优化物理演示实验 构建高效课堂

万学东

(上海市青浦区第一中学，上海 201700)

·实验研究·

优化物理演示实验 构建高效课堂

万学东

(上海市青浦区第一中学，上海 201700)

当前课程改革的一个方向是倡导“以学生为主体，教师为主导”的探究式教学方式，主张学生积极、主动求知。演示实验是驱动学生积极思维、达成有效教学的一种重要手段，在日常教学中，借助演示实验构建高效课堂是一线教师面对的既现实又迫切的一个课题。基于以学定教的理念，结合平时的教学实践，笔者对初中物理演示实验的有效设计从组织形式角度进行了分类。

初中物理；演示实验；高效课堂

物理演示实验是教师结合教学内容所做的演示给学生观察的实验，是物理教学的重要手段，在课堂教学中具有非常重要的作用。其主要任务是引导学生在获得直观、感性认识的基础上，更深刻地理解和掌握概念与规律，同时提升学生的观察、分析能力，也为学生正确的实验操作起到示范作用。

在日常教学和听课过程中，笔者关注到一个不容忽视的现象：由于多种原因，部分学生漠视甚至无视演示实验，使其本质上沦为“形式”。优化演示实验来构建高效物理课堂就显得尤为迫切，笔者结合平时的教学实践，对初中物理演示实验的有效设计从四个角度进行了优化分类。

1 不讲先做

“不讲先做”中的“讲”是指教师的讲解，此类演示实验适合于探究性较强的教学内容，其作用主要有两点：一是激发学生的兴趣。兴趣是学生主动获取新知的一种积极心态，是推动学习的强大动力。课堂中安排“不‘讲’先做”的演示实验，对学生有很强的吸引力，极易唤起学生的兴趣，使其主动参与教学。二是适当降低学生的思维难度。学生对物理知识的学习离不开一定的感性材料，从生活中得到的感性材料，本质与非本质的因素交融在一起，学生往往认识不清、模棱两可。设计“不‘讲’先做”的实验，就是为了帮助学生清晰化、纯化这些材料，好比给了学生一个“脚手架”，适度降低了学生的思维难度，有助于他们理解所学知识。

案例1：在新授课“流体压强与流速关系”中，笔者紧扣学生的最近发展区，设计了“神奇乒乓球”实验，把乒乓球放进漏斗后，将漏斗转向细口朝上，乒乓球掉了下来。

师：为什么会这样？

生：乒乓球受重力作用。

教师继续演示，漏斗细口朝上，将乒乓球放在漏斗中并用手指托住。

图1

师：把手指移开,不借助于任何器材(包括水、胶带纸等)，你能让乒乓球“悬”在漏斗中吗？

同学们热烈地讨论、大胆地尝试。

生：对着漏斗的细口向上吸气……

师：当我们由细口用力向下吹气，将会出现怎样的实验现象(如图1)？

学生讨论十分热烈，多数猜想：乒乓球将掉下。一石激起千层浪，学生动手验证，惊奇地发现实验结果竟然与猜想相反！惊奇之余，他们产生了疑问：为什么向下吹气却能使得乒乓球“悬”在漏斗中呢？

案例2：在讲授“电流的磁场”时，笔者设计了魔术——“听话的小磁针”来引入新课。事先将导线隐藏在白纸下，用实物展台将小磁针投影在屏幕上，现象是小磁针发生了偏转。

学生分析、猜测小磁针偏转的可能原因，大部分学生认为小磁针偏转是受到了磁体的磁场作用。

然后笔者将白纸拿去，让隐藏的通电导线露出。真相大白，全班哗然，学生的学习积极性一下子被激活！同时产生疑惑：为什么通电导线能让小磁针偏转？

接着学生带着问题去体验奥斯特实验，并尝试释疑。

上述两个“不‘讲’先做”演示实验的设计，不仅符合学生的认知特点，引发学生的认知冲突，而且为后续引入新知做好了铺垫，为整节课的展开营造了氛围，更重要的是激发了学生的兴趣和热情，使得不同层次的学生得到了相应的发展，催化了学生由“要我学”转变成“我要学”的求知状态。

2 边讲边做

“边讲边做”是指讲解和操作同步、交叉进行，多适合于难度较大的教学内容。哪些环节(如实验原理，器材的选择和使用方法，注意事项等)需要向学生讲解？是精讲还是略讲？千万不要孤立地看待“做”和“讲”，二者只有在产生有机融合时，演示实验才能层次清晰、主次分明，有效发挥作用。不仅要“做”好，更要和“讲”配合好，才能达成质效最优化。

案例3：在学习“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”时，由于缺乏直接经验，多数学生极易遗忘通过传统教法获取的间接知识。在教改实践中，笔者在演示实验的同时引导学生着重思考：摩擦力的大小能否直接测量？根据学过的二力平衡知识，学生很快认识到：摩擦力大小无法直接测量，但可通过拉力大小转换得到，因而实验中必须保证物体处于匀速直线运动状态(如图2)。学生后续采用控制变量法，结合观察到的现象，轻松、自主地归纳出了相应结论。纵观整节课，教师的“做”贯穿始终，穿插的“讲”适时、到位，课堂氛围愉悦，学生的认知更为理性。

