自主实验：赋予学生正确的体验方式

宋定飞

摘  要：实验教学是培养学生科学探究、科学方法的重要生长点。物理教师践行生本教育，突显以生为本，构建良好的实验环境，通过任务清单把学生引到实验教学中，通过问题导向、自主探究、评价激励，开拓学生思路，增进学生科学探究能力，提升学生核心素养。

关键词：生本教育；自主实验；正确体验

美国课程改革专家格兰特·威金斯、杰伊·麦克泰格在《追求理解的教学设计》中再三阐述“理解永远不能通过‘灌输实现”的理念，为此还引用世界著名教育家杜威的话加以强调：“没有任何观点可以作为观点从一个人传授给另一个人。当观点说出来的时候，对讲述的对象来说，它将是一个给定的事实，而不是作为一个观点。观点需由通过操作行为加以检验。它们将引导和组织进一步的观察、回忆和实验。”[ 1 ]

作为物理教师，应该营造良好的实验环境，突显以生为本的理念，构建自觉主动的学习场，引导学生间相互合作、相互交流、相互鼓励、相互探究，共同制定计划、进行实验、分析实验、评估实验，拓展实验教学思路，扩大实验内容，增加实验探究机会与平台，以促进学生智力的生长和创造性的发挥，进一步加强知识的建构和实践能力的培养。

平常的精讲多练只是学习初级阶段，然而教学若只停留在这个阶段，就很难深化并内化成学科素养。如何在纯粹知识与现实问题之间建立密切的联系，引导并指导学生建构物理知识系统，是建构性教学重点关注的问题。张建伟教授指出了知识建构的三种路径 [ 2 ]：

（1）活动性学习：即通过个体与客体的相互作用，通过活动实现的知识经验的增长。

（2）观察性学习：即个体通过对其他人与客体的相互作用（即活动）过程的观察而实现的知识经验增长。

（3）符号性学习：充分的沟通和合作对知识建构具有重要意义。这是人类特有的高级的学习活动，人类文化之所以得以继承和发扬光大，主要依赖于符号性学习。

实验教学就是这三种学习方式的集成，只要教师赋予学生正确体验的力量，就能将知识传递模式转变为知识建构模式。陶行知先生说：“行是知之始，知是行之成。”吃过糖才知道糖是甜的，亲自实验才知道实验的价值。引领学生主动实验、自觉实验，在实验中学会观察、探索，在现象中领悟到物理原理，学会动手操作，学会质疑问题和解决问题，学会分析数据，真正找到正确体验的力量所在，正是我们实验教学之目的。

下面以初中物理沪科版九年级“测量电功率”实验教学为例，谈谈如何引领学生自主实验，从中感悟到体验的正确方式。

1  体验目标，把学生引进来

目标是行动的指南，学习目标可以指引学生前行，实验导学是落实学习目标的重要途径。教学实验内容时，教师做好精心备课，依据实验教学的重点和难点，制定实验探究思路导图（表1），把学生引进到实验探究中。

“测量电功率”导学案中，设计任务导学，让学生明确学习目标，了解实验探究重点和要探究的内容，有利于帮助学生学有所思、思有所动、动有所悟，悟出实验教学的真实，懂得实验课堂要做什么，要达成什么目的。设计内容导学，提出实验探究目标清单，明确实验探究内容：呈现测电阻的原理、过程和方法，引导学生了解测电功率的原理、过程和方法；学会仪表的正确使用，掌握实验原理，会设计实验测定小灯泡的电功率，清楚通过实验探究巩固和理解电功率的概念。设计情境导学，演示生产生活中的物理现象，让学生品味到生活中的物理原理，引起学生进行物理实验探究的兴趣，让学生感受到物理就在身边。导学案中渗透实验方法的应用，让学生在实验前感悟实验思想和科学方法，做到胸有成竹，有利于激发学生的实验探究动力，提升实验成效。

导学案明确完成时间，适时进行展示交流，从而引领学生先学后做，把思想转入到实验探究当中来，集中精力关注实验探究，达到任务驱动的效果，明确实验要求和规矩，提出实验操作规程和仪器使用方法，让学生知道实验中要团结协作，形成实验自主和自觉，有助于学生形成良好地实验习惯和责任担当精神。

