一道物理实验探究题引发的基于大概念视角下的实验深度教学思考

一道物理实验探究题引发的基于大概念视角下的实验深度教学思考

龚杨敏

四川省雅安市教育科学研究院  四川雅安   625000

中学物理教学一定要面向未来，教师要树立为学生终身发展奠基的教学思想。物理学是自然科学领域的一门基础学科，基于观察与实验，帮助学生构建系统的研究方法和理论体系。所以实验教学对培养学生解决问题的能力、提升学生交流协作能力、发展学生批判性思维能力、激发学生创新思维能力起着至关重要的作用。试题的命制要体现《中国高考评价体系》中提出的试题为什么考、考什么、怎么考几个最为关键的问题。实验试题命制应提高对考试的指导作用，有效指导教学，引导真做实验，在问题驱动下引导学生认真思考实验问题，考查学生分析能力、推理论证能力，从而引导学生构建大概念思维，体现学习的真实性和实效性。

（一）例题

某课外小组的同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。图中气垫导轨上有A、B两滑块, 滑块A右侧带有弹簧片，左侧与打点计时器（ 图中未画出） 的纸带相连；滑块B左侧也带有弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可记录遮光片通过光电门的时间。

（1）实验中用天平测得滑块A的质量。测量滑块B的质量时将其放在天平的左盘里，右盘里放有100g砝码一个、5g砝码一个，游码位置如图乙时天平平衡，则滑块B的质量mB=g。

（2）用游标卡尺测量滑块B上的遮光片宽度如图丙所示，遮光片宽度d=cm。

（3）将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一个初速度，使它与 B相碰。碰后光电计时器显示的时间为4.000ms，碰撞前后打出的纸带如图丁所示。打点计时器使用的交流电源频率为50HZ。

某同学对实验数据进行分析，并在下表中填入了部分数据，请将其补充完整。

1；②；③。（保留两位小数）

（4）若实验允许的相对误差（）最大为5%，本次实验的相对误差=%（保留2位有效数字）。

（二）数据分析

对本区域内阅卷后的数据进行分析发现：本题总分9分，实际得分平均分仅为1.56分，试题难度达到0.17。

（三）点评

    1、学生解题时生搬硬套公式

    2、学生读题能力及信息提取能力有限

3、学生没见过气垫导轨

4、学生计算能力及按照要求解题能力不高

（四）教学思考

1、物理实验教学现状

（1）学习力不足，导致教师观念落后。老师应用老的套路开展课堂教学，教学方法单一老套，不重视学生的体验与参与，导致学习过程枯燥、乏味、低效。尤其是实验课，更多的是为了让学生应付考试而组织的低效实验课，讲实验练实验题代替了学生做实验，导致学生出现“高分低能”现象。

（2）为赶教学进度而采取教师公布演示实验实验现象的教学方式。物理演示实验是课堂教学中提升学生学习兴趣、促进学生主动思考有效方式。教师的课堂采用了较多的演示实验，但实验教学并没有起到应有的效果。教师演示代替学生操作，害怕学生操作不成功或考虑学生安全，削弱了学生体验感；教师公布实验现象代替了学生观察后总结陈述实验现象，害怕实验操作没有得到预设的现象，削弱了对观察能力和表达能力的培养；教师代替学生总结实验结论削弱了对学生进行总结和质疑能力的培养。这样的实验课堂，学生成了漠不关心看客、旁观者，没有任何体验感，也导致学生对演示实验的兴趣越来越弱。

（3）学生不重视生活体验，自主设计、操作实验的能力弱。信息技术高速发展，更多的辅助教学方式融入到教师的教学中去。视频实验教学是很多老师热衷的教学方式。借助网络上的真实实验操作视频或由教学软件模拟的实验操作动画代替真实的实验教学，导致学生逐渐远离真实实验。学生无法在现实中独立完成实验，不知道如何收集处理实验数据，缺乏对实验的创新等。

（4）不组织学生开展有效的实验探究教学。学校实验仪器陈旧，常年未更新，教师无法组织学生开展创新性实验教学。教师教学任务重，平时工作更多的是应付教学任务，很少主动研究实验教学。教师急于抓进度，忽略了如何组织学生参与实验探究。

