浅议“非常规”实验教学中存在的问题及对策

(江苏省南京市金陵中学龙湖分校，江苏 南京 211500)

1 非常规实验的内涵

非常规物理实验,是指主要利用学生熟悉的生活易得物品、材料、器具、人体或人体局部以及儿童玩具等开发进行的一类体现自创性、体验性、趣味性、简易性、生活化的物理实验教学活动。与其相对应的是使用厂制正规的专门实验器材开展的实验教学活动,即所谓“常规物理实验”。[1]

2 非常规实验在初中物理教学中的重要性

《义务教育物理课程标准(2011年版)》明确指出：“除专门配备的仪器外，应提倡师生利用身边的物品、器具、材料等进行物理实验。”“这样既可以拉近物理与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，又补充实验课程资源，有利于增强学生的创新意识”。[2]非常规实验与常规实验相比，更加贴近学生的真实生活，更容易创设引人入胜的教学情境，[3]而且有利于学生动手能力和创新意识的培养，也体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的基本理念。

初中生正处于身心迅速发展的关键期，具有一定的生活经验，同时对新鲜事物充满了好奇，探索未知领域的愿望较为强烈，喜欢做实验。教师在组织教学时，应以学生已有的知识与经验为起点，以便于学生主动地探索知识。而非常规实验取材于生活，学生相对熟悉，便于情境的创设，符合由易到难、由具体到抽象、循序渐进的原则，与初中生的认知结构和心理发展水平相适应。同时，由于非常规实验资源的丰富性与生活化特点，更加有利于发挥学生的主体性，充分调动学生参与实验的积极性，促进物理教学走向真实的生活。合理运用非常规实验开展教学活动，有利于提高学生的学习兴趣，提升科学素养。

3 非常规实验教学中的存在问题及对策

在实际教学中,由于部分教师对非常规实验理解的偏颇，或实验设计不到位，对非常规实验运用不当，分散了学生的注意力，致使教学效果并不令人满意，甚至还可能影响正常的课堂教学，笔者将结合教学实践就非常规实验教学中存在的常见问题及优化方案谈几点浅见。

3.1 忽略可视化,演示效果差

在“流体压强与流速关系”教学中，一位教师在课堂上演示了“自制喷雾器”实验。将吸管从中间剪开，插入水中，用力吹气。由于液滴较少，又无色透明，只有前排个别学生看到雾状液滴的出现。

由于该教师未充分考虑实验的可视化效果，故演示的效果不明显,以致大部分学生根本看不到实验现象。这样的实验是低效的，需要进一步改进。

解决方案：预先筹备，人人参与。

教师应提前布置任务，要求学生课前准备好本实验需用到的小瓶、水、塑料吸管等物品。课堂上学生在教师的指导下用自己带的生活物品进行“自制喷雾器”实验，每个学生都能近距离地观察到实验现象。

对于器材比较小、演示效果不太明显的非常规实验，教师应提前做好筹备工作，预先列好器材清单，布置学生课前准备一些生活物品作为课堂上备用的实验器材，确保课堂上人人动手参与。学生在摆弄自己带来的生活物品的同时，能近距离地观察到细微的实验现象，亲历探究过程，体验动手探究的乐趣。

3.2 重实验数量,轻思维品质

一位教师在“大气压”新课教学中，演示了多个非常规实验：“瓶吞鸡蛋”实验、易拉罐“变瘪”(易拉罐装入少量水，加热直至出现大量白雾，撤去酒精灯，用橡皮泥迅速堵住罐口，观察到易拉罐变瘪)、矿泉水瓶变瘪(矿泉水瓶注入少量开水，盖上瓶盖，摇晃瓶身，将水倒掉，迅速盖紧瓶盖，观察到矿泉水瓶变瘪)、吸盘“吸”在玻璃表面、吸盘互相吸住等等，令学生目不暇接、眼花缭乱。

这种做法的问题在于过分追求实验的数量，事实上这些实验属于相似实验，不必在同一节课上逐一演示给学生看。值得肯定的是该教师课前做了大量的准备工作，付出了很多心血。问题在于：学生虽过足了眼瘾，却无暇进一步地思考，学生的主体性并未得到充分发挥、参与度也相对较低，非常规实验沦为教师的个人表演。

