基于復式實驗的初中物理實驗教學策略

馬兵+朱剛

[摘 要] 復式實驗教學充分體現了物理現象的多樣性和物理規律知識的同一性，能讓學生通過不同的實驗去理解所研究的知識內容。課前準備階段，以學生認知為前提確定選題，預設各種形式多樣的實驗，預習充足，合理分組。課堂教學階段，創設情境，從學生熟悉的生活入手；學生自主實驗并小組展示，教師恰當介入；不斷反思，逐步優化實驗；課堂實驗表現形式多樣化。

[關鍵詞] 復式實驗教學；實驗設計；策略

物理是一門以實驗為基礎的科學，物理課堂不僅要重視結論，還要重視過程，在追求短期效率的同時，也要追求課堂的長期價值。因此《物理課程標準》指出了明確的方向：注重采用探究式的教學方法，讓學生經歷探究過程，學習科學方法，培養其創新精神和實踐能力。

科學探究既是學生的學習目標，又是學生重要的學習方式。在課堂教學中實施“復式實驗教學法”能最大可能地讓學生在實驗中充分發揮主觀能動性：各組同學圍繞同一個知識目標分別自行設計不同的實驗，并在教師的引導下，歸納出正確的結論或規律，讓學生在有限的時間內共同經歷圍繞同一個知識目標的不同實驗，從一般物理現象中總結歸納新的物理概念或物理規律，培養學生良好的實驗技能和優良的科學素養。

一、課前準備

1.以學生認知為前提確定選題

課題選擇要以學生有一定認知為前提。有的實驗在生活中就很多，學生也有一定的生活經驗，但由于學生的生活經驗只是一些淺顯的認知（也稱為前概念），對一些物理現象的本質只是本著自己的生活經驗的理解，有時甚至是錯誤的理解，所以對于新授課，教師要根據學生實際的情況和新授課內容，選擇一些接近學生生活、靈活性大、答案多樣、可利用身邊的瓶瓶罐罐做實驗的知識點作為復式實驗課題，避免為實驗而實驗，做無用功。

2.預設各種形式多樣的實驗

由于所選課題的實驗可從多角度不同途徑設計，所以教師在備課時要多角度思考，從不同途徑設計不同的實驗，可以是書本上的，也可對書本上的實驗進行改進，或者是自制實驗器材，在課前準備大量相關器材，以便學生實驗探究使用，讓學生進行多方位、多角度觀察、思考、探索、想象，提出各自不同的多種設想和解決方案。

3.預習充足，合理分組

預習作業要提前2～3天布置下去，給學生充足的時間準備，更好地培養學生的自學能力。在分組實驗中，根據預習反饋，將相同實驗設計或相似實驗設計的同學分為一組，明確分工，發揮個人特長，發揮最佳團體實驗效能。

二、課堂教學

1.創設情境，從學生熟悉的生活入手

由于學生的形象思維占主導地位，所以善于利用學生豐富的生活經驗對于學生學習有很大好處。因此，通過創設學生熟悉的情境，學生會對研究的內容有較為熟悉的感受，克服畏難情緒，并能很快地調動自己的大腦回憶相關的生活經驗，想到相關的各種情況和解決辦法，使學生在后面的實驗探究中更加積極。

2.學生自主實驗并小組展示，教師恰當介入

各小組選擇一個代表向其他小組介紹本小組的實驗設計思路、進行實驗操作、表述實驗時的注意點和實驗現象以及實驗的初步結論。其他小組的同學對該小組的實驗進行評價并提出自己的問題或看法。在此環節中，教師要做好引導和介入。

首先是討論準備環節。根據小組展示，教師引導其他同學質疑并準備有討論價值的問題，且盡量設計答案不唯一、靈活性大的問題，這樣就能使學生不斷地搜尋新信息，不斷地進行討論、反思、修正等行為，保證小組討論的有效性，促進小組討論不斷地推進。

其次是討論的組織環節。教師在小組討論時，要做一名傾聽者，如果發生爭執、事實錯誤、邏輯錯誤等，教師在合適的時機介入討論，幫助學生發現錯誤，分析錯誤的原因，引導他們回到正確的討論軌道中來。