2、教学建议

（1）创设真实的问题情境，通过实验教学促进学生深度学习。

深度学习所提倡的“少而深”的学习是帮助学生构建思维地图，反映学习的生活价值。通过生活中的实际例子激发学生探索的兴趣，改枯燥无味的被动式学习为主动作为的真实性学习，提升学生应用物理问题解决实际生活问题的成就感和责任感。例如,在学习“匀变速直线运动规律应用”相关内容时，引入实际生活中一起交通事故的数据，让学生动手分析事故产生的原因，进而引导学生提出避免交通事故发生的有效方法，帮助学生在脑海形成安全意识。通过生活中活生生的例子让学生直观、形象地认知实物，解释实际现象，再辅以实验操作，提升学生学习兴趣，促进学生综合能力的提高。 

（2）重视实验操作过程，通过实际操作找到实验的创新点

真实的实验操作是帮助学生感受物理实验的魅力，提升学生学习物理的兴趣，感受大自然奥秘的有效途径，也是促使学生找到实验的创新点的有效途径。学生带着问题主动参与实验中去，提升学生学习的主观能动性。在物理课堂上，教师要主动放手给学生，引导学生主动参与、大胆质疑、鼓励创新。例如：在水平桌面上，用弹簧测力计水平拉动书本等物品，观察这些物品从静止到拉动的过程中弹簧测力计示数的变化情况，从而总结静摩擦力和滑动摩擦力大小关系。学生在实际操作中发现，在拉着物品前进的时候，很难控制物品做匀速直线运动，导致弹簧测力计示数不稳定。于是老师借机提出问题：怎样改进实验来解决这个问题？学生通过讨论后，将物品放在教科书上，改由拉动教科书，让物品保持静止，然后读数，起到了预期的实验效果。另外也有学生提出使用力传感器代替弹簧测力计。这样放手给学生，学生会激发出无穷的动力和创造力。

（3）创新分组实验教学，通过合作扩大教学覆盖面

每个班的学生都存在极强的个体差异，学生的动手能力、理解能力、接受能力、创新能力差异性极大。课堂演示实验的操作不能覆盖到所有学生，因此动手能力差的学生得到的锻炼机会更少。实际教学中如果老师采用“一刀切”的方式，就不能体现教学的公平性原则。分组实验，既能让动手能力强、思维敏捷的学生展现能力，也能让动手能力稍弱的学生主动参与、主动体验。一个小组既有小老师角色，又有学员角色，组员之间互帮互助，彼此取长补短，不仅增添了学习的乐趣与实用性，而且学生逐渐形成团队意识，碰撞思维，增长智慧。例如，开展实验“探究加速度与力、质量的关系”时，先将学生合理分组，再通过问题驱动学生主动思考，“如何使物体在力的作用下做匀速直线运动？”“如何测量被研究物体的质量及其所受到的拉力？”“如何测量物体运动的加速度？”“在实验中应该有哪些注意事项？”等。学生在小组之间合作讨论，大家都献计献策，思维碰撞出火花。再分工合作，收集数据、评估反思、交流创新。学生的综合能力得到进一步提高。

（4）积极开展课外实践，将真实性学习落到实处

深度学习的真谛是真实性学习。真实的问题环境还要求学生具备跨学科综合的能力。走进真实的世界，面对真实的环境、解决真实的问题，让学生的学习得到进一步升华。设计生活小实验、撰写科技小论文、开展生活调查等。例如：学习了传感器知识，在有条件的情况下，可以带领学生走到街头，了解路灯里面的光传感器；走进小区，了解楼道里面的声传感器等。不仅可以激发学生科学思维，也帮助他们从更深层次理解所学知识，独立思考，动手操作，科学建模，这才是核心素养教育的落脚点。

总之，要提高物理教学的有效性，创设高效的物理课堂，要求老师具备与时俱进的物理思维，优化物理教学思路，创新教育方式，真正将核心素养的教学目标落到实处。

龚杨敏（1981.05）男 汉族 雅安名山人，本科，一级教师，从事中学物理研究。