【摘要】本文以《機械效率》視頻課程為依托，針對該教學(xué)中存在的探究目的性不夠清晰、實驗探究教學(xué)流程與學(xué)習(xí)心理錯位、學(xué)生探究的自主成份不高、學(xué)生對實驗探究結(jié)果交流討論欠缺等問題，提出通過創(chuàng)設(shè)情境明確探究目的、巧設(shè)完整探究流程、適當(dāng)指導(dǎo)以增強探究的自主性、精心營造討論交流的氛圍等教學(xué)建議。

【關(guān)鍵詞】初中物理 核心素養(yǎng) 探究性實驗 教學(xué)反思

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）06A-0102-03

基于培養(yǎng)核心素養(yǎng)要求和物理學(xué)科特點，結(jié)合社會發(fā)展需要和初中物理課程標準，物理核心素養(yǎng)被確定為“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面。物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，無論是哪一版本的初中物理教材，探究實驗都貫穿于物理學(xué)習(xí)，探究是學(xué)習(xí)物理的重要方法。探究性實驗教學(xué)是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，運用已有的知識和技能，充當(dāng)新知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者，通過設(shè)計方案、操作實驗探索問題和解決問題的一種教學(xué)方式。

筆者在“基礎(chǔ)教育教師培訓(xùn)網(wǎng)”上觀看了一節(jié)《機械效率》視頻課程，感受頗深，收獲良多，但同時有一些疑問與反思，借機談?wù)剬μ骄啃詫嶒灲虒W(xué)策略的見解。

一、《機械效率》探究性實驗教學(xué)案例描述

（一）引入

授課教師首先讓學(xué)生從生活實際出發(fā)，意識到認識機械效率的必要性。教師借助生活中的例子，如做題的正確率、蛋的出殼率、產(chǎn)品的合格率等，讓學(xué)生從中意識到：我們使用機械的時候也要關(guān)注它的有效程度，也就是機械的有效率，從而引入機械效率。

（二）學(xué)生實驗探究（以動滑輪為例）

學(xué)生通過實驗探究，體驗和建立科學(xué)的機械效率的概念。

1.引導(dǎo)學(xué)生明確所要測量的物理量（PPT展示）

機械效率是指有用功與總功的比，因此，所測量的物理量是：物重G、拉力F、物體提升的高度h、繩端移動的距離S。但是，教師并不是直接告訴學(xué)生，而是引導(dǎo)學(xué)生去思考、猜想、討論，讓學(xué)生明白有用功與總功的實質(zhì)含義，然后得出所要測量的物理量。

2.探究實驗方案及注意事項講解

為了確保探究實驗的成功，教師講解實驗中所要測量的數(shù)據(jù)、使用的測量工具、測量的步驟以及相關(guān)的注意事項等。

師：組裝沒有問題是吧？

生：沒有問題。

師：好，為什么我們要勻速、豎直地往上拉繩子呢？目的是保證滑輪處于一個什么狀態(tài)？然后我們要用測力計來測力，對嗎？大家在使用測力計的時候一定要關(guān)注它的量程、最小分度值。

3.實驗分組，提供實驗器材說明，展示實驗數(shù)據(jù)收集表

師：老師給第一、第二組的是輕滑輪，但是兩組的鉤碼有點區(qū)別，第一組只有一個鉤碼，第二組有兩個鉤碼;給第三、第四組的是重滑輪，第三組一個鉤碼，第四組兩個鉤碼。輕滑輪、重滑輪提升的鉤碼數(shù)量可能不一樣。請同學(xué)們將實驗數(shù)據(jù)填寫在實驗數(shù)據(jù)收集表中，老師再找一名同學(xué)上臺展示他們小組的實驗數(shù)據(jù)。

