吳偉

[摘要]物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基石，教學(xué)應(yīng)該從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，在實(shí)驗(yàn)中反復(fù)，并讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)中分析和思考。在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生要擺脫裝樣子、假體驗(yàn)的形式主義思想束縛，一次操作不能理解相關(guān)內(nèi)容，就重復(fù)多次，直到真正理解相關(guān)物理知識(shí)，并逐漸培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)規(guī)范的研究意識(shí)和能力。文章結(jié)合《質(zhì)量的測量》教學(xué)對(duì)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“多次（或重復(fù)）”進(jìn)行分析探討。

[關(guān)鍵詞]多次實(shí)驗(yàn);學(xué)生實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)報(bào)告

[中圖分類號(hào)]G633.7

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1674-6058（ 2020）35-0052-03

物理定律和物理理論都是以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，而又被進(jìn)一步的科學(xué)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)的。從本質(zhì)上講，物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理教學(xué)應(yīng)該從學(xué)生的親身感受出發(fā)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，并在多次反復(fù)操作中培養(yǎng)學(xué)生的技能。在具體教學(xué)中，教師可讓學(xué)生通過多次實(shí)驗(yàn)操作，加深對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的理解與掌握，提升解決實(shí)際問題的能力。下面以《質(zhì)量的測量》教學(xué)為例進(jìn)行分析說明。

在《質(zhì)量的測量》教學(xué)中，首先，教師要借助學(xué)前任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生多次感受不同物體的質(zhì)量，對(duì)比多種測量質(zhì)量的工具;然后通過多次使用天平測量物體的質(zhì)量，掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作方法，學(xué)會(huì)書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告;最后在多種測量工具的使用和新問題的引領(lǐng)下進(jìn)行更深入的實(shí)驗(yàn)探究。通過“多次”實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力和探究能力。在具體教學(xué)中，教師應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

一、創(chuàng)設(shè)多次實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，讓學(xué)生多體驗(yàn)、多感受

1.因地制宣地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)多種機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在生活中感受和測量物體的質(zhì)量

質(zhì)量的測量與我們的生活息息相關(guān)。一方面，我們要?jiǎng)?chuàng)設(shè)任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生親身感受多種不同質(zhì)量的大小差異，建立生活常識(shí)，積累學(xué)前經(jīng)驗(yàn);另一方面，我們要?jiǎng)?chuàng)造條件給予學(xué)生多次利用多種測量工具進(jìn)行測量的機(jī)會(huì)。物理學(xué)習(xí)只有走向?qū)W生的生活和生活經(jīng)驗(yàn)，才能有蓬勃的生命力。

教學(xué)環(huán)節(jié)1：完成前置學(xué)習(xí)任務(wù)，多次感受物體的質(zhì)量，嘗試使用多種測量質(zhì)量的工具。

任務(wù)1：觀察、記錄并感受生活中各種物體的質(zhì)量大小（如一片藥片、一塊巧克力、一桶奶粉、一瓶醬菜、一袋大米等）。

任務(wù)2：嘗試使用各種測量質(zhì)量的工具（到超市、菜場等場所，實(shí)地稱量一斤番茄、一只母雞、一筐蘋果的質(zhì)量）。

任務(wù)3：利用學(xué)校體育室的體重秤，稱量其他同學(xué)的質(zhì)量，并抱起他們感受質(zhì)量大小的差異。

教學(xué)，以學(xué)生的親身感受及實(shí)際測量的物體質(zhì)量大小為出發(fā)點(diǎn)，并通過創(chuàng)設(shè)前置學(xué)習(xí)任務(wù)，使物理學(xué)習(xí)與學(xué)生的生活緊密相聯(lián)。通過前置學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生將對(duì)各種物體質(zhì)量大小的直接感受轉(zhuǎn)化為自己的學(xué)前經(jīng)驗(yàn);同時(shí)，結(jié)合在菜場、超市、批發(fā)市場等多地的考察，讓學(xué)生接觸到多種測量質(zhì)量的工具，如電子秤、磅秤、體重秤以及桿秤等，學(xué)生通過使用這些測量工具，了解這些測量工具的使用方法、測量量程等。

教學(xué)環(huán)節(jié)9：掌握多種測量質(zhì)量工具的使用方法。

為了讓學(xué)生在遇到問題或有想法時(shí)可以隨時(shí)進(jìn)行研究，一方面，我們?cè)诮淌抑蟹胖锰炱胶晚来a，這樣學(xué)生隨時(shí)可以進(jìn)行多次測量;另一方面，實(shí)驗(yàn)室一直是開放的，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材，如案秤、磅秤、電子秤、桿秤和天平等都會(huì)保留一個(gè)階段，便于學(xué)生隨時(shí)研究各種工具的使用方法，探尋它們的異同和測量原理。

