摘 要：對(duì)于初中物理實(shí)驗(yàn)而言，繼承優(yōu)秀傳統(tǒng)的同時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)新，在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新過(guò)程中凸現(xiàn)學(xué)生主體地位.首先，在學(xué)生認(rèn)知范圍之內(nèi)，遵循“最近發(fā)展區(qū)”的理論，讓學(xué)生在“跳一跳”的基礎(chǔ)上能夠“摘得到”的創(chuàng)新，是真正有意義的創(chuàng)新；其次，教師引導(dǎo)下能夠?yàn)閷W(xué)生所理解并遷移的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新是真正意義上的創(chuàng)新；最后，學(xué)生在自身的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)與知識(shí)基礎(chǔ)上，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的整合并對(duì)已有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的創(chuàng)新，是真正意義上的創(chuàng)新.創(chuàng)新是“知行合一”的過(guò)程，學(xué)生是知行的主體，是打開(kāi)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新局面的關(guān)鍵.

關(guān)鍵詞：初中物理；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；生活元素；學(xué)生主體

中圖分類(lèi)號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）23-0121-03

收稿日期：2023-05-15

作者簡(jiǎn)介：周治軒（1981.3-），江蘇省南京人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

2019年，教育部發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見(jiàn)》，將中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及其研究推向一個(gè)新的高度.對(duì)于初中物理實(shí)驗(yàn)而言，當(dāng)務(wù)之急是繼承我國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)秀傳統(tǒng)，同時(shí)在繼承的基礎(chǔ)上追求創(chuàng)新.由于考核評(píng)價(jià)等因素的影響，對(duì)于初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中優(yōu)秀傳統(tǒng)的繼承工作做得比較好，但是在創(chuàng)新方面有所不足.當(dāng)然實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新并不是無(wú)所作為，事實(shí)上無(wú)論是國(guó)家層面還是區(qū)域?qū)用?，都一直在?duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新進(jìn)行推動(dòng)，一些具有區(qū)域性質(zhì)、草根性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新也在不斷推進(jìn)，但是總體而言，這些實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的推進(jìn)主體依然是教師，學(xué)生的參與度不夠，很多時(shí)候?qū)W生只是教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)思路中的操作者，這實(shí)際上不是真正意義上的實(shí)驗(yàn)參與者，沒(méi)能將實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的終極價(jià)值體現(xiàn)出來(lái).

陶行知曾說(shuō)：“一流的教授具有兩種要素：一有真知灼見(jiàn)；二肯說(shuō)真話(huà)，最駁假話(huà)，不說(shuō)誑話(huà)”.兩個(gè)“真”指明了教學(xué)的基本價(jià)值選擇.對(duì)于初中物理來(lái)說(shuō)，在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的過(guò)程當(dāng)中也要追求“真”，這個(gè)“真”首先應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在學(xué)生的真正參與上，只有學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的主體，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所出現(xiàn)的任何新的發(fā)現(xiàn)才是真正的真知灼見(jiàn)，與此同時(shí)，初中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)要想行穩(wěn)致遠(yuǎn)，很關(guān)鍵的一點(diǎn)就是要真創(chuàng)新.如果能夠做到這一點(diǎn)，初中物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)就能夠在一定程度上提高學(xué)生對(duì)于初中物理學(xué)習(xí)的積極性，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、創(chuàng)造性思維以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展尤為重要^［1］.

1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)須尊重學(xué)生的主體地位

雖然說(shuō)學(xué)生主體地位是當(dāng)下基礎(chǔ)教育中的一個(gè)基本認(rèn)識(shí)，但是不可否認(rèn)的是，這種認(rèn)識(shí)更多地停留在理論層面，由于應(yīng)試等客觀因素的影響，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位要想得到確立并不容易.在初中物理實(shí)驗(yàn)中，由于教師追求實(shí)驗(yàn)的效率，很多時(shí)候所出現(xiàn)的也只是“指令性實(shí)驗(yàn)”，即教師只是讓學(xué)生按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)步驟去一步步完成實(shí)驗(yàn).傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的主體地位都很難得到確立，那么在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中要想落實(shí)學(xué)生的主體地位，難度可想而知.

