李釋加

摘要：科技館作為非傳統(tǒng)教育基地。用漸進(jìn)式的學(xué)習(xí)方式替代傳統(tǒng)的按部就班的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)；這里主要采用了引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)一頭腦風(fēng)暴”討論一獲得結(jié)論一提出假設(shè)一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課程的同時(shí)也體會(huì)了科學(xué)探索的過程。

關(guān)鍵詞：漸進(jìn)學(xué)習(xí)；物理實(shí)驗(yàn)；頭腦風(fēng)暴

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2012)2(S)-0046-2

漸進(jìn)式學(xué)習(xí)是指在實(shí)驗(yàn)課堂中，將整個(gè)學(xué)生群體劃分為若干個(gè)小組，每個(gè)小組中的學(xué)生在學(xué)習(xí)中協(xié)同合作，在教師的協(xié)助下共同完成多個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)。這樣可以有效的改變傳統(tǒng)集體實(shí)驗(yàn)的弊端。用小組的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改教師為輔助者，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。當(dāng)前，隨著中學(xué)新課程改革的深入開展。科技館作為中學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的延伸，國(guó)家科普非傳統(tǒng)教育的陣地，都在積極地與各學(xué)校進(jìn)行有效合作。重慶市科技館就開創(chuàng)了“頭腦風(fēng)暴”的物理實(shí)驗(yàn)的漸進(jìn)式學(xué)習(xí)，由館內(nèi)教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在這里，筆者就頭腦風(fēng)暴和分組討論的思想闡述如下：

1構(gòu)建小組,設(shè)置主題

小組的分配一般按年齡或?qū)W齡分配，因?yàn)樾〗M討論主題的來源多樣化，教師必須考慮到學(xué)生對(duì)主題的可接受性。在主題設(shè)置上，教師是需要精心設(shè)計(jì)的。一般來說，每個(gè)主題由幾個(gè)難度漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)或動(dòng)手制作所構(gòu)成；這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)是按照模擬科學(xué)探索途徑的邏輯線索所組成。

2頭腦風(fēng)暴。聯(lián)想學(xué)習(xí)

在同一個(gè)主題下，學(xué)生是在教師的指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)。在上一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后。教師會(huì)退居到引導(dǎo)者的身份，讓學(xué)生暢所欲言的開展頭腦風(fēng)暴，討論上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這樣做的好處是讓學(xué)生體驗(yàn)一種科學(xué)探索的過程，盡管探索的結(jié)果是在一定范圍內(nèi)受教師的控制，但探索的過程卻是不受限制的。

3鼓勵(lì)創(chuàng)新。嚴(yán)禁批判

在頭腦風(fēng)暴的過程中，有幾個(gè)原則是必須給學(xué)生們講清楚的。因?yàn)楹蛡鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)授課不一樣，教師的核心作用不再是直接傳授知識(shí)，他應(yīng)該牢固把握以下幾個(gè)原則才能順利推進(jìn)到下一個(gè)實(shí)驗(yàn)中：

a.自由暢談。

學(xué)生不應(yīng)該受任何條條框框限制，放開思維束縛。從不同角度、不同層次、不同方位。大膽地展開想象，盡可能地提出自己對(duì)實(shí)驗(yàn)假設(shè)的獨(dú)創(chuàng)性想法。

b.延遲評(píng)判。

教師做為引導(dǎo)者既不能肯定某個(gè)設(shè)想，又不能否定某個(gè)設(shè)想。也不能對(duì)某個(gè)設(shè)想發(fā)表評(píng)論性的意見。這樣做一方面是為了防止評(píng)判約束學(xué)生們的積極思維，破壞自由暢談的有利氣氛；另一方面是為了集中精力先展開假設(shè)。避免把應(yīng)該在后階段做的假設(shè)論證工作提前進(jìn)行了。

c.追求數(shù)量。

頭腦風(fēng)暴會(huì)議的目標(biāo)是獲得盡可能多的實(shí)驗(yàn)解釋假設(shè)理論，追求數(shù)量是它的首要任務(wù)。至于假設(shè)理論的質(zhì)量問題，可留到每輪頭腦風(fēng)暴后由教師來評(píng)判解決。在某種意義上。假設(shè)的質(zhì)量和數(shù)量密切相關(guān)，產(chǎn)生的假設(shè)越多，接近我們實(shí)際理論的程度就越高。

下面，筆者就介紹一個(gè)以離心實(shí)驗(yàn)為主題的10人中學(xué)生的案例過程。其中，本館參與的教師有兩位。

離心實(shí)驗(yàn)是從生活中取材。利用繩子、報(bào)紙、彈簧等日常生活中隨處可見的物品，動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。通過現(xiàn)象引發(fā)思考，通過頭腦風(fēng)暴集體猜想、再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證離心力的存在。探究離心力的大小。為此小組成員設(shè)計(jì)了四個(gè)實(shí)驗(yàn)來完成本實(shí)驗(yàn)的整個(gè)實(shí)踐過程。

發(fā)散設(shè)計(jì)：

(一)現(xiàn)象

由教師設(shè)計(jì)一個(gè)反常識(shí)的現(xiàn)象。指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。并通過現(xiàn)象提出問題：