最后是討論的結束環節。小組討論結束后，教師要適當地對小組討論的成果進行總結和評價，同時還要做好后面學習或探究的鋪墊，教師的總結要能起到承上啟下的作用。

3.不斷反思，逐步優化實驗

學生剛開始設計的實驗一般都是基于生活經驗，較為粗糙，考慮不周，所以教師要引導學生通過對比各小組不同的實驗設計，反復理解知識的內涵，同時反思各個實驗設計的缺陷，改進實驗設計方案，培養創新意識。

比如在“二力平衡”的教學中，對于二力平衡條件的探究，開始時很多學生是根據生活經驗“給物體施加大小一樣的力物體才靜止”來設計實驗：桌面上放上一個小木塊，研究水平面上木塊受到左右兩個水平力作用而靜止平衡。但在實驗中發現新問題：為什么木塊左右兩邊掛上相同鉤碼能靜止平衡，掛上不同鉤碼也平衡？實驗與學生的生活經驗相矛盾，發生認知沖突。教師引導學生回憶特殊情境：先掛左邊鉤碼，木塊還是平衡，為什么？這樣學生就明確了實驗中要去減小摩擦力、消除摩擦力，將木塊換成小車，再換成紙片，再將紙片架設到豎直的框架上，如此不斷地進行試驗改進、優化，從而推動課堂知識的動態生成，使學生對二力平衡有著更深入的理解。

4.課堂實驗表現形式多樣化

實驗的表現形式需要考慮到實際情況，如果實驗器材能搬到教室，可以現場探究；如果需要生活中某一類較為龐大的物體，比如學生研究鋼琴琴弦的振動聲音時，鋼琴不能直接搬到教室里，可以讓學生拍成視頻或拍攝照片。

三、課后續探

物理實驗的探究不只是課堂的探究，課堂實驗活動結束了，但是知識沒有結束，思維沒有結束，我們可以把這些問題留給學生，帶出課堂，設計一些課外實驗，讓學生在課外完成。

1.課后探究生活化

物理來源于生活，生活中的相關物理現象有很多，課堂上不能對所有的物理現象進行探究，需要課后繼續探索及應用。比如在“物態變化”教學中，布置一些家庭實驗作業：幫助媽媽燒開水、利用家里的冰箱做冰塊等等；在探究油、醬油、水哪種物質密度最大時，最好的方法是，趕快到廚房將油、醬油滴到水里觀察。

2.課后探究習題化

對于作業中出現的一些巧妙的、新穎的實驗，實驗中的問題不能想當然，應該親自動手操作，并將之與我們課堂上的實驗對比，這樣就能理解實驗設計的思路，加深對知識的理解。

3.課后探究創新化

課后探究是課堂實驗的延續，是更具有針對性、目的性、技巧性的創新體現，所以課后探究是對課堂實驗的再加工，是對課堂知識的再運用，要能綜合運用各種不同的器材，將各個器材的功能發揮得淋漓盡致，有讓人意想不到的效果。

4.課后探究拓展化

課后探究也是課堂實驗的拓展，不能只是簡單的重復，要將簡單的關系拓展成平面幾何關系或者立體幾何關系，從而提高思維的廣度和深度。

5.課后探究資源化

課后探究不是一個人的探究，要為學生建立一個資源庫。可以為學生建立一個群，讓學生將自己的課后探究拍短視頻或照片上傳到群里，讓大家討論，這樣也將教室延展到家庭，拓寬課堂的寬度，延伸課堂的長度。同時，教師將學生的探究下載下來，保存好，在習題課或復習課中選擇適當的視頻讓大家分析其中的利弊，提出優化實驗的建議，避免炒冷飯，避免題海戰術。特別是對于復習課，根據遺忘規律，將以前的學習情境再現，能快速地讓學生恢復大部分記憶，并通過再次研究加深學生的理解、完善知識體系。

經過幾年的實踐，復式實驗教學能有效克服現階段物理課堂的實驗教學的實驗單一、耗時等缺點，讓學生在有限的時間內共同經歷圍繞同一個知識目標的不同實驗，從一般物理現象中總結歸納新的物理概念或物理規律，從更真實、全面的實驗現象和討論中得出科學、嚴謹的知識，提高學生實驗設計、實驗操作和信息加工處理的能力，切實提高了學生的科學素養。

責任編輯 李杰杰