“生命课堂”视角下优化实验探究的思考

2017-11-16谭国锋

物理通报 2017年11期

关键词：生命课堂玻璃棒电荷

谭国锋

(浙江省杭州第二中学浙江杭州 310053)

“生命课堂”视角下优化实验探究的思考

谭国锋

(浙江省杭州第二中学浙江杭州 310053)

“生命课堂”理念关注课堂教学中师生思想、文化、情感的生命活力．从“生命课堂”的视角去优化新课实验探究的策略，从相关的实例研究中发现，该策略能有效促进教学质量和提升师生生命价值，让课堂充满生命活力．

生命课堂实验思维策略

高中物理新课教学中，实验探究是一个重要组成部分，是学生体验物理现象、认知物理规律、激发物理热情的重要手段，但是传统的物理课堂对实验探究的模式充斥着“问题”、“验证”、“结论”类缺乏活力的“冰冷”词汇．

如何让新课教学中的实验探究发挥它最大的功能，使其具有“生命价值”，让师生在课堂中充满生命的活力，笔者有一些粗浅的思考和尝试．

1 实验探究呼唤“生命课堂”

1.1什么是“生命课堂”

泰戈尔说：“教育的目的是向人们传送生命的气息．”在新课程改革的深化过程中，越来越多的教育工作者在尝试“生命课堂”这个“以人为本思想指导下，追求以人的发展为本”的一种教育理念[1]．“生命课堂”强调尊重学生学习的主体性、尊重学生的身心发展规律，强调体验与兴趣结合、生活活动与创造活动结合，强调课堂由“死”变“活”、由“静”变“动”.由“教”变“学”．

1.2实验探究遇到的瓶颈

传统的课堂教学中，教师预设问题，通过演示实验进而得出一个重要物理规律的课堂组织方式大有人在；学生附和教师或者通过预习书本得出实验结论的现象比比皆是，但是真正通过实验探究，让学生产生触动和震撼，引起强烈科学探究热情的却少之又少——实验探究的思维方法和课堂的生命活力被形式化的实验探究模式所扼杀．在这样的课堂里，最大的悲哀就是 “人”湮没了，我们有生命的教师与学生实际上都已被异化成了某种“工具”和“器物”．因此，任凭教师绞尽了脑汁，套尽先进的教学模式，来对学生进行一遍又一遍的所谓“有效教学”，其根本只不过是在给学生的大脑皮层里反复施以简单的信号刺激而已[2]．

1.3实验探究中的“生命课堂”教学观

不仅传统的“知识课堂”[3]有生命的期待，当前高中物理课堂教学的最“时髦”的部分实验探究对“生命课堂”的呼唤一样强烈．在“生命课堂”的理念下，新课教学中，实验探究的要素有更多“生命”的元素：实验探究的目标立足师生生命发展、强调师生课堂生命质量的提升和生命价值的彰显；实验内容密切联系生活，散发生命气息；实验过程充满迸发生命灵光的动态生成如同生命发展的不可预见性；对实验探究的评价，饱含欣赏性的点化和润泽助推生命智慧的孵化[4]．

2 “生命课堂”视角下进行实验探究的策略

2.1实验探究问题的提出要具有生命的延展性

物理概念、规律是客观的，但是随着课堂的进行，学生对它们的认知却在不断更新，这就要求实验探究的问题提出要基于学生的真实需求．在实际操作过程中，具体要把握以下2点.

通过铺垫，让实验探究的问题具有生命性．在学生可能提出课堂实验探究的问题之前，教师要通过大量来源于生活的现象、图片、实验、视频等素材，把学生的兴趣点引导到课堂需要探究的问题上来，让学生在主动提出实验探究问题时，有较强的探究欲和归属感．

追求教学的真实，让学生感受课堂生命的存在．在引导学生提出实验探究问题的教学过程中，不漠视学生的另类“猜想”、不强迫学生的探究“目的”；在实验过程中，不回避物理实验的“偏差”；在总结过程中，不强推实验探究的“最终结论”．

关注课堂资源的动态生成，让实验探究的课堂充满生命力和未知性．教师在课堂教学中要时刻关注并捕捉有探究价值的信息，在亮点处放大、在困惑处引领，通过对生成资源进行筛选、整合、提炼，使课堂不断产生新的教学资源，体现课堂的生命力，以满足学生的探究欲望．

