學

物理實驗教學并不僅局限于實驗室內(nèi)，我們應(yīng)該堅守“大實驗教學觀”，讓物理實驗貼近學生的生活，融入他們的整個物理學習、家庭和社會生活中，以奇趣體驗為抓手，以發(fā)展思維，理性思辯為目標，積極探索“思辯式”的物理教學。

1.教室即實驗室——豐富隨堂探究和演示小實驗

物理教學中應(yīng)重視隨堂小探究和演示小實驗的開發(fā)和應(yīng)用。例如在分析物體受非平衡力作用下的運動狀態(tài)時，教師將小球用線懸掛在鐵架臺上，請同學們分析其受力情況，然后突然剪斷細線，小球從靜止變?yōu)橄蛳逻\動，請學生分析其受力的變化。

2.家庭即實驗室——重視課外拓展和家庭實驗

“學生不是帶著一張白紙來學習物理的”。學生的生活體驗和知識背景值得我們研究和關(guān)注，學生的家庭生活處處皆有物理知識，如能巧妙應(yīng)用，事事皆可成為物理課程資源。因此，“大實驗教學觀”指導下的物理教學應(yīng)該充分關(guān)注家庭實驗和課外拓展，重視家庭中物理實驗資源的開發(fā)和利用。例如可以結(jié)合教學的內(nèi)容，巧妙設(shè)計家庭實驗，指導學生從吃、穿、住、行等方面展開探究，設(shè)計實驗，編制題目，進行自主學習。

3.生活即實驗室——開發(fā)基于項目的實踐探究

物理知識貫穿整個社會生活，因此，指導學生關(guān)注社會熱點；關(guān)注科技前沿；關(guān)心物理與生活和社會的聯(lián)系，是拓展實驗教學的有效途徑。例如馬路上的紅綠燈包含著怎樣的電學知識？“蛟龍?zhí)枴鄙詈Ｌ綔y器與壓強知識的聯(lián)系；瓦良格號航母與浮力知識的聯(lián)系；“天宮一號和神舟九號的太空對接”、日本大海嘯和核泄露危機……這些都可以成為物理項目探究的課題。

我們不應(yīng)過分追求學生研究的深度，但物理學習應(yīng)從傳統(tǒng)意義上的接受式學習走向師生的研究，用“大實驗教學觀”指導物理教學，生活處處皆是物理教學“廣闊的實驗室”，這種崇尚實踐、重視探究、關(guān)注生活應(yīng)用，關(guān)注科技前沿的研究意識和研究能力的培養(yǎng)，對學生的終身發(fā)展意義重大。

參考文獻：

[1]張憲魁.物理科學方法教育[M]青島海洋大學出版社，2004.03

[2]朱新榮.體驗式教學在初中物理教學中的應(yīng)用[J]物理教學探討，2011.07