（三）運用實驗數(shù)據(jù)深化對機械效率概念的認識

學(xué)生不僅要知道什么是機械效率，還要知道什么因素會影響它、是怎樣影響的、怎樣才能夠提高機械效率等。

教師利用PPT出示“有用功”“額外功”“總功”并解釋它們的定義，板書機械效率的定義、定義式及影響滑輪組機械效率的因素。隨后，教師讓學(xué)生計算之前各組實驗中滑輪組的機械效率并填寫于表格之中（如圖4），為教師講解影響滑輪組機械效率的因素提供事實依據(jù)。

（四）課堂檢測，強化認知

教師從教材例子出發(fā)，通過課堂練習(xí)及其反饋，進一步強化學(xué)生對機械效率這個概念的認識（練習(xí)如圖5所示），然后再引導(dǎo)學(xué)生把機械效率這一概念運用于實際生活之中，如起重機、升降電梯，通過舉例說明讓學(xué)生意識到在使用機械時并不都是一味追求高機械效率，有時候機械效率雖然不高，但是它也是有意義的。

（五）布置課后作業(yè)

教師讓學(xué)生在課后完成教材中本章節(jié)的練習(xí)。

二、收獲與感悟

《機械效率》這節(jié)課是一節(jié)概念課，在初中物理學(xué)習(xí)中，“機械效率”既是重點概念，又是難點概念。整節(jié)課都是以“機械效率”這個概念為核心來設(shè)計的，很好地將培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)融入課堂教學(xué)。

（一）物理生活化，養(yǎng)成“物理觀念”

教師從生活實際出發(fā)，讓學(xué)生意識到建立機械效率這個概念的必要性;在課堂的最后回歸生活，以課堂檢測的形式，讓學(xué)生運用物理知識解決生活中的問題，正確運用物理概念。

（二）創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)“科學(xué)探究”

該教學(xué)過程既注重知識整體的形成過程，又引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂活動。教師教會學(xué)生學(xué)習(xí)方式、精心準備實驗所需器材，使學(xué)生的實驗探究和成功體驗成為了可能。學(xué)生的縱向思維得以延伸，橫向的知識得以拓展，培養(yǎng)了“科學(xué)探究”精神。

（三）小組合作，形成“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識”

通過分組實驗，學(xué)生不僅學(xué)到了知識，還體驗到了科學(xué)的方法、實驗探究的樂趣。與此同時，學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)增強了效率意識、成本意識，樹立科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任意識。物理教學(xué)服務(wù)于學(xué)生的學(xué)習(xí)，服務(wù)于學(xué)生的生活，服務(wù)于學(xué)生的成長的理念在本節(jié)課中得到了良好體現(xiàn)。

（四）問題解決，培養(yǎng)“科學(xué)思維”

教師在本節(jié)課中引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂活動，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的接受學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、體驗學(xué)習(xí)，交織發(fā)生，學(xué)生在觀察中有思考、聽講中有實驗操作，既有獨立思考，又有交流協(xié)作。教師從學(xué)生熟知的事例入手，挖掘其中的道理，獲得學(xué)生的認同，進而過渡到預(yù)設(shè)的物理情境之中，以類比的方式認識物理規(guī)律，從而達到“以舊引新”的效果。教師通過教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會使用科學(xué)思維方法去分析和解決實際問題。

三、《機械效率》探究實驗教學(xué)疑惑與思考

學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中，需要分析資料、設(shè)計方案、得出數(shù)據(jù)、解決問題，探究性教學(xué)法及學(xué)習(xí)法對學(xué)生有較高的要求。《機械效率》教學(xué)視頻是一節(jié)示范課，筆者反復(fù)觀看，收獲頗豐，但還是有些疑惑。

