“活动单导学”模式下物理实验设计的研究

●陆亚东，沈克林

物理是一门以实验探究活动为主要抓手的学科，强调学生主动构建知识体系。实验是物理教学中的重要组成部分，苏科版《物理》八九年级教材中所涉及到的各种物理实验达到271 个之多。“以实验促发展”，“从活动中学”，由此凸显学生主体学习的地位。实验活动因此成为学生知识自主构建的重要途径，它是将物理知识从可能性向现实化转化的有效手段。

传统的实验教学侧重于实验的严谨和注重物理知识规律的验证，教师为了顺利揭示实验规律，建构物理知识，总是始终围绕知识目标的达成做文章，先介绍实验所需的原理， 对实验设计过程进行逐一分析，对实验器材的取舍和使用总是不厌其烦的讲解，这种传统的“照方抓药”式的实验设计过多凸显出教师的主导地位，学生离开教师的“拐棍”就无法开展实验探究，对培养学生提出问题能力、猜想能力、设计实验方案等实验探究能力存在明显的不足。

“活动单导学”模式下的物理实验教学所倡导的“实验活动方案”超越了单一“书本世界”，目的是引导学生从生活经验和生活经历中发现问题，分析问题，解决问题[1]。 下面笔者就两个实验设计片段对比阐释一下“活动单导学”模式下物理实验设计。

一、传统的实验设计

苏科版初中物理实验报告手册是江苏省教学研究室为广大初中学生编写的与物理教材相配套的实验教材，每一个物理实验都是以实验报告的形式编排，对学生开展物理实验探究起到一定的指导作用。“观察水的沸腾”是学生实验，其报告的框架体系如下：

实验目的：观察水加热到沸腾过程中的主要现象，能说出沸腾过程中的温度规律。

实验器材：（略）

实验操作要点与注意事项：（略）

实验与记录：（1）按照图示装置安装好实验器材（由下至上安装，石棉网的高度应根据酒精灯及其外焰的高度适当调整）。

（2）用酒精灯给烧杯加热，观察水中发生的现象。

（3）水温到达 90℃时，开始记录温度计的示数，以后每隔1min 记录一次，直到水沸腾后2min。

时间/min0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 …温度/℃

数据处理：如图所示，以时间为横坐标，温度为纵坐标，建立平面直角坐标系，在坐标系中标出各个时刻的水的温度，然后用平滑的曲线连接起来，即可得到加热过程中水的温度随时间变化的图像。

实验结论：由水的沸腾图像可知，沸腾前，水的温度_____（不断上升/保持不变/不断下降）；沸腾时，水的温度____（不断上升/保持不变/不断下降）。 实验测得水的沸点是____℃。

思考与讨论：（1）由于水中有空气存在（常附着在容器壁和底面上），在加热过程中水向小气泡中汽化，而使气泡变大。沸腾前和沸腾时水中气泡的变化有什么不同？ （2）液体沸腾时需要吸热，你是通过什么样的实验操作和实验现象来验证这一结论的？

分析：这种实验编排设计看似水到渠成，步骤清晰，实验过程比较严谨，方便学生按部就班地进行操作，脉络分明，适合学生进行现象观察和数据记录。但实际这样对活动过程的处理是对教材实验活动的生搬硬套，在实际教学中效果非常不理想。虽然在探究活动中教师始终在叮嘱学生注意观察温度计的变化、气泡和声音的变化以及杯口出现的“白汽”等，但由于学生既有的知识水平和操作能力有限， 实验过程中存在很多问题亟待解决，如：学生不清楚应该观察哪些现象？记录哪些实验数据？如何对实验数据进行合理分析？ 为什么要采用数学上的图像来研究物理问题？ 反思实验设计过程，我们发现，这样的实验报告只是笼统的提出实验目标和设计方案， 研究问题的手段和方法单一， 学生的合作参与过程没有体现，更多的是给予器材和实验步骤，至于到底应该在实验过程中如何观察实验为什么要进行这样的数据处理没有更多的关注， 导致学生在实验操作过程中漫无目的。

二、“活动单导学”模式下的实验设计

针对以上问题，笔者在对“探究电路中电流与电压、电阻的关系”实验时采用以下设计：“探究电路中电流与电压、电阻的关系”在新课标中属于“理解、运用”层次的，对于学生来说该知识建构要求比较高，如果只停留在表象的接受， 必然难以掌握 “欧姆定律”真正的内涵与应用的范畴，当然也难以关注到实验背后的方法和能力的提升。

表 实验探究活动单

三、两种设计的对比分析和对“活动单导学”的诠释

对比两种实验设计的编排， 从表面上看没有多大区别，都是按照实验操作顺序进行实验。传统的实验设计更体现出老师主体的作用， 学生只是方案的执行者，没有个体的自主充分活动的余地，只是让学生对照实验报告手册亦步亦趋的操作实验， 验证实验规律；而“活动单导学”的实验方案设计的编排更侧重于从生活情境引导学生，逐步探究，对实验方案设计与实验器材的取舍完全交给学生主宰， 凸显学生主动探究实验的主体性。 学生在探究活动中主体能动性体现非常明显，如实验方法的选择，实验数据的处理方法等。

“活动单导学”的实验设计最大的特点是将整个实验操作分解成若干个系列活动，每个活动都呈现出阶梯性和层次性，实验目的明显，在逐步深入理清和分析问题时，学生思维自由，探究手段多样化，通过抽丝剥茧，层层推进，将问题推向解决的最高端。 而对于学生来说，问题解决虽具有一定难度，但仍然是“跳一跳够得着”。 因为在每个活动中都有学生独立思考，小组协作，让学生在自我思考和合作讨论过程挖掘学生的直接经验，通过实验活动拓展延伸，将简单的模仿实验变成独立的思考，层次清晰，能最大限度地体现出老师的“总指挥”的作用：把课堂看成战场，把打仗权交给学生，学生通过打仗，问题才能暴露；老师指挥打仗，及时调整方法、策略；活动方案为“纲”，步步引导学生对问题探究的深入[2]。 在“拐棍”的指导下， 探究的对象和手段的选择更有目的性和自选性。 数据处理的手段由老师规定的物理图像变成由学生自己选择分析数据的方法，让学生学会对数据处理并进行“有效”筛选，学会反思，更能切身体会到物理图像这些手段对物理规律的研究的重要性！

[1]陆亚东.浅谈“活动单”导学模式下初中物理实验教学[J].物理教学，2011，(5)：35-36.

[2]郑国建.“活动单导学”在初中生物学实验教学中的应用[J].生物学教学，2010，(6)：55-56.