比如笔者在“生活中的圆周运动”的评比课中的有一个环节：让学生演示实验，验证“当水流星做竖直平面圆周运动的速度足够大时，经过最高点水不会从水桶倒出．”笔者在课堂实验时让一个男生上台演示，开始转动水桶的前几圈，实验很成功，但是随着他越转越快，水桶在转到最低位置附近时，桶底裂开，水在讲台前洒满一地．这是一个“意外事故”，但笔者抓住了这个“失败实验”的“生命资源”，抛出了新的探究内容：“为什么随着转速渐渐变大，水桶是在最低点的时候裂开的？”

新课教学中利用“失败实验”动态生成的教学环节对学生的震撼和感触是空前的.

2.2进行实验探究的过程要展现生命的多元性

在新课的实验探究的过程中，教师要充分发掘实验探究过程对学生各方面能力的培养，更多元的视角去设计、展现实验的探究过程，让实验探究目的的达成充满生命力．实际操作过程中，可以关注以下3个方面的设计.

引导学生设计清晰和可操作性强的实验方案和步骤．在实验探究前，教师要引导学生参与到实验探究中去，通过提出探究的问题，让学生主动的去设计方案，再讨论改进方案，形成具体的操作步骤，让课堂呈现出多彩的生命力．

以学生为主体进行实验．教师只是作为实验探究过程中的旁观者，把舞台交给有成型方案的学生．通过学生进行的实验探究，不仅能让操作者学习仪器的使用、体验科学探究的喜悦和过程的艰辛，更能让其余同学感觉课堂充满的生命力，激发学生科学探究的热情．

探究过程展示合作性．合作学习的过程中能够加强情感态度和价值观的共鸣和互动．合作的方式有很多形式，比如，几个人分工完成不同的实验部分；几个人实验，几个人记录数据等等形式．

2.3实验结果的评价体现生命的悦纳性

要善用积极的评价润泽学生个性情感．积极的课堂评价能催生积极的情感体验，使得包括学生人生态度和个性品质的个性情感向积极的方向发展．在一些物理教师的“理性”评价体系里，实验现象的解释常常只有对错两种，最终不仅让物理课堂变得残酷、冰冷，也在学生的个性情感上烙上相似的印记．其实，由于实际实验条件和理论方案中的理想条件的差异，很多按合理的实验方案进行操作的实验结论都不能得出预期的实验结论，这个时候，一方面教师要肯定学生的实验操作，另一方面，要分析实验结果产生的原因及改进的方案．即使不正确的实验操作，都有正确的成分、都有成功的转机，这样的评价方式，能让实验操作的学生感受物理课堂的温暖，也能让学生的思维随着探究的过程不断深入．

3 “生命课堂”视角下进行实验探究的实例分析

下面以人教版《物理·选修3-1》第一章第1节“电荷及其守恒”这一节典型的实验探究课为例谈谈对“生命课堂”视角下的实验探究策略的应用．

3.1实验引入

器材：用灯泡水平支起一根重木棍，使木棍处于平衡状态，一根吸管.

学生实验1：能否用吸管吸引重木棍，使其转动起来．

学生甲：靠近时由于万有引力吸引，会使棒转起来，上台演示，实验失败．

学生乙：用一张纸摩擦吸管，再靠近棒，棒会转起来，上台演示，实验成功．

新课引入的实验设置应该源于学生的生活，具有生命元素，意在聚焦学生思维、产生学习兴趣的同时，快速地引入到新课教学的环节．

3.2新课教学

3.2.1 摩擦起电教学环节

回顾电荷的分类和性质，回顾摩擦能使物体带电．

学生实验2：“比比谁的脑袋更聪明”.3个轻小气球，让3个学生用气球摩擦自己的脑袋后去装饰黑板．结果两个学生的气球能稳稳地吸引在黑板上，一个头发较脏的同学的气球却始终吸不上去．

引导学生共同分析：

(1)摩擦起电的本质；

(2)同一物体相对不同的物体而言，得失电子能力不同；

(3)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电的原因.

