提高物理实验课的有效性关键在落实①

梁炳钊

(广州市番禺区南村中学 广东 广州 511442)

物理是一门以实验为基础的学科，初中阶段的主要物理定律、原理都是在一些实验和实践中归纳出来的.在新课程理念下的物理教学更加突出了实验教学的地位，更加提高了学生实验在教学中的比例.实验教学充分体现了“学生为主体，教师为主导”的教学理念，教师都有这理念，但因为使用的教学策略不适当，所以教学效果不好，甚至跟传统的“教师讲，学生听”这种方式的效果差不多.有些教师觉得辛辛苦苦准备实验器材让学生进行实验探究，结果收效甚微，倒不如沿用“教师讲，学生听”的方式.为什么会出现这种情况？

1 实验教学能否取得实效 归根结底要看教师有无抓好“落实”

实验教学能否取得实效，不能只看学生有无动手实验、课堂气氛是否热烈，重要的是看学生有无用心进行实验，更重要的要看是否所有学生都用心进行实验探究.现在的实验课普遍存在的问题是：学生实验一般都采用小组合作的形式，分组实验时，教师并不清楚是所有学生都参与实验，还是只有一、两个学生包办所有的实验操作，其他学生只做旁观者.总结成一句话就是：教师在课堂上，没有抓好“落实”.不少教师总感觉给足了时间让学生进行探究，学生也确确实实做了实验，课堂气氛也很好，但是效果不好，原因就在于此.

如“光的折射”一课，我们常见到这样的设计过程：教师先让学生进行分组实验，观察光从空气斜射入水中，折射光线的大致位置，然后直接给出折射角的概念，接着让学生不断增大入射角，观察折射光线的变化，从而总结出“入射角增大，折射角跟着增大”的结论.探究光从空气垂直入射水面和光从水斜射入空气的情况，也是让学生进行分组实验，然后提问个别小组得出结论.

整个探究过程，虽然学生都进行了探究(并不排除只有个别学生动手操作)，但是效率很低.原因是教师并不清楚有多少学生真正动手做了实验.很多学生都不知自己这样做的目的；不知重点观察什么、归纳什么，只是按菜谱完成操作.如果不能保证所有学生(至少是大部分学生)有目的地进行实验探究，这节实验课必定是低效的.所以我们要抓好“落实”，保证所有学生都用心进行探究.

2 抓好“落实” 保证每位学生都有目的地进行独立思考 合作探究

要使所有的学生都积极地参与实验，达到既定的教学目标，提高实验教学的效益，教师一定要抓好“落实”.抓“落实”体现在两方面：

(1)教师要落实所有学生都参与实验；落实学生都明白各项操作的目的所在；落实学生有认真思考实验涉及的问题.

(2)教师可以通过任务指引(或问题指引)的方式，引导学生进行独立思考与合作探究，并以口头、书面等方式呈现思考、探究的结果.如“光的折射”探究过程.

2.1 通过任务引导学生操作 检查学生的纸笔作图得到反馈信息 落实学生全员参与实验探究

任务或问题能让学生更清楚实验目的，更容易开展探究.有了目的，学生才会用心探究.教师先布置一个任务，“光从一种介质入射到另一种介质的界面时，同时有光线返回原来介质和进入另一种介质，返回原来介质的现象叫反射，进入另一种介质的现象叫折射.我们已经知道反射光线跟入射光线是轴对称的，那么折射的情况会怎样呢？请根据图1的光路做实验，观察进入水后的光路，并根据实验结果，把折射光线的位置大致描在图1中.”

图1 图2

这时，教师的工作是检查学生有没有做实验，有没有画图.因为每个学生都有“画图”这一任务，所以那怕实验只由一、两个学生操作完成，其他旁观的学生肯定会认真观察水中折射光线的大致情况，这样他们才能完成教师布置的任务.教师通过检查学生的作图情况，就知道学生有没有认真完成实验、认真观察现象.只要是认真观察的学生都能作出如图2所示的情况.教师给学生布置实验任务，检查学生的纸笔作图得到反馈信息，掌握学生完成的情况，这样就可以很好落实学生全员参与实验探究.

2.2 通过问题引导学生思考 口头或书面表述探究过程及结果 落实学生进行独立思考

让学生掌握折射角定义时，教师不能直接给出定义就完成任务，因为学生常会标错折射角.无论教师讲多少遍折射角的定义，学生总是理所当然地认为折射光线与界面的夹角是折射角.能否纠正错误，就看学生有没有真正动脑思考，这要求教师做适当的引导.在学反射的内容时，教师已用数学的轴对称知识让学生明白引入法线的目的是为了容易看出反射光线和入射光线是轴对图形.因为两光线是轴对称，很自然，根据轴对称的特点，入射角、反射角就是光线与法线的夹角而不是与界面的夹角.所以教师在引导学生归纳出折射角的定义前，先引导学生复习反射角、入射角的定义，然后进行设问：“我们应该怎样给折射角下定义？为什么？”教师可以给学生足够的时间，让他们把折射角的定义写出来，然后巡视一周检查学生完成的情况，对不能完成的学生给予适当的指导.因为学生知道了入射角是入射光线与法线夹角，因此可推测得知，折射角应是折射光线与法线的夹角.通过引导学生寻找新旧知识的联系，获取新知识，这种方法比直接告诉学生新知识强百倍.教师让学生标出入射角和折射角，并比较折射角和入射角的大小.教师同样是巡视检查，对做错的学生进行指导.