（一）教師引導(dǎo)探究目的性不夠清晰

探究性實驗一般的教學(xué)模式為“創(chuàng)設(shè)情境—發(fā)現(xiàn)問題—設(shè)計實驗—實驗探究—結(jié)論—應(yīng)用”。在開展探究實驗之前，教師創(chuàng)設(shè)了情境，從生活中的相近例子入手——做題的正確率、蛋的出殼率、產(chǎn)品的合格率，讓學(xué)生意識到：我們使用機械的時候，也要關(guān)注它的有效程度，也就是有效率，從而引入機械效率這個概念，但是對于為什么要測量機械效率、測量它有什么用，并沒有做一個清晰交待與說明。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題這一環(huán)節(jié)在課堂中沒有充分體現(xiàn)，學(xué)生實驗的目的不夠明確。教師在課堂后半段表示：我們在使用機械時并不都是一味追求高機械效率，有時候機械效率雖然不高，但它也是有意義的。這會讓學(xué)生疑惑，機械效率無論是高還是低，都有它的意義，那測量它的目的又是什么呢？授課教師在這一方面沒有交待清楚。

（二）實驗探究教學(xué)流程與學(xué)習(xí)心理錯位

在對學(xué)生進行分組，向?qū)W生說明實驗器材、展示實驗數(shù)據(jù)收集表以及學(xué)生完成探究實驗后，教師與學(xué)生一同探究實驗數(shù)據(jù)，至此，探究實驗結(jié)束。教師有意留下了機械效率的計算放在后面處理，因為這涉及計算機械效率的三種功概念（有用功、額外功和總功），而教師還沒有講解。將三種功的概念講解完后，教師再讓學(xué)生計算機械效率并將計算結(jié)果填寫于表內(nèi)。這樣教學(xué)也許是一種教學(xué)創(chuàng)新，但筆者認為，從實驗探究到得出實驗結(jié)論中間的間隔過長，學(xué)生早已將之前的實驗數(shù)據(jù)置于腦后，學(xué)生探究的興趣與動機由于時間的阻隔受損嚴重，甚至于蕩然無存。

（三）學(xué)生探究的自主性成分不高

在這節(jié)課中，“機械效率”是重點概念，通過探究實驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會使用科學(xué)思維方法去分析和解決實際問題。但從視頻教學(xué)過程來看，學(xué)生探究的自主成份還不夠。一是實驗前，教師透露了實驗器材的分配方案并板書;二是教師對實驗數(shù)據(jù)的測量、實驗方案進行了過細的講解，導(dǎo)致學(xué)生形成了思維定勢;三是探究的時間只有短短的幾分鐘，學(xué)生思考與操作的時間不夠充裕。

（四）學(xué)生對實驗探究結(jié)果交流討論欠缺

在收集實驗數(shù)據(jù)的這一環(huán)節(jié)，教師指派一名學(xué)生代表填寫，中間缺乏討論與交流，從某種意義上說，這剝奪了其他學(xué)生的發(fā)言權(quán)，學(xué)生在實驗探究中所做出的付出沒有得到教師的認可，長此以往，學(xué)生不夠活躍，實驗探究興趣被抑制。

四、初中物理探究性實驗教學(xué)策略之我見

（一）創(chuàng)設(shè)情境，明確探究的目的

物理學(xué)是一門自然科學(xué)，實驗在物理教學(xué)中占據(jù)重要地位。初中物理探究實驗主要來源于生活，因此，營造探究性物理實驗情境是實現(xiàn)物理生活化的最好方式。教師在教學(xué)中應(yīng)該把教材內(nèi)容與生活實際有機結(jié)合，讓學(xué)生真正感受到物理在生活中無處不在，并將物理知識運用于現(xiàn)實生活當(dāng)中，為學(xué)生發(fā)展提供更大的空間。教師可以通過與學(xué)生討論生活中的物理現(xiàn)象，在思維的沖突中提出問題，聚焦所要解決問題的本質(zhì);或者通過運用舊知，在運用過程中遇到“新問題”，將學(xué)生置于“書到用時方恨少”的情境之中，學(xué)生便有了強烈的求知欲。

