失誤型策略在演示實(shí)驗(yàn)中的有效應(yīng)用

何 璐 李德安

(華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院 廣東 廣州 510006)

1 引言

物理演示實(shí)驗(yàn)是以培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力,認(rèn)識(shí)和建立物理概念規(guī)律為目標(biāo)和側(cè)重點(diǎn),在操作的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、思考、分析和歸納,以達(dá)到一定教學(xué)目的的演示性、示范性教學(xué)方式.傳統(tǒng)物理教學(xué)課堂上,教師常常精心準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn),不僅注重演示實(shí)驗(yàn)的直觀性,還重視演示實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性和科學(xué)性.事無(wú)巨細(xì)、精心準(zhǔn)備的演示實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)中也會(huì)出現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)失誤的情況.教師會(huì)擔(dān)心演示實(shí)驗(yàn)失誤導(dǎo)致課堂失控,但是實(shí)驗(yàn)失誤的情況可以巧妙地轉(zhuǎn)換為一種有效的教學(xué)資源,即失誤型演示實(shí)驗(yàn).

失誤型演示實(shí)驗(yàn)是指教師按照不同于傳統(tǒng)教學(xué)成功進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而是在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟等方面巧妙地設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)失誤,由教師引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)失誤之處后進(jìn)行糾誤,進(jìn)而使得學(xué)生在該過(guò)程中可以掌握實(shí)驗(yàn)及其背后所對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn).

2 失誤型演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐

失誤型演示實(shí)驗(yàn)并不是簡(jiǎn)單的失誤,而是經(jīng)過(guò)教師精心準(zhǔn)備的失誤演示.傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)通常是教師操作、學(xué)生觀看,其結(jié)果往往是學(xué)生走馬觀花式地觀看演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)而獲得知識(shí).這種教師灌輸式教學(xué)方式違背教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的教學(xué)理念,不利于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng).失誤型演示實(shí)驗(yàn)假借失誤突出教學(xué)重點(diǎn),教學(xué)過(guò)程中貫穿師生互動(dòng)不僅有利于激發(fā)學(xué)生的興趣,還有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

失誤型演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以分為以下幾個(gè)類(lèi)型:實(shí)驗(yàn)原理“失誤”、實(shí)驗(yàn)器材“失誤”、實(shí)驗(yàn)步驟“失誤”.

2.1 實(shí)驗(yàn)原理“失誤”——引導(dǎo)學(xué)生直擊實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)

實(shí)驗(yàn)原理“失誤”:意指以“錯(cuò)誤”的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)而得到與科學(xué)、正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有差異,從而由該問(wèn)題激發(fā)學(xué)生求知的欲望.

案例一：自感現(xiàn)象中燈泡的閃亮現(xiàn)象

人教版教材中關(guān)于自感現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn),以通電自感演示燈泡的延遲發(fā)光和斷電自感演示燈泡的閃亮現(xiàn)象,輕易地使學(xué)生認(rèn)識(shí)到產(chǎn)生以上現(xiàn)象背后的原因?qū)嵸|(zhì)上是自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流變化的阻礙作用[1].人教版教材中關(guān)于通電自感和斷電自感的實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖1和圖2所示.對(duì)于學(xué)生而言,學(xué)生容易認(rèn)為斷電自感一定會(huì)產(chǎn)生燈泡閃亮的現(xiàn)象,同時(shí)會(huì)以為產(chǎn)生該現(xiàn)象背后的原因是電路中電流激增.為使學(xué)生真正了解斷電自感產(chǎn)生燈泡閃亮一下背后的原因,設(shè)計(jì)表1實(shí)驗(yàn)原理“失誤”的教學(xué)流程,為學(xué)生進(jìn)行答疑解惑.

表1 實(shí)驗(yàn)原理“失誤”的教學(xué)流程

圖1 通電自感

圖2 斷電自感

圖3 斷電自感改進(jìn)

斷電自感燈泡未閃亮一下的現(xiàn)象打破學(xué)生固有認(rèn)知,設(shè)計(jì)失誤、糾誤、突破3個(gè)教學(xué)過(guò)程,糾正學(xué)生關(guān)于斷電自感一定會(huì)產(chǎn)生燈泡閃亮的現(xiàn)象和同時(shí)認(rèn)為這種現(xiàn)象是由于電路中電流激增導(dǎo)致的錯(cuò)誤觀念,落實(shí)學(xué)生為主體的教學(xué)理念,真正做到引導(dǎo)學(xué)生直擊實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的本質(zhì).