2.由閱讀說明書到實(shí)驗(yàn)操作，再在實(shí)驗(yàn)中閱讀，熟練掌握使用天平測量的技能

教學(xué)環(huán)節(jié)2：出示任務(wù)，促使學(xué)生主動(dòng)完成任務(wù)。

任務(wù)1：閱讀天平使用說明書（結(jié)構(gòu)、使用方法和注意事項(xiàng)）。

任務(wù)2：測量一支2B鉛筆的質(zhì)量。

任務(wù)3：測量50克水的質(zhì)量。

會(huì)閱讀說明書是非常重要的一項(xiàng)基本能力。生活中會(huì)遇到很多新產(chǎn)品，如何使用測量工具？只有靠反復(fù)閱讀說明書和不斷地嘗試操作。提供的測量任務(wù)并不困難，主要是促使學(xué)生掌握天平的使用方法;當(dāng)然，“紙上得來終覺淺”，真正掌握使用方法需要在使用中反復(fù)閱讀和嘗試。

課堂教學(xué)觀察：學(xué)生經(jīng)過3-5分鐘的閱讀后，開始操作實(shí)驗(yàn)。出現(xiàn)的問題主要有：第一，大部分學(xué)生會(huì)直接用手加減砝碼;第二，個(gè)別學(xué)生將水直接倒在托盤內(nèi)進(jìn)行測量;第三，有些學(xué)生沒有將游碼歸零，始終無法調(diào)節(jié)天平平衡;第四，部分學(xué)生放置待測物體與砝碼的位置不對(duì);第五，學(xué)生不會(huì)讀取游碼，不了解分度值或不了解該讀游碼左邊界還是右邊界。當(dāng)然，出現(xiàn)這些問題很正常，只要是實(shí)驗(yàn)肯定會(huì)有失誤或失敗，所以對(duì)學(xué)生要有“容錯(cuò)”心。解決這些問題的方法一方面通過教師的實(shí)時(shí)操作指導(dǎo)解惑，另一方面則是指導(dǎo)學(xué)生回看說明書和擺弄實(shí)驗(yàn)器材，分析問題所在。比如移動(dòng)游碼到初始位置，就可以知道游碼讀的是左邊界對(duì)齊的刻度線。因此，只有在實(shí)踐中閱讀、在閱讀中實(shí)踐才真正有效。

3.為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更多機(jī)會(huì)，讓學(xué)生多次操作，使學(xué)生真正掌握使用天平的方法

教學(xué)環(huán)節(jié)5：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基礎(chǔ)上至少再成功完成一次實(shí)驗(yàn)操作。

儀器的使用肯定不能淺嘗輒止，需要經(jīng)常使用，至少要完成一次成功的操作。在教學(xué)中，需要摒棄不求甚解的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，更要避免為解題而走過場的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。通過調(diào)查了解，很多學(xué)生只接觸過一次實(shí)驗(yàn)器材，而且大多數(shù)實(shí)驗(yàn)并沒有成功完成，更多的是解實(shí)驗(yàn)操作題。雖然實(shí)驗(yàn)題目的訓(xùn)練會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深化，但是一方面，初中生在學(xué)習(xí)過程中的思維活動(dòng)，大多屬于以生動(dòng)的自然現(xiàn)象和直觀實(shí)驗(yàn)為依據(jù)的形象思維，沒有實(shí)驗(yàn)操作的物理學(xué)習(xí)會(huì)讓學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣;另一方面，有些意料之外的問題卻在實(shí)驗(yàn)操作中使人寸步難行，第一次接觸或是沒有接觸過天平的學(xué)生提出天平不能左右擺動(dòng)，其實(shí)他們是不知道天平是有防振橡膠圈的;再比如，在一節(jié)公開課中，學(xué)生連對(duì)了整個(gè)電路，但卻將導(dǎo)線的夾子夾在了電表接線柱的塑料殼上。

二、指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并適時(shí)交流、展示，提升學(xué)生的成就感

1.嘗試完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，真正掌握科學(xué)探究能力

撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告可引導(dǎo)學(xué)生厘清實(shí)驗(yàn)思路，理解實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，有必要引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

教學(xué)環(huán)節(jié)3：完成用天平測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告書。

沒有實(shí)驗(yàn)報(bào)告的學(xué)生實(shí)驗(yàn)是沒有靈魂的，缺乏科學(xué)性，學(xué)生實(shí)驗(yàn)會(huì)淪為簡單的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告一般由實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)分析和結(jié)論等組成。通過完成一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生才知道我要做什么，該怎么做，怎樣做才能更準(zhǔn)確，最后結(jié)論是什么。這樣科學(xué)探究能力才能得到真正的提高，所以要改變學(xué)生不愿意寫，教師不舍得花費(fèi)時(shí)間寫的現(xiàn)狀。

2.交流和展示，提升實(shí)驗(yàn)的成就感

教學(xué)環(huán)節(jié)4與7：由一組學(xué)生展示交流實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)操作。

