开展自助实验教学的实践与思考＊

刘 飞

（东海县实验中学 江苏 连云港 222300）

新课程的根本目标是为了学生的发展，以学生发展为根本，培养学生的实践能力和创新精神．物理学是以实验为基础的自然科学．物理实验在培养学生的实践能力和创新精神方面具有独特的优势．随着课程改革的深入，实验教学虽然得到了教师的普遍重视，但大多数教师依然过分依赖教材，实验教学的模式单一，其创新功能没有充分发挥出来．

为了切实提高学生的实践能力和创新精神，就应该不断改革实验教学的模式．自助实验就是对实验教学改革的一种尝试．自助实验的特点是“自助”，与生活中“自助餐”中的自助相似．在实验教学活动中，教师向学生提供一定数量的实验器材，并给学生充分的自由权进行选择．学生则依据教师安排的实验课题，经过自主设计实验的方案，利用自选器材或自备器材来完成实验探究的活动．自助实验的教学模式能最大限度地满足学习主体的需要，能充分发挥学生的能动性和创新性．经过实践，效果很好．

1 开展自助实验教学的前提条件

自助实验教学的开展要求学生要有高度的参与积极性，才能获得较深层次的体验，激发学生的思维向纵处发展，从而创造性的解决问题．在时间、空间和学生的思维水平都有限的条件下，要想顺利地开展自助实验的教学，作为教师必须为学生创造出一个良好的活动环境，同时加强教师的引导作用．

1． 2 努力构建合适的评价机制

现代教学理念下的评价应该是多元的．在自助实验的活动中，教师评价、学生互评和自我评价要有机结合．在自助实验活动中，考虑到学生的操作能力和实验水平之间存在差距的实际情况．教师评价和学生互评应该遵循发展性、激励性和重视过程性的原则．学生自我评价是学生在学习过程中不断校正、提高自己探究水平的过程，也能为学科学习的发展培养良好的习惯．

1． 2 精心选择自助实验的课题

自助实验的活动不是越多越好，也不是所有的知识内容都适合开展自助实验的教学．自助活动的实验应该具备器材选取方便、实验操作安全、方案设计多样、实验现象明显的特点．比如，在探究声音是怎样产生的，压力的作用效果与哪些因素有关，流体压强与流速的关系等活动中，就可以依据实际情况开展自助实验的教学活动．

1． 3 充分发挥教师的引导作用

在自助实验的活动中，往往出现学生对活动的内容、过程、结果分析把握不到位、不准确等问题，这些问题有待教师适时、适度的引导．为了保证自助实验的顺利开展，活动前教师要有充分的预设．考虑到学生在活动中可能出现的操作困难和思维障碍，在活动过程中，可以设置一系列具有递进性的问题来引发学生的思考、讨论和交流，从而突破学生思维上的障碍，提高自助实验活动的实效性．

1． 4 认真调控自助实验的活动程度

中学生的特点是活泼好动、好奇心强、自控能力弱，实行自助实验探究物理规律存在一定的难度．因此，教师所倡导的自助，并非绝对的完全放手，在实验中要体现出可控性，实验活动的实施应该在教师的调控下进行．

2 开展自助实验教学的具体案例

自助实验教学的活动流程是“创设情境、激趣引思—分组讨论、自主选取—展示共享、交流提升—归纳总结、创新应用”．

自助实验教学的具体案例：验证大气压的存在．

2． 1 创设情境 激趣引思

美国教育家布鲁纳认为，学习最好的刺激乃是对学习材料发生兴趣．在教学中利用生活中常见的物品做实验，有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神．

在讲授大气压时，因大气是摸不着、看不到的气体，大气压的存在令学生怀疑．在大气压的教学活动中，教师可以巧用茶杯、废弃饮料瓶、空的易拉罐等学生常见的物品来做实验．为了引出实验活动的课题，教师可以演示如下的实验：在空的易拉罐里注入少量的水后，将此装置放于酒精灯上加热直至里面的水沸腾，然后迅速地将酒精灯熄灭，同时用事先准备好的面粉团将易拉罐口堵住，很快就能看见易拉罐被压瘪了，同时伴有“劈啪”的声音．这个有趣的小实验能够有效地抓住学生好奇的心理特点，激发他们想知道其中存在的奥妙，从而使学生对生活中的大气压存在产生浓厚的探究兴趣．

2． 2 分组讨论 自主选取

在空易拉罐被压瘪的活动后，引导学生讨论分析出易拉罐被压瘪是由于大气压的作用．中学生是活泼好动的，总想自己动手做一做，正所谓“实验看看不过瘾，绝知此事欲躬行．”为此，教师可以提出活动的课题：除了用空易拉罐被压瘪实验证明大气压的存在外，同学们能不能想出更多的方法来证明大气压的存在呢？学生分组讨论活动方案，教师提出要求：