2  体验问题，把学生带起来

著名教育家陶行知有一名言：“发明千千万，起点是一问。禽兽不如人，過在不会问。智者问得巧，愚者问得笨。人力胜天工，只在每事问。”思维永远是由问题开始的[ 3 ]。“科学和知识的增长永远始于问题，终于问题——越来越深化的问题，越来越能启发新问题的问题[ 4 ]。”由问则疑，由疑则思，问题会把人带入思考的境界，带入探索的境地。教学“测量电功率”时，依据教材内容设计相关问题（表2），相较于平辅式的讲授，可以让学生一边发现问题，一边解决问题，在问题中寻找规律、验证规律，获得知识的成长，学习科学解决问题的思路和方法。

问题的提出要具有科学性、可行性，能在探究中得到解决，不要盲目，不要为提问题而提问题。提问题的方式要具有多样性、灵活性，问题可以故设悬念、抛砖引玉，可以联想启智、层次递进，由浅入深，环环紧扣，通过问题带给学生学习的乐趣，思考的空间，促进学生深度学习，主动探究。

3  体验探究，让学生动起来

科学探究是物理教学的一个重要组成部分，是发展学生学科核心素养的关键点，可以帮助学生建构科学知识，理解科学知识，促进学生实践能力的发展；帮助学生形成良好的科学探究思维方法和正确的科学态度。探究之前，充分发挥网络资源丰富的优势，组织学生观看仿真实验，学习实验操作流程，了解实验操作步骤；鼓励学生居家模拟实验，激励学生大胆探索和偿试，学会设计实验思路和准备相关实验器材，增加学生对实验的感性认识，提升独立实验能力。组织学生课堂合作探究，遵循科学探究步骤，通过科学探究获得物理规律和结论。实验探究中，教师要学会放手，敢于放手，引导学生敢于质疑，亲历探究，懂得探究，在探究中促进科学思维和科学方法的增长。

教学“测量电功率”时，可以先组织学生观看希沃课件，对测电功率有一个初步认识。实验时，以小组为单位，指导学生制定实验计划，内容有实验原理、实验步骤、电路图、记录表格。设计完毕，请各小组代表分享设计思路，教师帮助指导并纠正。接着组织学生根据设计的电路图连接电路，认真检查电路没有错误后，引导学生按步骤进行实验，特别提醒同学们注意观察灯泡亮度变化时，各仪表的示数变化情况，并及时做好记录；分析数据，分别计算出小灯泡相应的功率，比较小灯泡亮度与实际功率的关系。学生实验时，要求完成实验报告记录单，归纳分析得到相关结论，学会分析实验数据和实验误差；教师要加强检查指导，提醒学生间相互帮助，相互配合，让每个同学都参与到实验探究中来。

4  体验激励，让学生乐起来

苏霍姆林斯基说：“成功的欢乐是继续学习的一种动力。”[ 5 ]教师的“激励”评价会调动学生学习欲望，提升思维活跃程度，增进学习动力。在实验教学中，我总是坚持一个原则：多表扬少批评，多激励少指责，经常走下讲台，走近学生，用关爱的语言帮助和询问学生，用科学的思维和方法进行纠错，规范学生操作行为，让学生在愉悦的课堂中快乐成长。

（1）评价激励学生。在学生设计实验的过程中，让两位优秀的学生分组进行检查，检查学生的设计情况和优缺点，接着让学生点评，提供给学生表现的机会，突显学生的组织管理和经验交流能力。针对实验的过程管理，制作积分评价表，实行组内比赛，组间竞赛，对学生每完成一个项目就进行积分，既督促学生完成实验，又帮助学生学会自我评估，懂得哪些做得好，哪些做得不好，激发学生的创新思维和潜能，增添学生实验的动力和创造力。

（2）捕捉学生亮点。在学生探究时，要观察学生的实验态度，因分小组进行合作探究，容易显示出学生优点，也容易暴露出学生的缺点，有的学生认真负责，有的学生随便应付，教师就要及时提出；要关注学生的实验过程，内容涉及连接电路的正确性、操作步骤的程序性、记录数据是合理性、整理仪器的规范性等等，对做得好的要及时表扬，激励学生更进一层；要关注学生合作效果，可以每小组各安排一人交叉检查，把检查结果和捕捉到的亮点告诉老师，由教师统一点评。

（3）诊断评估反馈。反馈的目的在于掌握实验成效，查缺补漏。实验结束，一方面利用网络评价平台，以客观题的形式进行问卷调查，内容有：实验原理懂了吗？电路图会连接了吗？仪表会使用了吗？数据会分析了吗等？软件评价方便快捷，便于统计分析，及时掌握学生实验情况。另一方面进行书面测评，内容有：画电路图，连实物图，分析实验故障等；还可以进行实验操作测试，考查学生实操能力，同时约束学生平常加强规范练习。