图2

“边讲边做”之所以能提升质效，笔者认为主要源于两点：(1) 传统教法多以教师的“一言堂”为主，学生死记硬背现成的结论，而这些结论往往是抽象的。由于缺乏亲身经历和体验，学生很难完全接受和理解。根据教育心理学理论，这种知识不具有持久性和迁移性，遗忘得很快。而“边‘讲’边做”始终围绕学生认知推进，这样的方式既摆脱了教师一味讲、学生一味听的被动局面，又为学生提供了充足的感性认识材料，促成了学生的有效学习；(2) 教师是学生学习的引领者，理应对学习主体提供必要的“讲解”。“边‘讲’边做”无形中催化了学生的有意识记和无意识记，意义识记与机械识记相互补充、相辅相成。“讲”能为学生理解和掌握知识提供辅助，“做”能化抽象为具体，化枯燥为生动，把要研究的问题清楚地呈现在学生面前，给学生留下深刻印象。

同时“边讲边做”中的“讲”应防范三个“过于”：(1) 过于省略地讲。这有时会导致学生不知所措，步骤不明或主次不清；(2) 过于具体地讲。这可能会淡化实验带来的新奇，削弱学生探究问题的兴趣；(3) 过于繁琐地讲。这客观上剥夺、挤占了演示实验的操作机会和时间，因此教师要学会剔除低效、无效的“讲”，学会在实验过程中挖掘学生的兴奋点，引发学生的共鸣。

3 先讲后做

“先讲后做”，顾名思义就是讲解在先、操作在后，适用于验证性的教学内容，包括以一定知识为基础来分析原理的实验。相比“不讲先做”“边讲边做”，“先讲后做”重在引发学生运用前面所学的知识，来解释后面的实验现象或用实验验证前面已学的概念、原理等。

案例4：在“并联电路”新授课接近尾声时，笔者展示了电吹风。当冷热变换的风吹在学生的脸上时，他们思维的火种一下子被点燃了。电吹风中的电路元件是串联还是并联？如何画出其简化的工作电路图？学生们或是口头讨论，或是在纸上作图(如图3)，解释实验现象的兴趣极其浓厚。这样的“先讲后做”不仅激发了学生探索新知的热情，而且为他们理解新知提供了丰富的感性材料，更为后续学习打下了扎实的基础。

图3

需要注意的是：“先讲后做”中所谓的“解释现象”不是简单、机械地将涉及的知识储存到大脑中，而是某种程度上“再发现”知识的过程。学生用刚学到的知识去解释实验现象，就是强调“再发现”，实质是将他人的理性认知转化为自己的认识成果。教师在这过程中不是向学生奉送知识，而是引导学生去发现并应用知识。

4 学生代做

“学生代做”是指由学生代替教师作为操作者完成演示实验。除了一些威胁到学生安全、健康的实验(比如“托里拆利实验”)，多数初中物理演示实验在条件允许的前提下适合“学生代做”。教育家杜威把学习过程看成是“做”的过程，“做”是获得经验并深刻理解知识的最佳途径，即“从做中学”。想要学生“从做中学”，教师应尽可能将演示实验交由“学生代做”，这是学生手、眼、脑等多种感官协同活动并参与学习活动的过程。

案例5：在“大气压强”新授课引入环节，笔者尝试将“覆杯”演示实验改为学生代做实验。由于在动手操作过程中纸张没盖严杯口等原因，学生不易成功完成实验，甚至对大气压强的客观存在产生怀疑。为探求真相，他们需要再一次甚至几次实验，直到成功后才会确信无疑。

改“教师演示”为“学生代做”，基于两点：一是符合初中学生的认知特点，因为学生不是消极、被动地接受外部影响，而是通过自身活动去做出积极反应。二是学生是实验的主体，遇到困难进行自我反思、矫正，可以从失败中悟出道理，有正反两方面特别深刻的经验感悟。

在“学生代做”实验中，每位学生都能参加活动的全过程，表面上看课堂有点乱，但乱中求知，这个乱相比演示操作时的井然有序更有实效。“学生代做”不仅使学生学会正确的操作方法，而且激发和满足了不同层次学生的探索欲望，培养了学习独立性。

只有遵循科学规律，以学定教，精心设计演示实验，才能有效发挥实验的重要作用，才能切实利于学生的全方位发展。孔子说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”得益于演示实验的优化设计，本校“初三学生对于物理学科的学习兴趣调查”结果显示：喜欢物理的学生人数比从60.9%提升到78.4%，不喜欢的从16.6%降至7.8%，物理成为学生最喜欢的学科之一。

伽利略说过：“科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。”随着课程改革的推进，演示实验的功能在构建高效课堂过程中定会越发突显。优化演示实验的突破口还有很多，需要大家不断探索，但必须始终遵循一点：一切以学生的发展和需求为出发点。

[1] 陆伯鸿.《上海市中学物理课程标准(试行稿)》主要特点[J].物理教学,2005,(1).

[2] 吴庆麟.教育心理学:献给教师的书[M].上海:华东师范大学出版社,2003.

[3] 陆红.重视物理演示实验 构建物理高效课堂[J].教师,2011,(28).