2.2 實(shí)驗(yàn)器材“失誤”——提升學(xué)生科學(xué)探究的能力

實(shí)驗(yàn)器材“失誤”:意指使用與常規(guī)實(shí)驗(yàn)器材不同的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)達(dá)到相同甚至更好的實(shí)驗(yàn)效果.

案例二：選取合適量程的電流表測(cè)量電流大小

表2 實(shí)驗(yàn)器材“失誤”的教學(xué)流程

在該實(shí)驗(yàn)中教師設(shè)置的失誤情境引導(dǎo)學(xué)生思考失誤產(chǎn)生的原因,同時(shí)提供實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)給學(xué)生運(yùn)用數(shù)據(jù)得出結(jié)論.整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程不僅幫助學(xué)生發(fā)展了依據(jù)證據(jù)和已有知識(shí)進(jìn)行科學(xué)論證和解釋的能力,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究能力.

2.3 實(shí)驗(yàn)操作“失誤”——促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作的能力

實(shí)驗(yàn)操作“失誤”:是指實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤導(dǎo)致與常規(guī)結(jié)果不同的現(xiàn)象,請(qǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)失誤之處以及思考正確做法,從而更深入地理解實(shí)驗(yàn)操作背后的原理.

案例三：萬(wàn)用電表“紅表筆進(jìn)黑表筆出”

今天我們學(xué)習(xí)的儀器是萬(wàn)用電表,萬(wàn)用電表簡(jiǎn)稱(chēng)萬(wàn)用表,是一種多功能、多量程、便于攜帶的電子儀表.萬(wàn)用表是一種使用廣泛的測(cè)量?jī)x器,可以用來(lái)測(cè)量電流、電壓,電阻等物理量.萬(wàn)用表由表頭、測(cè)量線(xiàn)路、選擇開(kāi)關(guān)以及紅黑測(cè)試表筆組成,一般可分為指針式、數(shù)字式兩大類(lèi).將萬(wàn)用表接入電路中時(shí),需要注意電流的方向,即紅表筆接的是電流流入一端,黑表筆接的是電流流出一端,可簡(jiǎn)記為“紅表筆進(jìn)黑表筆出”.在學(xué)習(xí)了萬(wàn)用電表的構(gòu)成和使用方法后,學(xué)生對(duì)于多用電表的紅黑表筆要“紅表筆進(jìn)黑表筆出”背后的原理并未真正掌握,因此設(shè)計(jì)表3實(shí)驗(yàn)操作“失誤”的教學(xué)流程進(jìn)行解答.

表3 實(shí)驗(yàn)操作“失誤”的教學(xué)流程

為幫助學(xué)生真正理解萬(wàn)用電表“紅筆進(jìn)黑表筆出”背后的原理,教師首先設(shè)計(jì)失誤——萬(wàn)用電表測(cè)量電壓采用黑表筆進(jìn)、紅表筆出的方式,再通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行糾誤——萬(wàn)用電表連接二極管的兩端測(cè)量二極管的電阻,最后進(jìn)行突破——正確使用萬(wàn)用電表測(cè)量電壓、電流、電阻.通過(guò)對(duì)反常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于失誤原因進(jìn)行探討,促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力.

3 結(jié)論與展望

失誤型演示實(shí)驗(yàn)不同于常規(guī)的物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué),教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容合理運(yùn)用失誤型演示實(shí)驗(yàn),一方面可以激發(fā)學(xué)生探知物理學(xué)奧秘的欲望,另一方面可以幫助學(xué)生更好地領(lǐng)悟物理實(shí)驗(yàn)背后的物理原理.但是對(duì)于物理教學(xué)而言,不論是采用常規(guī)的教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?還是特意的“失誤型演示實(shí)驗(yàn)”,只要對(duì)整個(gè)教學(xué)有益,兩者都是可以采取的教學(xué)模式.設(shè)計(jì)一場(chǎng)完美的“失誤型演示實(shí)驗(yàn)”也需要依賴(lài)教師自身的教學(xué)水平.在整個(gè)教學(xué)結(jié)束后,教師可以對(duì)整個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行復(fù)盤(pán)反思,對(duì)不足之處進(jìn)行反思改進(jìn)從而使自身的能力以及對(duì)課堂節(jié)奏的把控得到進(jìn)一步提升.