物理探究教学中的价值取向与实现

王正东

摘要：通过“欧姆定律”教学，阐述在物理实验探究教学活动中进行的一系列反思、改进，寻求更科学、更高效的教学行为，进而提升物理教学质量，促进学生发展的实践与思考。

关键词：实验探究；课堂教学；行动研究；价值实现

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148(2012)4(S)-0066-3

如何有效提高物理探究教学的质量，是物理教学的永恒话题。下面以“欧姆定律”实验教学为例，谈谈我的一些实践探索与思考。

1实验探究教学中的几番“顿挫”

“欧姆定律”是初中物理教学的一个重要内容，它揭示了电路中电流用遵循的基本“交通规则”，处于电学的核心位置，是电学中的最重要的规律之一，也是学生进一步学习电学知识和分析电路的基础。

1.1首次教学：建立猜想，探究规律

首先，引导学生对“电流、电压、电阻三个物理量之问的定量关系”展开猜想，进而根据猜想来设计实验方案，然后让学生自主展开实验探究：

(1)导体电阻一定，导体中的电流与导体两端电压之间的关系；

(2)导体两端电压一定，导体中的电流与导体电阻之间的关系。

最后分析实验数据，归纳、概括规律：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。

1.2二次教学：调整器材，简化操作

尽管上述教学方案能达成预期教学目的，但在实际实验操作中发现：在探究“导体两端电压一定，导体中的电流与导体电阻之间的关系”实验中，由于需要多次改变电阻，并且每次更换都需要断开开关、拆除原电阻与电压表、接人新电阻与电压表、闭合开关四个动作，操作比较麻烦。事实上，由于操作频繁，不仅容易造成电路接触不良，而且客观上也影响了学生对实验现象的全面观察，从而影响到实验探究效果。

基于此，笔者调整了实验器材：用旋钮式电阻箱代替需要更换的几个电阻，原先每次更换电阻的四个规定动作就简化为一次旋钮。这样在保证实验效果的同时，不仅提高了实验效率，同时也为学生全面观察和数据分析预留了充分的时间。

1.3三次教学：优化方案，厘清关系

然而，事情并非预期的那样乐观。学生在分析数据形成结论时，常常出现如下两种逻辑错误：导体电阻一定，导体两端电压与导体中的电流成正比；导体两端电压一定，导体电阻与导体中的电流成反比。就第一种逻辑错误而言，究其成因，问题不在学生本身，而恰恰在于教学之中。一是在先前认识滑动变阻器时，学生对“使用滑动变阻器改变灯泡电流”有较深的认识。二是在当前探究电流与电压关系时，是靠移动滑片来改变变阻器阻值，学生误认为是研究电流与变阻器阻值的关系。在操作中学生通过移动滑片来改变电流，产生了是由于电流的变化才引起了电压变化的认识，背离了“电压是形成电流的原因”。

基于此，为帮助学生形成电流与电压、电流与电阻之间正确的逻辑关系，笔者优化了实验方案，重新设计电路：通过改变电池的节数替代由变阻器来改变电阻两端的电压；将几个不同阻值的电阻并联接在电源两端，分别由开关控制。这样既保证了实验效果，同时消解了变阻器带来的负面影响，使电流与电压、电流与电阻之间的逻辑关系更直观地显现出来。待学生学习串联总电阻与分压知识之后，可以安排学生按教材中的实验方案再探究，学生在体验操作顺畅的同时，理解更为准确、深刻。

1.4四次教学：超越物质，回归人本

通过前三次的教学改进，实验器材和实验方案逐步优化，探究活动效果得到了整体上的明显提高。然而，一个不容回避的教学事实是：尽管使用了同样的实验器材与实验方案，但不同的学生在实验中却有不尽相同的活动收获。如：在探究电流与电阻的关系时。有的学生发现更换电阻时，电阻变大(或变小)后，电压表示数也增大(或减小)，但有的学生对此物理现象却视而不见。由此，笔者认识到物理实验教学应当“超越物质，回归人本”。即教学中不能仅仅关注“物”的因素，更要关注活动的“人”，注重培养学生的良好观察习惯和大胆猜想、敢于怀疑的科学精神。就培养良好观察习惯而言，一方面不仅要教给学生具体的观察方法，而且要在活动前提出明确的观察要求；另一方面要有预见性地提出明确的活动观察点。同时在活动记录单上增设“我在实验中还发现什么”专栏，切实引导学生全面、细致、深入地观察。

2实践中的几点思考

2.1物理探究活动目标：“有中心”，但不能“唯中心”

物理实验探究教学活动，是在教师的启发引导下，让学生经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，这一过程是科学发现过程的精华浓缩，而不是科学发现历史过程的真实重演。但毕竟时间有限，倘若面面俱到，势必会冲淡课堂探究活动的中心，直接影响教学效果。在“欧姆定律”教学活动中，探究发现导体中电流与电压和电阻之问的定量关系无疑是教学活动的中心。但教学活动要“有中心”，但不能“唯中心”。借用一句广告词：生命是一场旅程，在匆匆赶路的时候，更重要的是不要忘记欣赏路边的风景。在“欧姆定律”实验探究过程中实验细节的观察、数据误差的考量等都应当关注，尽管这些问题的分析与解决并非是本次活动的中心，仅仅是活动中的“衍生物”，但同样是活动中的“一种收获”，而恰恰是这些常常被遗忘的“路边的风景”，或成为后期知识生长的重要因子，或成为引导学生主动参与探究的导火线。