5  体验思路，让学生“富”起来

实验探究可以培养学生观察、思维、分析等能力，在教材已有实验内容的基础上，对实验进行创新，将有助于开拓学生视野，活跃学生思维。创新实验的方式有：改变实验器材更新实验思路，改变条件更新实验方法，扩大实验内容丰富实验内涵。通过创新思路来提升实验功能，不仅让学生得到更多地亲身体验，还丰富学生学科知识，掌握更多解决问题的方法，深度学习相关物理原理和规律，加深对科学方法的灵活运用。学习“测量电功率”后，借助已掌握测电功率的方法，创新实验方法，开拓实验思路，帮助学生提供更多体验和感悟。

思路拓展一，用伏安法测电功率与伏安法测电阻相比较，异同点各有哪些，特别是数据处理上有什么不同；用小灯泡代替固定电阻，为什么电流、电压图像是曲线而不是直线？让学生列表对比，用坐标分析，从中找到问题的本质所在，拓展了学生的解题思路。

思路拓展二，掌握特殊方法测电功率。从测电功率原理入手，如P=UI、P=W/t，帮助学生弄清楚需要测量的物理量。一是依托家庭电路改变测定方法，利用钟秒和电能表测电功率。借助媒体演示，从PPT演示文稿的仿真实验中初步掌握该方法，悟出该方法测电功率的操作步骤和注意事项；组织学生用该方法测电功率，学会连接家庭电路，并学会读电能表和利用电能表的铭牌和电能表表盘的转数计算电能；该方法的使用，既培养学生的生活物理思想，又培养学生敢于质疑和思考分析能力。

思路拓展三，改变实验条件测定小灯泡电功率，如只有电压表或电流表的情况下，让学生思考：用一个定值电阻代替电压表，或用一个定值电阻代替电流表测小灯泡电功率的方法，引导学生大胆的猜想和尝试实验，让学生吸收更多的营养，正是学科核心素养培养之所需。

综上所述，都是在践行杜威的“从做中学”的教学基本理论，也是对“一切为了學生，高度重视学生，全面依靠学生”这一生本教育核心理念的具体化落实，强调把“教”转化为“学”，转化为“玩”。乐玩的是智慧游戏，获得的是知识建构。自主实验能力的培养无论是对社会发展、实验创新，还是对促进个人成长，都有积极的重要作用。物理教师要落实以生为本，加强学生实验引导，让学生自觉主动实验，从中体验学习乐趣，帮助学生在科学探究等方面的能力得到提升，科学态度和责任担当意识得到加强。

物理学家冯·劳厄（诺贝尔奖获得者）就曾说过：“教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西。” [ 6 ]课堂上所学物理公式、具体知识可能被绝大多数的学生忘记，但物理观念、科学思维、科学方法、科学态度与责任等学科素养一定能够长久地被学生终身持有并受用。“所剩下来的东西”是什么？就是学科素养，这是从正确体验方式中获取的。因此，教师应当引导并指导学生亲身体验、主动探究，有效地建构知识体系，正如格兰特·威金斯和杰伊·麦克泰格所论断的：“没有恰当的体验，只是分享自己对世界的理解和情感，注定要以失败而告终[ 1 ]259”。

通过学生自主实验，在实验中应用知识，体验实践，只要以《义务教育物理课程标准》为纲领性指导，以学生终身发展为根本，以学生正确体验为可行性方式，就能为提高学生的科学探究能力创新性地探索一条可复制的教育教学路径。

参考文献：

［1］ 威金斯，麦克泰格. 追求理解的教学设计[M].闫寒冰，宋雪莲，赖平，译.上海：华东师范大学出版社，2022：225.

［2］ 张建伟.知识的建构[J].教育理论与实践，1999（7）.

［3］ 靳乃铮.启发式教学[M].西安：陕西人民出版社，1984：44.

［4］ 波普尔. 猜想与反驳[M].沈恩明缩编.杭州：浙江人民出版社，1989：84.

［5］ 张莉. 即时评价：灵动课堂评价的应然选择[J].文存阅刊，2018（6）.

［6］ 林钦，陈峰，宋静. 关于核心素养导向的中学物理教学的思考[J].北京：课程.教材.教法，2015（8）.