（1）发扬团结互助的精神，分组设计证明大气压存在的实验方案；

（2）将本组设计的每一种实验方案的原理图简画在白纸上，以便交流展示；（3）比一比，哪个小组设计的方案又多又好；（4）器材可以从教师提供的器材中选取，也可以选取自带的器材．

教师提供的器材有：玻璃杯，小玻璃片，硬纸片，铁钉，橡胶管，易拉罐，一次性塑料杯，矿泉水瓶，果冻盒，水，吸盘，水槽，注射器，细线，抽气筒，钩码等．

2． 3 展示共享 交流提升

经过学生的精心讨论，设计的实验方案有十多种，限于篇幅，下面只介绍课堂教学中学生展示的部分活动方案：

（1）将吸盘紧压在玻璃片上后，很难将吸盘拔起来．原因是压紧吸盘时，吸盘内空气被排除，大气压将吸盘紧紧地压在玻璃片上．所选器材为吸盘、玻璃片．

（2）取一注射器竖直放置，有气孔一端向上．将注射器的活塞推向顶部，用手按住气孔，将注射器的活塞用力拉下一段距离，拉活塞的手放开后注射器的活塞向上运动．原因是将注射器的活塞推向顶部时，注射器内空气被排出，用手按住气孔，将注射器的活塞用力拉下一段距离放手后，注射器由于外界大气压的作用而向上运动．所选器材为注射器．

（3）用手挤压果冻盒，使果冻盒压在手臂上，结果果冻盒压在手臂上不会掉下来．原因是用手挤压果冻盒时，将盒内空气排出一部分，再用手臂密封，这样盒内的气压小于外面的大气压，外面的大气压将果冻盒紧紧地压在手臂上．所选器材为果冻盒．

（4）将矿泉水瓶的底部用铁钉钻一个孔，在瓶内装满水，拧紧瓶盖后提起，用手拧松瓶盖后又拧紧，发现拧松瓶盖时，水会从孔中流出，拧紧瓶盖时水停止流出．原因是拧紧瓶盖时，水只要流出一点点，瓶内的气压就小于外界大气压，此时大气压能将瓶内水柱支撑；拧松瓶盖时，瓶内外的气压相等，水由于重力的作用而流出．所选器材为矿泉水瓶、铁钉、水槽和水．

在交流展示的过程中，学生不仅展示了自己小组设计的活动方案，也分享了其他组不同于自己组的实验方案，相互之间拓展了各自的思维，更重要的是学生通过自助实验真切地感受到了大气压的存在，体验到了自助实验的乐趣和成功的快乐．

2． 4 归纳总结 应用创新

学生活动后，教师要及时的对自助实验的活动进行归纳总结和评价激励．通过自助实验的活动，学生要及时总结出活动的体会和认识，教师可以引导学生从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等多方面来谈谈活动的收获．对教师而言，还要对小组及个人的表现给予鼓励性的评价，可以评出“标兵小组”、“智慧小组”等，也可以采用星级评价的方法来激励在自助实验活动中表现突出的小组和个人，其出发点是为了鼓励学生积极的参与到自助、自主的学习中来．

“从生活走向物理，从物理走向社会”是制定的《课程标准》中课程理念．从生活走向物理，可以培养兴趣，使物理学习变得更生动、活泼．从物理走向社会，可以培养学生运用所学知识分析、解决物理问题的能力．通过自助实验获得一定的知识和技能之后，可以鼓励学生去尝试解决生活中的一些相关的问题，也可以搞一些小发明、小制作．

3 开展自助实验教学的思考

3． 1 开展自助实验教学的意义

自助实验教学在教学目标上重视了学生的全面发展．自助实验教学将过程与方法并重，知识与能力并重，学习与创新并重，强化了物理知识的形成过程，体验和运用科学研究的过程与方法，培养了学生自主建构知识的能力，提高了学生知识运用能力和创新能力．

自助实验教学在教学设计上体现了生本教育的理念．新课程倡导学生进行合作学习、自主学习、体验学习等．虽然这些学习方式会有不同的策略，但是它们都存在着一个共同的核心理念，那就是学生的主体体验，自助实验教学的出发点就是要为学生创造出最大化的主体体验．

3． 2 开展自助实验耗时多的应对措施

从实践经验来看，自助实验教学的活动一般会花费较多的教学时间，而课堂的教学时间是有限的，开展自助实验教学势必会导致非自助实验教学部分内容的教学时间减少，甚至不能完成相关的教学任务．对此，在教学过程中教师要做到有所为有所不为，一是改变“只有讲过才算学过”的观念，将一些非自助实验教学的内容精讲，也可以考虑将学生能看懂的内容留给学生自学；二是不要追求学生的实验方案都在课堂上进行交流展示，可以留下一些实验方案或“悬而未决”的问题让学生课后继续去探究，从而安排出时间来完成非自助实验部分的教学任务．

建构主义理论认为，知识不是被动的接受，而是认知主体的积极建构．自助实验就是基于建构主义理论指导下的一种教学尝试，这种尝试有效地激发了学生的学习兴趣，促进了知识的自主建构．