實(shí)驗(yàn)器材：電鉆一臺(tái)、剪成圓形的報(bào)紙一張、泡沫條一根、防護(hù)手套一副。

實(shí)驗(yàn)步驟：將紙片固定在電鉆上，開動(dòng)電鉆讓紙片高速旋轉(zhuǎn)，即可切斷泡沫條。

現(xiàn)象：高速旋轉(zhuǎn)的紙片可切斷泡沫條。

(二)猜想(頭腦風(fēng)暴的過程)

柔軟的報(bào)紙為什么會(huì)變硬?為什么紙片能像刀一樣鋒利切斷泡沫?通過頭腦風(fēng)暴20分鐘的過程。小組里的學(xué)生認(rèn)為是有一種力量讓報(bào)紙受到從圓心向外的力，使紙繃緊變硬。于是教師指導(dǎo)學(xué)生再通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來驗(yàn)證這個(gè)力量的存在和大小。設(shè)計(jì)如下：

1.實(shí)驗(yàn)器材：轉(zhuǎn)盤裝置一個(gè)(轉(zhuǎn)速可調(diào))、彈簧一只、小鐵球一個(gè)

2.實(shí)驗(yàn)步驟：將彈簧一端連接小鐵球，一端固定在轉(zhuǎn)盤中心，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤觀察彈簧的長(zhǎng)度變化。

3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)盤后，彈簧在旋轉(zhuǎn)過程中被拉長(zhǎng)。

4.結(jié)論：鐵球在旋轉(zhuǎn)過程中受力的作用而遠(yuǎn)離圓心向外運(yùn)動(dòng)，這對(duì)彈簧產(chǎn)生了一個(gè)拉力，因此彈簧被拉長(zhǎng)?？擅@個(gè)力為離心力。

(三)進(jìn)一步探究，離心力究竟有多大?

離心力已經(jīng)被學(xué)生自己總結(jié)發(fā)現(xiàn)了，現(xiàn)在教師提出新的問題，它的力量有多大?如何定量計(jì)算?實(shí)驗(yàn)器材：繩子、網(wǎng)球若干、塑料管

實(shí)驗(yàn)步驟：

①將繩子穿過塑料管，在繩子的兩端各拴一個(gè)網(wǎng)球。抓住塑料管，使得上端的球旋轉(zhuǎn)，隨著速度的加快，繩子另一端的球會(huì)被提起來。

②將繩子下端的一個(gè)球換成5個(gè)球。抓住塑料管，使得上端的球旋轉(zhuǎn)，隨著速度的加快，繩子另一端的5個(gè)球也會(huì)被提起來。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：旋轉(zhuǎn)的球所產(chǎn)生的離心力不但可以拉起和自身重量相同的一個(gè)球，也可以拉起5個(gè)球。

(四)運(yùn)用擴(kuò)展

在完成了上述的實(shí)驗(yàn)后，教師可展開第二次“頭腦風(fēng)暴”。在這次頭腦風(fēng)暴中，教師引導(dǎo)學(xué)生們通過風(fēng)暴討論，自己總結(jié)出離心力的大小與三個(gè)因素有關(guān)：物體的質(zhì)量、物體作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、物體旋轉(zhuǎn)的速度。而且物體的質(zhì)量越大、離中心的距離越遠(yuǎn)、轉(zhuǎn)速越快，物體所受的離心力越大。在這樣簡(jiǎn)單樸實(shí)的理論基礎(chǔ)上，老師給學(xué)生一次運(yùn)用的機(jī)會(huì)，利用離心力把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化成擴(kuò)展的手工品。

1.準(zhǔn)備材料：圓形紙板、硬紙片剪成的翅膀3個(gè)、皮筋、圖釘、竹簽、膠水

2.制作方法：用膠水將三片圓形紙板粘在一起，放在最下層。再取一張圓形紙板，將三個(gè)翅膀用圖釘固定在上面，沿翅膀收回的方向綁好皮筋。最后取一張圓形紙板蓋在有翅膀的圓紙板上。用竹簽按順序?qū)⑺屑埌宕┢饋怼?/p>

3.演示效果：轉(zhuǎn)動(dòng)陀螺時(shí)，翅膀會(huì)展開，陀螺變大。陀螺停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，翅膀自動(dòng)收回。

大部分的學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，能在教師的幫助下完成最后的擴(kuò)展制作。作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)的獎(jiǎng)勵(lì)，旋轉(zhuǎn)陀螺由學(xué)生帶回家。而更重要的獎(jiǎng)勵(lì)不是他們制作了這個(gè)陀螺，而是在“頭腦風(fēng)暴”中他們掌握了如何通過實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象，探究科學(xué)原理，并運(yùn)用原理設(shè)計(jì)制作的本領(lǐng)。這個(gè)流程和他們討論的過程才是真正的獎(jiǎng)勵(lì)。我們希望這樣的討論式實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能成為一種新的學(xué)習(xí)方法，并在未來的實(shí)踐中繼續(xù)改進(jìn)。

(欄目編輯：陳潔)