交流與分享實(shí)驗(yàn)報(bào)告，既有助于學(xué)生取長補(bǔ)短，又有助于薄弱學(xué)生快速掌握實(shí)驗(yàn)方法和技能。展示環(huán)節(jié)：一位學(xué)生負(fù)責(zé)步驟的講解，另一位學(xué)生負(fù)責(zé)操作演示，而教師提供恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，比如教師提供將游碼沒有歸零且歸零后指針偏右的天平的情境，讓學(xué)生展示;在測量環(huán)節(jié)中，要特別放大放緩學(xué)生加減砝碼的操作和讀數(shù)方法。通過這種方式，使所有學(xué)生得以正確修改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在下一次操作中能正確使用天平。

三、創(chuàng)設(shè)新問題，引領(lǐng)多次實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的科學(xué)探究能力螺旋式上升

1.通過更多更深入的多次探究實(shí)驗(yàn)引發(fā)深層思考

教學(xué)環(huán)節(jié)6：出示新問題，完成更深層次的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

任務(wù)：用天平測量一枚回形針的質(zhì)量;用天平測量5L食用油的質(zhì)量。

多次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)只能達(dá)到熟練掌握操作技能的目的，而要提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，就應(yīng)該提出深層次的問題，多次進(jìn)行更深入的實(shí)驗(yàn)探究，達(dá)到發(fā)展探究能力的目的。在新任務(wù)中，測量一枚回形針的質(zhì)量，可在基于天平正確使用的基礎(chǔ)上提高學(xué)生兩方面能力：第一，掌握測量質(zhì)量過小物體的方法;第二，合理設(shè)計(jì)表格處理數(shù)據(jù)，培養(yǎng)分析和減小實(shí)驗(yàn)誤差的能力。通常選擇測量50枚、100枚、120枚等多測幾次的方法來減小實(shí)驗(yàn)誤差。在測量5L食用油的實(shí)驗(yàn)中，鼓勵(lì)學(xué)生思考，讓學(xué)生通過測量50 mL食用油，推算出SL食用油的質(zhì)量，再通過測量50 mL、100 mL、120 mL食用油的質(zhì)量，這種多測幾次的方法可使測量更準(zhǔn)確。教學(xué)時(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生思考這種測量方法的數(shù)據(jù)支持，進(jìn)一步研究不同體積對(duì)應(yīng)的質(zhì)量關(guān)系，利用圖像、數(shù)據(jù)引發(fā)深層次思考，為密度的學(xué)習(xí)做好鋪墊。通過這樣的實(shí)驗(yàn)，既能讓學(xué)生掌握了正確的操作方法，還能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中利用食用油質(zhì)量的測量發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的物理屬性——密度，這就達(dá)到了多次探究的更深層目的。

雖然大量的教學(xué)時(shí)間用在了學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，但學(xué)生熟練掌握了操作技能，明白了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚瑢?duì)實(shí)驗(yàn)誤差分析思考到位，實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄和表格設(shè)計(jì)能力得到提高，這是刷題所不能達(dá)到的。

2.通過多種測量工具的多次使用，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究其工作原理

教學(xué)環(huán)節(jié)8：舉一反三，使用多種測量工具進(jìn)行測量。

任務(wù)1：仔細(xì)閱讀案秤說明書，通過案秤測量較大質(zhì)量的物體，并測量案秤槽碼（砝碼）的真實(shí)質(zhì)量。

任務(wù)2：使用磅秤、桿秤、電子秤、天平進(jìn)行測量。

如果只是學(xué)會(huì)天平的使用方法，將會(huì)讓物理學(xué)離學(xué)生的生活越來越遠(yuǎn)，所以我們應(yīng)該借助天平的使用，舉一反三，嘗試使用案秤、磅秤及電子秤等多種生活中常用的測量工具。天平的學(xué)習(xí)過程讓學(xué)生掌握了閱讀和操作方法，而案秤的使用操作無疑進(jìn)一步加深了學(xué)生的這種學(xué)習(xí)遷移能力。通過實(shí)驗(yàn)室案秤的使用，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)案秤的測量方法和天平的測量方法是相似的，也有槽碼、游碼、平衡螺母等，讀數(shù)的方法也是一樣的，只是測量的量程更大，可以用來測量質(zhì)量較大的物體。但是測量槽碼真實(shí)質(zhì)量又引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突。從案秤和天平的相似處走向了不同處，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考、探究它們的測量原理。再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室常備的磅秤和桿秤的使用，讓學(xué)生在學(xué)會(huì)測量質(zhì)量本領(lǐng)的同時(shí)，也引發(fā)了學(xué)生對(duì)測量原理的探究和思考。在這樣多次使用多種測量工具中，讓物理學(xué)更貼近生活，讓學(xué)生真正掌握技能、發(fā)展科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。

相信這樣的多次重復(fù)、多種測量工具使用、多次深入的實(shí)驗(yàn)探究對(duì)學(xué)生以后的學(xué)習(xí)有深遠(yuǎn)的影響。

[參考文獻(xiàn)]

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（責(zé)任編輯 易志毅）