在物理教學(xué)中讓學(xué)生親手完成一些物理實(shí)驗(yàn)，親自探究一些物理規(guī)律，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性^［2］.實(shí)驗(yàn)對(duì)于激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)不言而喻.當(dāng)前的物理教學(xué)又致力于發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，必然意味著初中物理實(shí)驗(yàn)要做出根本性的創(chuàng)新，這一創(chuàng)新過(guò)程離不開(kāi)學(xué)生主體地位的確立.對(duì)此，筆者做如下理解.

首先，在學(xué)生認(rèn)知范圍之內(nèi)，遵循“最近發(fā)展區(qū)”的理論，讓學(xué)生在“跳一跳”的基礎(chǔ)上能夠“摘得到”的創(chuàng)新，是真正有意義的創(chuàng)新.辯證地理解創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)其中有兩個(gè)關(guān)鍵詞：一是創(chuàng)新，二是實(shí)驗(yàn).兩者的關(guān)系是創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)的特征，實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)新的載體與內(nèi)核.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生感覺(jué)到物理學(xué)科的魅力，是讓學(xué)生在基于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究的過(guò)程中表現(xiàn)出顯著的創(chuàng)新意味，這不僅可以激活學(xué)生的探究欲望，更可以讓學(xué)生在切身體驗(yàn)中領(lǐng)略科學(xué)發(fā)展的途徑.

其次，教師引導(dǎo)下的、能夠?yàn)閷W(xué)生所理解并遷移的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新是真正意義上的創(chuàng)新.面向?qū)W生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與科學(xué)發(fā)展過(guò)程中的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)有著明顯的不同，前者并不強(qiáng)調(diào)純粹科學(xué)意義上的突破，事實(shí)上這也是不可能的，其強(qiáng)調(diào)的是在學(xué)生原有認(rèn)知基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新，突破的是學(xué)生原有的認(rèn)知基礎(chǔ)或經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，所追求的是通過(guò)創(chuàng)新讓學(xué)生“眼前一亮”，從而讓學(xué)生獲得知識(shí)上的收獲，同時(shí)又獲得情感上的收獲，這樣的雙重收獲可以為學(xué)生的物理學(xué)科獲得強(qiáng)大的推動(dòng)力量.

再次，學(xué)生在自身的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)與知識(shí)基礎(chǔ)上，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的整合并對(duì)已有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的創(chuàng)新，是真正意義上的創(chuàng)新.從創(chuàng)新的角度來(lái)看，創(chuàng)新不可能憑空產(chǎn)生，其必然依賴(lài)于學(xué)生原來(lái)所學(xué)到的知識(shí)，但是僅僅有原來(lái)的知識(shí)還不會(huì)形成創(chuàng)新，真正的創(chuàng)新還需要學(xué)生擁有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維.這些都應(yīng)當(dāng)是學(xué)生身上應(yīng)該具備的優(yōu)秀特點(diǎn)，也是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生主體地位的重要體現(xiàn).

通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)推進(jìn)的過(guò)程中，尊重學(xué)生的主體地位，就必須從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，在學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，用創(chuàng)新意識(shí)來(lái)促使學(xué)生伸出創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的思維觸角，用創(chuàng)新行為來(lái)體現(xiàn)創(chuàng)新思想.