另外，将同类型的实验一次性全部呈现给学生，反复刺激学生的感官，这种高强度的刺激反而会令学生的注意力不容易集中，[4]而习题课或复习课也就没有新鲜的实验可做，就很难再借助实验吸引学生了。

解决方案：精选实验、切忌繁冗。

在以上有关大气压的实验中，“瓶吞鸡蛋”“易拉罐变瘪”与“矿泉水瓶变瘪”三个实验相似，只需择其一，关键要引导学生充分经历思维过程，把实验的原理吃透。

在演示“瓶吞鸡蛋”实验后，可要求学生自己设计“使易拉罐或矿泉水瓶变瘪”的实验方案，且说明这样设计的理由。学生通过参与实验设计，将大气压知识与日常生活紧密联系，加深了对知识的理解，同时也激发了学生思维的发散性、灵活性，变被动接受为主动思考。

要想非常规实验在物理教学中起到“画龙点睛”的作用，不在于“多”，而在于“精”。学生是实验教学的主体而非“旁观者”，教师应尽可能地调动学生的主动性，让学生真正参与实验设计、领悟实验原理。

3.3 缺整体设计，置学情不顾

在“物体的浮与沉”第一课时教学中，一位教师在和学生交流讨论“物体的浮沉条件”后，就立即将孔明灯、浮沉子、潜水艇、密度计等实验和盘托出，而并未考虑到学生对“浮沉条件”需要经历吸收、理解、消化的过程。

本节教学内容需要多个课时才能完成，这些小实验需要在学生基本建立物体浮沉需要满足哪些条件等相关认知后才能适时呈现，否则做完这些实验后学生反而更加疑惑，这就适得其反了。

解决方案：循序渐进，适时呈现。

孔明灯、浮沉子、潜水艇、密度计等实验不仅关联浮力知识，还涉及力与运动的关系、密度、压强等知识，学生理解起来比较困难。教师要统筹安排，整体设计，将这些非常规实验巧妙地穿插到各个课时中，引导学生逐步在实验探究过程中建构浮力等概念。

建议浮沉子以“小魔术”的形式放在“物体的浮与沉”第一课时的新课引入环节，激发学生的好奇心与探索欲。潜水艇可在“浮沉条件”新课中呈现，学生通过观察潜水艇充水、排水，理解重力变化对浮沉状态的影响，学会通过分析受力情况判断浮沉。孔明灯建议安排在第二课时，学生通过学习，了解到通过对比物体和液体(气体)的密度也可以判断物体的浮沉，此时展示孔明灯，学生也就很容易解释实验现象了。密度计包含的知识较多，对综合应用能力要求也较高，建议按照“综合实践活动”的方案单独安排一课时，亦可利用密度计作为本章复习课的切入点。

对物理概念的理解、物理规律的掌握并非一蹴而就，教师要全局考虑，安排好非常规实验的呈现时机，按照由浅入深、由易到难的顺序，将非常规实验渗透到各个教学环节中去。

3.4 问题欠设计，缺乏指向性

在“动能和势能的转化”的教学中，教师演示“会跳的小卡片”，将卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口，套上橡皮筋。将卡片反过来压平，迅速松手，小卡片跳起来，实验效果很明显。

师：小卡片为什么会跳起来？

生：因为弹力。

生：因为有橡皮筋……

该教师的提问缺乏规范性、指向性以及梯度性，学生不知道从哪个角度去思考，回答也就比较随意。实验现象明显固然重要，但能让学生通过有趣的实验现象思考其背后的原理、能运用相关的知识解决实际物理问题则更加重要。

解决方案：问题引领、启发思考。

针对以上实验，可设计以下问题。

问题1：此过程涉及哪些能量？

问题2：卡片在跳动时具有什么能量？卡片的动能从哪里来？此过程中的能量转化情况如何？

问题3：卡片在上升的过程中，能量的转化情况如何？

教师在教学设计时，不仅要关注实验效果是否明显，还应立足学生的认知水平，精心设计问题。通过交流与讨论，引导学生积极思考实验现象背后的物理原理，让学生真正参与到实验教学活动中。

4 结语

非常规实验教学若运用恰当，能调动学生学习物理的积极性、主动性，提升实验操作技能、科学思维能力等，提高课堂学习效率。因此，物理教师应深刻领悟课程目标，准确把握学情，恰当、适时地采用非常规实验教学，以达到事半功倍的效果。