2.3 通过问题指引 让学生在实验中理解并掌握物理研究方法 落实学生学科素养的培养

物理实验课的价值更应体现在如何引导学生掌握各种物理研究方法，落实学生学科素养的培养，下面的过程就是一个让学生知道“科学研究需要多次测量，找出现象的共同点，才能得出规律”的好机会.为了让学生知道多次测量的作用我们可以分两步，第一步是在探究光从空气射入水中的过程引导学生使用多次测量的方法；第二步是在探究光从水中射入空气的过程使用这一方法.

教师设问 ：“根据刚才的数据，我们能否得出光从空气射入水中，折射角一定小于入射角的结论？为什么？”学生通过思考可以得出“不能，因为不能凭一组数据归纳出实验结论”的答案.教师再设问：“我们接下来应该怎么做？”学生就会想到改变入射角多做几组数据进行归纳(这是物理实验中常用的归纳方法).改变入射角有两种方案，一种是增大入射角，另一种是减小入射角.两种方案都让学生进行实验探究.

增大入射角的方案，教师先不急于让学生进行实验，而是给出指引，“大家先在纸上自己设计几个入射情况，猜想折射光线的大致位置，并画出来，说说猜想的依据.”学生根据任务，就会认真思考，并完成作图.有的学生可能会根据前面做的实验猜想出 “入射角增大，折射角也增大，但是小于入射角”的正确答案，也可能有些学生的猜想是错的.教师提问猜想对的学生，让他们讲出自己的理由.这样可以让猜想错的学生知道如何根据已知的因素进行合理的猜想.这环节完成后，教师再让学生进行实验，验证猜想，并要求猜想错的学生重新作一次图.通过认真思考并掌握实验方法再进行实验探究的方式，学生对整个实验的印象就会更加深刻.

减小入射角的方案，跟增大入射角方案的操作一样，先让学生设计几种入射情况，然后猜想折射光线的大致位置，最后实验验证.教师的任务还是落实学生有没有进行作图和实验.这里有个特例是：光垂直射入界面.教师要落实好如何引导学生进行思考、归纳.如果学生实验中有做这种情况，教师可以让学生自己归纳这一特点.反之，教师可以继续用问题指引，“光的反射中，有一个特例是光垂直射入，光线会垂直反射.那么折射中，光线垂直射入，折射光线的路径会怎样呢？请你猜想，并把猜想图作出来.”学生作完图后，教师再让学生进行实验验证猜想，最后归纳结论.

研究光从水射入空气的过程，同样也是引导学生掌握科学探究方法的好机会.这一实验过程落实好了，可以锻炼学生进行多次测量收集数据，并根据数据归纳结论的能力.教师设问：“现在，我们已按大家的意见进行了多次实验采集数据，是不是就可以得出‘折射角小于入射角’的结论？为什么？”有学生的答案是“能.”也有学生的答案是“不能.”教师提问“不能”的原因，学生的回答是“因为我们做的实验都是光线从空气到水这种情况，光线从水到空气的情况又会怎样？我们不知道.我们要继续进行实验归纳.”教师设问：“光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，那么光从水斜射入空气，折射角和入射角，哪个大？”有的学生会认为，“反射中光路可逆，折射中光路也可逆，像图2，如果光沿逆着折射光线的方向从水入射到空气，折射光线会沿逆着原来入射光线的方向射出，所以折射角大于入射角.”还有的学生可能认为，“折射角依然小于入射角.”教师继续设问：“那我们应该怎样设计实验方案，验证猜想？”学生同样会想到“改变入射角多做几组数据进行归纳”的方法.教师让学生进行实验，并将看到的实验光路图在纸上画出来.经过实验验证后，学生发现原来光从水斜射入空气，折射角真的比入射角大，跟光由空气到水的情况是不同的.教师继续设问：“那么我们归纳折射的规律时，能不能说折射角一定小于入射角？”学生都知道，“不能，要看光从空气到水还是从水到空气这前提条件.”教师接着设问：“那么我们怎样比较折射角和入射角的大小？”学生回答：“我们在做光从空气斜射入水中的几次实验时，折射角都是小于入射角，所以我们总结出‘光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角’的结论；在做光从水斜射入空气中的几次实验时，折射角都是大于入射角，所以我们总结出‘光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角’的结论.”

总之，“落实”是一节高效的物理实验课的有力保证.只要我们抓好“落实”，实验课将不再是个别学生当主角，其他学生当观众的课堂，也不再是学生漫无目的地玩的课堂，它将会变成学生全员积极思考，合作研究的高效课堂.这样的实验课才开得有价值！

参考文献

1 韩会一.新课改下初中物理实验教学探讨.理化生教学，2009 (7)：187

2 刘洋.“问题式教学”中问题预设的智慧.中国科教创新导刊 ，2012(24)：118