2 學(xué)生主體地位視角下的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

認(rèn)識(shí)到學(xué)生的主體地位確立是實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的根本，那么在學(xué)生主體地位的視角之下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，也就有了清晰的思路.由于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新離不開(kāi)學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)與知識(shí)基礎(chǔ)，因此可以認(rèn)為生活化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略能有效提升初中物理教學(xué)效果，也就是說(shuō)，圍繞著生活實(shí)驗(yàn)主題，可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)理論與生活的聯(lián)系，從而在實(shí)驗(yàn)展開(kāi)的過(guò)程中，讓學(xué)生的創(chuàng)新思維得到激發(fā)，真正的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新就可以在互助合作、實(shí)踐探究中得以實(shí)現(xiàn)，并且能夠在新的情境當(dāng)中實(shí)現(xiàn)拓展應(yīng)用^［3］.蘇科版初中物理八年級(jí)下冊(cè)中，有“氣體壓強(qiáng)”這一內(nèi)容.在這一知識(shí)的教學(xué)傳統(tǒng)中，涉及到的實(shí)驗(yàn)主要有馬德堡半球?qū)嶒?yàn)和托里拆利實(shí)驗(yàn).蘇科版教材在編寫(xiě)的時(shí)候，馬德堡半球?qū)嶒?yàn)是通過(guò)“讀一讀”的方式來(lái)呈現(xiàn)的，托里拆利實(shí)驗(yàn)則被回避，代之以用注射器估測(cè)大氣壓的值.這樣設(shè)計(jì)的好處是一方面尊重了物理學(xué)發(fā)展的歷史，另一方面又從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)角度出發(fā)，讓學(xué)生擁有了實(shí)驗(yàn)的主體地位.從創(chuàng)新的角度來(lái)看，本知識(shí)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)如何創(chuàng)新呢？筆者認(rèn)為對(duì)這個(gè)問(wèn)題的回答可以從兩個(gè)角度來(lái)進(jìn)行：

一是學(xué)生對(duì)大氣壓大小的體驗(yàn).體驗(yàn)的目的主要是為了讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知失衡.大氣壓是一個(gè)日常生活當(dāng)中感知不到，但是數(shù)值卻又很大的物理量.在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的時(shí)候，思路可以落在與學(xué)生生活密切相關(guān)且用到大氣壓的地方，具體的創(chuàng)新做法就是控制大氣壓發(fā)生作用的機(jī)制.如吸牛奶時(shí)不讓空氣進(jìn)入牛奶盒，讓學(xué)生站在高處用吸管吸牛奶，等.重要的是，這需要讓學(xué)生自己去思考并設(shè)計(jì).在激活學(xué)生創(chuàng)新思維的時(shí)候，可以采用的做法是：在比較中先歸納再演繹，即吸牛奶時(shí)“讓”和“不讓”空氣進(jìn)入牛奶盒，在低處與在高處用吸管吸牛奶，等.事實(shí)證明，通過(guò)比較及體驗(yàn)，學(xué)生可以產(chǎn)生好多驗(yàn)證大氣壓存在的創(chuàng)新思路.

二是學(xué)生對(duì)大氣壓大小的測(cè)量.這里的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在讓學(xué)生自己想到用注射器去測(cè)大氣壓.這在教學(xué)當(dāng)中有沒(méi)有可能呢？事實(shí)證明是可能的，因?yàn)樵谏厦媾e例的時(shí)候就已經(jīng)提到了注射器，學(xué)生已經(jīng)知道，在注射藥液的時(shí)候是因?yàn)槭謱?duì)活塞、活塞對(duì)藥液產(chǎn)生壓強(qiáng)，還在往外拉活塞的時(shí)候，如果前端封閉，那么要克服的就是大氣壓強(qiáng).此時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生比較：如果用粗細(xì)不同的注射器，那么所要用的拉力大小是否相同？這樣的比較可以讓學(xué)生的思維從定性走向定量，可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到拉力的大小反映著大氣壓力的大小，可以想到用p=F/S來(lái)求解.

