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1、北京市十一学校物理教师用策略引导学生走向实验认知道路原创 2017-03-27 李春宇 未来教育家杂志原标题丨 让学生拥有专属于自己的实验 作者丨 李春宇 / 北京市十一学校物理教师本文全长两千余字，阅读大约需四分钟众所周知，物理是一门实验科学。既然是实验科学，那么让学生掌握以实验的方式来探索未知的方法，相比让学生学会某些知识，往往更为重要。但是，对于学生而言，我发现他们更乐于去冥思苦想、做脑力劳动，而不愿意，或者不屑于动手做实验，也不习惯于用实验的方式来解答疑问。如何引导学生走向实验认知的道路呢？我们的策略是尽量契合每
2、一个学生的兴趣点，激发学生的内动力。具体而言，即是以小课题的形式帮助每一个学生，为每一个学生的问题量身定制实验。让他们在专属于自己的实验中，建立起科学的认知体系。我将这个活动命名为“学生不食嗟来之食”。因为在开学时，刚刚讲了密度，我花了一天多的时间，用心设计了一道题目。自我感觉这道题目既延续了课堂实验，又融入了一个非常高大上的科学思想，层层递进，学生的基础不需要很好，就可以学到很高深的知识。通过查询相关数据，对问题几经修改，自认为达到完美后，群发给年级的每一个学生，让他们选做。点击发送后，我猜想反馈肯定非常好，但结果却异常惨淡。当时年级二百多人，反馈回来的不到十人，我感到非常失落也充满了疑惑。
3、此时，一个课堂的习题讨论，引起了我的注意。这一道题目是如何用天平和量筒去测量大豆的密度。粗看起来，这是一道很基础的实验题，但是课堂上有一个学生突然问：如果大豆吸水，会不会对密度产生影响？这个问题提出来后，很多学生加入讨论，比如体积膨胀、大豆有空隙等，讨论的范围非常广泛，远远超出我的想象。后来，我告诉学生们提出的这么多问题终究只是设想，结果究竟如何，可以通过动手做实验来寻找答案。经过我的提示，学生纷纷从家里带来了黄豆、绿豆、红豆等来做实验。当时我就在想，为什么这样一道基础的实验题，反而更能引起学生的兴趣。思考之后，我有两点体会。第一，老师认为好的，哪怕真的对学生很有用，但是学生此时不一定能认可。
4、这时，老师没有必要强制灌输。第二，学生更乐于关注自己感兴趣的问题。基于这两点思考，我从学生的疑问出发，进行了个别化的实验设计。1举个例子，有学生问：可乐放久后密度会怎样变化？我建议他们做实验来验证。这是一个难度挺大的实验。我和他们一起分析了实验室已有器材的灵敏度，进而分析实验的可行性。接着分析哪些因素会对这个非常小的变化产生影响？如何设计实验？最后形成最终方案。我们发现，借助分度值为0.1克的电子秤，再加上市场上可以买到的 250 毫升的迷你小瓶可乐，就可以完成这个实验。当这个实验设计完成之后，我就基本上站在一边，让学生独立完成。学生非常积极，利用有限的时间，每次课间都会过来测一下，记录下质量
5、和体积的变化。最后，他们在热切的参与下，完成了实验，形成了实验报告。他们解决了心中的疑惑，但影响不止于此。完成这个实验报告的有些学生，本来不是我班上的，但此后他们经常来找我讨论问题，我想，他们在这里找到了成就感，收获了自信。2还有个例子，有学生问：为什么各小组获得的水的沸点不一样？当时有学生提出可能是仪器误差，但大部分学生都反对，他们认为仪器虽然有误差，但不会相差好几度。在争论不休中，我还是建议他们做实验。后来这几个学生课下做了实验，他们把一捆不同的温度计捆在一起，最后通过读数发现，温度真的相差有两三度。这个结果让他们大吃一惊。通过这些个别化的实验设计，学生们参与实验的兴趣明显提高了，但是随之
6、而来也产生了一些问题。一对一的个别化设计覆盖面太低，教师精力有限，不可能给每一个有疑问的学生，都单独设计实验。此外，这样的做法近乎守株待兔，如果学生不提问题，老师就不能为他们设计实验，这样也并不合理。为此，我们的应对方案是转变思维、主动出击，从学生的角度去发现、搜集、筛选，将这些基于个别化的问题交给志同道合的合作小组，让他们以共同的问题开展课题研究。基本的流程是，首先，老师在给学生的答疑中，将一些有共性价值的问题重新提炼，然后以小课题的形式发布出去。感兴趣的学生看到公报之后就去报名，报名结束后，同一课题的学生组成一个小组，找时间去设计实验。实验设计完后，如果涉及到高温、高密等危险装置，从安全的
7、角度出发，这时需要老师来审核实验方案，审核后就可以开展实验了。比如，我们有个小课题研究为什么香蕉呈黄色？是因为它只反射黄光吗？有学生提出，既然我们看到物体的颜色，由三原色合成，或者说由其他多种色光合成，那么这个黄色，有可能是反射了很多种光，而这些光合起来，恰好变成了黄色。究竟是怎么回事？他们找了几个同样感兴趣的同学组成合作小组做实验，结果实验完美地证实了他们的猜想。整个过程中我只是帮助他们优化实验方案。比如这样的小课题，在光的折射中，改变入射角，折射角会跟着改变，但是它们的变化量大小关系如何？这原来是一个学生问我的问题，我将它抛出去作为一个小课题。本意是想让学生能够定性半定量地了解一下即可。因
8、为我认为定量研究这个问题远远超出了他们现在所学的数学知识范围，但结果恰好相反。问题抛出去后，学生们一起讨论，设计实验方案，最后给出了一个让我感到非常意外的结果。我原以为这个问题只能通过求导才能定量解决，而初中生还没有掌握相关的数学知识，所以说定性了解即可。但是，他们中有人竟然用三角函数，把定量关系推算出来了。他们感到非常骄傲，感觉把老师给打败了！总结这些实验设计过程，我有几点感悟。第一，持经达变，随“物”赋“理”。即让学生选择自己感兴趣的切入口。比如说认识熔化，是不是一定要通过海波熔化实验？通过冰熔化实验可以吗？碘熔化实验可以吗？其实，现象背后的寓意是相通的，没有必要去束缚学生。第二，没有错误的实验现象，只有不科学的分析。实验现象必须完全符合教科书的描述吗？显然不是。比如做“物成像”实验时，有时会呈现出两个像，一个是倒立的像，一个是正立的像，其中有一个是表面反射的结果，这与教科书上的描述并不一致，所以，教师不要轻易否定学生的判断。第三，教师要学会放手、放权，不要干预过多，更不要主导。当然，这并非是指教师可以完全退居二线，而是要求教师只做一些雪中送炭型的点拨。教师的角色开始时是辅导，后来逐渐转变为引导，再后来变成在一边欣赏。