该环节设计实验2体现了生命课堂的延展性．提供足够的情景和素材，是为了把学生的兴趣点引导到课堂上来，为下个环节感应起电的探究做好铺垫，同时也让学生在轻松欢乐的课堂氛围中，找寻已知现象背后的物理规律．

3.2.2 探究课题：接触起电和感应起电本质

问题1：能否验证摩擦过的丝绸和玻璃棒确实带了电，而且带异号电荷？

创设实验3：摩擦过的丝绸和玻璃棒都能吸引竖直悬挂的轻小草球．

创设实验4：用摩擦过的玻璃棒接触验电器，验电器薄片张开，再用摩擦过的丝绸与验电器接触，指针闭合．

教师引导学生提出设计方案，师生讨论改进方案，形成实验方案3和4，再让学生上台演示这两个实验，最后师生一起总结接触起电的本质．这个实验探究的过程，让课堂呈现出多彩的生命力．也真正让所有的同学参与到了实验探究中．

问题2：在玻璃棒慢慢接触验电器的过程中，有没有发现别的现象？

创设演示实验5：放慢速度，重复演示玻璃棒慢慢接触验电器．

现象：玻璃棒未接触验电器之前，薄片已经张开．

问题3：指针张开，说明远离玻璃棒一端的薄片处带了电，靠近玻璃棒一端的金属片否也带了电？如何把它显示出来？

改进实验6：用两边都粘有锡箔片的枕形导体代替验电器的金属杆．

演示实验：当带电玻璃棒靠近枕形导体一端的时候，两箔片都张开．(实际进行此实验时，发现两箔片张角都很小，而且也很难观察出两张角的大小是否相同．)

改进实验7：用两个八宝粥罐子与静电计的上端小球相连接，用罐子代替枕形导体，用静电计的指针代替金属薄片，如图1所示．

图1 改进实验7示意图

问题4：导体两端的电荷有何特点？

学生猜想：

(1)等量异号；

(2)靠近玻璃棒端带负电，远离端带正电(“近异远同”).

小组讨论，设计实验验证方案．

证明等量异号方案：

方案一：读出两个静电计指针的格数，格数相同说明带电荷量相等.

实验评价：这个设计的优点是用到了定量测量的方法，让实验结果可以量化分析，比较精彩，但是由于我们实验条件的有限，两个静电计并非严格一样，指针格数不同也不一定能说明带电荷量不相等，所以遇到了困难．

方案二：将两罐子再次接触，如果静电计指针都能回到零，说明所带的电荷等量异号．

实验评价：这个设计方案用到了守恒和均分的思想．

证明“近异远同”方案：用带正电的玻璃棒去接触已经分开且带电的远端的金属罐，指针张角变大，则说明带正电；再让玻璃棒去接触近端的那个金属罐，如果指针张角先变小，再变大，说明近端带负电．

设计方案的小组上讲台演时实验，对猜想进行验证，得出结论．师生共同分析感应起电的本质，通过3种起电本质，归纳出电荷守恒定律．

3.2.3 电荷的“不连续性”教学环节

创设演示实验8：让静电计先带上电，再用细针接触一下静电计后拿开，发现静电计指针张角变小，将细针用手接地后，重复演示．

问题5：随着重复实验的次数的变多，静电计的带电荷量不断变小，当重复的次数趋向无穷大，静电计最后的带电荷量为多少？

以实验为基础，引入物理学史，通过对密立根油滴实验测得的油滴带电荷量的数据分析，得出元电荷和电子电荷量及比荷等基本概念，并总结出电荷的另一个重要属性：量子性．通过对任何电荷带电荷量都是元点荷的整数倍分析，总结出物理学的另一个简单美．

3.3教学反思

本堂课是基于实验，开展课堂的探究教学，学生对实验探究自己设计出来的实验方案时，充满了期待性，在欢声笑语和惊叹声中完成了对提出的猜想的验证，课堂的开展充满着生命力，目标的达成也体现着生命课堂的多元性．教师对不同设计方案的实验结果的评价，也能让学生感受物理课堂的温暖，催生积极的情感体验，让学生的思维紧随着探究的过程不断的深入，感受到课堂充满着的生命力．