（二）遵循學(xué)習(xí)心理，巧設(shè)完整探究流程

實驗探究是復(fù)雜的求知活動，是操作與思維的協(xié)同活動，在這過程中，學(xué)生的好奇心理起到了重要作用，教師要利用好學(xué)生的好奇心理。學(xué)生在探究性實驗中大致需要經(jīng)歷如下八個環(huán)節(jié)：運用舊知進行資料分析、提出猜想、確定實驗測量的數(shù)據(jù)、設(shè)計實驗方案、測量與統(tǒng)計數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、利用實驗結(jié)論進行理論推理以及解決問題。為了進行有效的實驗探究，學(xué)生必須具有探究的知識基礎(chǔ)，所以，在探究實驗教學(xué)之前通過分析內(nèi)容確定教學(xué)的起點非常重要，探究實驗中途不應(yīng)該再有新知識的講授。

（三）適當(dāng)指導(dǎo)，增強探究的自主性

探究實驗教學(xué)中，教師普遍擔(dān)心兩個問題，一是學(xué)生探究能力欠缺，不能完成相應(yīng)的探究實驗，達不到實驗?zāi)康?二是探究進展緩慢，耽誤太多的時間。這無疑是忽視了提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，實驗探究部分最能體現(xiàn)物理學(xué)習(xí)的特色，它不僅能幫助學(xué)生理解和發(fā)展物理觀念、提升科學(xué)思維能力，且物理實驗教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力、科學(xué)嚴謹?shù)淖黠L(fēng)、態(tài)度及責(zé)任心等均具有重要的意義。教師應(yīng)該放手讓學(xué)生主動探究，教師所要做的只是適當(dāng)指導(dǎo)。教師應(yīng)該在創(chuàng)設(shè)情境、提出問題、引導(dǎo)猜想方面進行精心的設(shè)計，其他方面則更多地由學(xué)生通過自主協(xié)商、小組合作來完成。

（四）設(shè)疑置難，精心營造討論交流的氛圍

教學(xué)是一種“交往”，而討論交流是學(xué)生主動參與的重要形式，也是有效教學(xué)的重要活動環(huán)節(jié)。筆者以為，設(shè)疑置難是調(diào)動學(xué)生積極參與討論與交流，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍的重要手段。第一，精心設(shè)計問題，教師應(yīng)在探究實驗教學(xué)之前將實驗內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一個個需要學(xué)生思考之后才能解決的問題，甚至可以依據(jù)先前的教學(xué)經(jīng)驗，故意將學(xué)生容易犯錯的知識點（或操作點）設(shè)置為“陷阱”，喚醒學(xué)生的“問題”意識;第二，答案要“深究”，教師對學(xué)生的答案（正確的或錯誤的）要追根溯源，不僅要結(jié)果，還要過程，引導(dǎo)學(xué)生拓展思維，進行深度學(xué)習(xí);第三，營造民主、平等的氛圍，教師在引導(dǎo)學(xué)生討論交流中做到公平、公正，同時，問題難度與梯度也要把握好，做到讓學(xué)生“知難而進”，體驗成功的快樂，產(chǎn)生強烈的學(xué)習(xí)興趣。

在探究實驗教學(xué)過程中，學(xué)生親身經(jīng)歷了探究的整個過程，達到了解和認識物理概念及規(guī)律的目的，并在這個過程中受到情感的熏陶，激起他們對科學(xué)的好奇心和興趣，鍛煉了心智和能力，學(xué)生通過探究實驗，在認識、計算、比較、歸納和再認識的過程中協(xié)作配合，建構(gòu)正確的物理觀念，提升科學(xué)探究意識，掌握科學(xué)探究的流程與方法，培養(yǎng)探究能力，并在科學(xué)推理、科學(xué)論證中提高分析問題和解決問題的能力。在初中物理核心素養(yǎng)視域下，如何更有效地組織與實施探究性實驗教學(xué)，還須教師不斷地探索與研究。

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注：本文系廣西教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃立項課題“信息技術(shù)環(huán)境下廣西師范生教學(xué)技能培養(yǎng)研究”（課題編號：2013C149）的研究成果。

作者簡介：涂富梅（1971— ），女，廣西靈川人，中小學(xué)一級教師，大學(xué)本科學(xué)歷，研究方向：中學(xué)物理教學(xué)。

（責(zé)編 劉小瑗）