根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下方面：一是對(duì)大氣壓的感知，不是通過(guò)眼睛看或耳朵聽(tīng)來(lái)得到間接的認(rèn)識(shí)，而是通過(guò)對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)的回顧，通過(guò)對(duì)具體過(guò)程的體驗(yàn)，來(lái)獲得直接的認(rèn)識(shí).這些認(rèn)識(shí)的形成顯然能夠讓學(xué)生有更加直接的思考，于是大氣壓的知識(shí)與學(xué)生的思維之間關(guān)系就更加接近，這從獲得知識(shí)的角度來(lái)看，是一種創(chuàng)新.二是在大氣壓測(cè)量的過(guò)程中，學(xué)生通常很難將注射器與壓強(qiáng)測(cè)量聯(lián)系在一起，這是絕大多數(shù)初中學(xué)生都會(huì)表現(xiàn)出來(lái)的情形.所以如果老師直接強(qiáng)加所謂的“引導(dǎo)”，學(xué)生也很難建立起實(shí)驗(yàn)與測(cè)量原理之間的聯(lián)系.在這種情況下，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)創(chuàng)新，讓學(xué)生去比較不同粗細(xì)的注射器，那學(xué)生就可以運(yùn)用比較的方法來(lái)發(fā)現(xiàn)拉力大小的不同，就是因?yàn)樽⑸淦鞯拇旨?xì)也就是橫截面積的不同，有了橫截面積作為橋梁，學(xué)生也就容易想到壓強(qiáng)的計(jì)算公式，從而完成對(duì)大氣壓測(cè)量的判定.

在真正完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，為了體現(xiàn)創(chuàng)新的精神與內(nèi)涵，教師可以讓學(xué)生將動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)與動(dòng)腦思實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起.這個(gè)過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，都可以讓學(xué)生有新的發(fā)現(xiàn)，比如說(shuō)體驗(yàn)大氣壓的時(shí)候，學(xué)生通過(guò)往瓶子里吹氣或吸氣，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者各有不同.要從物理的角度解釋這種不同，就需要學(xué)生去感知，去思考，而學(xué)生通過(guò)感知與思考就會(huì)發(fā)現(xiàn)：吹氣后瓶子鼓起來(lái)，吸氣拍瓶子變形凹下去，雖然都與“氣”有關(guān)，但卻有著不同的原理，即一是氣壓，一是大氣壓.后者是大自然的氣體產(chǎn)生的氣壓，前者則是在人工條件下形成的氣壓，而這種比較，恰恰又為大氣壓強(qiáng)的計(jì)算奠定了基礎(chǔ).

3 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新歸根到底是學(xué)生的創(chuàng)新

以上案例說(shuō)明，初中物理中的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，歸根到底應(yīng)當(dāng)是學(xué)生思考過(guò)的、對(duì)實(shí)驗(yàn)的來(lái)龍去脈、對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理與操作步驟的創(chuàng)新.創(chuàng)新是相對(duì)于學(xué)生而言的，只要在學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)與認(rèn)知系統(tǒng)之外的實(shí)驗(yàn)，都可以理解為創(chuàng)新.

一旦學(xué)生通過(guò)自己的努力獲得創(chuàng)新，那么對(duì)于激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣而言，就有著非常明顯的推動(dòng)作用.只要實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新再繼續(xù)，那么這種推動(dòng)作用就會(huì)不斷持續(xù)下去，從而使得學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)，并且通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)來(lái)提升物理核心素養(yǎng).

總體而言，物理實(shí)驗(yàn)是初中物理課程不可或缺的組成部分，是初中生物理學(xué)習(xí)的重要組成部分.作為一名初中物理教師，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)充分利用實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，應(yīng)當(dāng)巧妙地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)尤其是實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新去提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.當(dāng)學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)新?tīng)顟B(tài)時(shí)，實(shí)驗(yàn)就能夠發(fā)揮發(fā)展學(xué)生的操作能力、觀察水平、創(chuàng)新意識(shí)、思維能力、知識(shí)運(yùn)用能力及問(wèn)題解決能力等作用，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的過(guò)程中，物理教師要充分轉(zhuǎn)換教學(xué)觀念，將學(xué)生推至實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前臺(tái)，讓他們始終保持積極而主動(dòng)的狀態(tài)^［4］.陶行知強(qiáng)調(diào)：“行是知之始，知是行之成.”對(duì)于初中物理實(shí)驗(yàn)而言，創(chuàng)新是一個(gè)知行合一的過(guò)程，學(xué)生是知行的主體，是打開(kāi)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新局面的關(guān)鍵.

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［責(zé)任編輯：李 璟］