2.2物理探究活动方案的设计：“教师决定”走向“师生协商”

探究活动方案的设计是物理探究活动的重要环节。在当前的物理教学中，一些教师基于对学生的实验方案设计的能力缺乏信心，或出于节省教学活动时间，把预先设计好的实验方案直接给予学生。让学生执行指令性的实验操作；有的教师出于培养学生实验方案设计能力，让学生自行设计实验方案，但当遭遇学生设计的方案不合理或错误时，往往又习惯性地回归到教师指令路径。探究活动方案的设计从“教师决定”走向“师生协商”。

在探究“导体中电流与电阻的定量关系”时，学生提出猜想后。一位学生设计了这样的实验方案：如图1所示，将几段阻值不同的电阻分别接入电路M、N之间，读出电流，然后根据记录的电流与电阻的相关数据进行分析，进而得出电流与电阻的定量关系。显然，这种方案不合理。因为接入几段阻值不同的电阻后，MN两点间的电压不同，未能控制MN间的电压，虽然能获得电流与电阻的相关数据，但无法得出两者之间正确的定量关系。对此，如果教师利用自己的权威，简单否定学生的实验方案，无疑会损伤学生的设计热情。那么，教师能否晓之以理使学生信服地自我否定呢?从物理学的角度看，解释MN两点间的电压不同，需要运用串联分压的知识，而后者是基于欧姆定理推演出来的，所以教学实践中教师无法以“理”服人。否其所为是不民主的，任其所为是不明智的。在教学实践中，笔者允许学生按设计方案进行操作，提

供其一个电压表，将电压表并联在MN两点间，要求其观察不同的电阻接入后电压表的示数，这样学生直观看到电阻变化后MN两点间的电压也发生了变化，学生自然意识到这种方案不符合控制变量法的思想，进而自我否定。在某种意义上，这样的教学处理做到了“民主”与“明智”兼得。

探究活动方案的设计从“教师决定”走向“师生协商”，是尊重、保护学生的表现，是鼓励学生创新的做法，也是基于学生原有的知识水平和符合认知规律的真真实实地让学生经历科学探究中的“设计实验方案”这一环节，这既能培养和保持学生自主探究能力和兴趣，也彰显了以学生发展为本的理念。

2.3科学探究活动对象的关注：唯“物”走向“人——物”

感悟“欧姆定律”，我们应当虔诚地拨开历史尘埃，了解那一段令人难忘的科学钩沉。欧姆当年研究条件极其困难，电流很不稳定，自己设计实验器材，花费十年心血，研究电流定律，失败了上千次才获得成功。欧姆定律发表后，遭到德国很多权威人士特别是科学界的反对甚至是诋毁。德国物理学家鲍尔曾发难：“以虔诚眼光看待世界的人不要去读这本书，因为它是不可置信的欺骗，它的唯一目的是要亵渎自然的尊严。”经历14年的怀疑、批判、确认的洗礼与磨砺，欧姆定律的真理性才越发显现出来，得到学术界的公认。欧姆定律具有穿越时空的永恒光辉。

重温这段历史，笔者深深体会到科学探究活动中的“物”仅是一个必要条件，真正起决定作用的是“人”本身，物理教学应从单一“物”的关照走向“人与物”的全面关照，也就是说不仅要重视实验器材的完备、实验方案的优化，更要重视实验活动中学生观察能力和思维能力的发展。主动探索、勇于坚持、怀疑精神的熏陶。

在当下物理教学活动中，尽管教师普遍意识到培养学生观察能力和怀疑精神的重要性，但往往缺少行之有效的培养方法或策略，常常只有口头上的要求，难以真正落实到实验探究活动之中，从而导致教学活动价值的流失。为此，笔者进行了一些尝试与探究：在活动记录单上，除实验数据记录的栏目外，还增设两个栏目：一是“我在实验中还发现什么”，这一栏目的设置可以方便观察细致的同学及时记录，其记录内容是宝贵的生成性资源，其记录行为对其他同学也是一种示范与促进；二是“我有哪些困惑或疑问”，这一栏目的设置可以方便学生及时记录实验困惑与疑问，这本身不仅是学生行思结合的见证，也是理性精神的具体体现，同时也有利于教师及时把握实验动态，更好地调控实验探究活动。

总之，物理教学应努力从学生的发展需要出发，以研究者的态度审视自己，不断反思，寻求更好的方法和策略，不断建构并丰富自己的实践性知识，提升物理教学专业素养。在自觉的行动研究中，我们可以获得“教师职业的内在欢乐与尊严，在日常进行的、创造性育人过程中实现，而不是只有在所教的学生取得社会成就才得以实现”。

参考文献：

[1]朱慕菊，物理课程标准[M]北京：北京师范大学出版社，2001

[2]叶澜，教师角色与教师发展新探[M]，北京：教育科学出版社，2001

(栏目编辑邓磊)