树式课堂：初中物理实验教学在校本课程中的设计与实施

黄婷婷

【摘要】实验探究是物理教学的重要组成部分，同时也是物理课程改革的一个重要环节，是全面提高学生素质的必由之路。本文主要针对农村初中物理教学重理论轻实践的实际， 以新课程标准的改革为依据，以校本课程的开发为例，论述如何在校本课程运用树式化问题，引导学生进行物理实验探究，使课堂上僵化的理论融化于丰富有趣的实践中， 切切实实推进探究式教学模式的运用， 不断提高物理教学的实效， 全面提高物理教学质量，促使学生得到全面健康的发展。

【关键词】校本课程;树式课堂;实验探究;问题

《义务教育物理课程标准》指出：改革以书本为主，实验为辅的传统教学模式，提倡多样化的教学方式。作为新课程改革的实施者，教师如能充分地利用学生生活上的各种感知，倡导学生积极参与、乐于动手，培养学生获取信息的能力，不仅能够激发学生强烈的求知欲，还能培养其良好的思维习惯和创新探究能力，全面提高学生的知识水平与素质能力。2020年汕头市初中学业水平考试首次将实验操作考核成绩纳入中考分数，充分体现了实验教学的重要性。但由于课堂时间的限制，有些实验无法在课堂上完整展开，这时，校本课程便成为开辟实验教学的一方沃土。那么，如何才能更有效地把物理实验教学引入到校本课程中去呢？结合近几年的教学实践，我认为可以借助树式课堂开展。

一、树式课堂的内涵

新课标主张在研究中学习，引导学生深入分析和思考，使学习成为一个探寻意义、获得意义的过程，而不是平铺直叙、面面俱到的。很多学生在学习物理的过程中，会有这样的困惑：学习的知识越多，解决问题时反而越纠结，不知道应该用哪个知识点或是哪个思路去解决问题，究其原因就是学生没有领会好物理知识的内涵和外延，没有通过树式化的思维发散，把核心知识点和零碎的知识点整合起来，形成系统性的知识网络。所以，教师如能通过树式课堂的引导，让学生对所学的物理知识进行多层次的探索和实践，学生就容易形成树式化的知识系统。校本课程中，我们希望课堂的展开是立体式、螺旋上升式的，这就需要在课堂中多层次、多角度地切入问题，让学生能够将已有的知识迁移到新的问题和情境中，解决实际问题。而物理实验教学不仅要求学生学会实验操作步骤，更要求学生能够以科学理论去判断和解释观察到的实验结果，同时，在主动探求物理规律的过程中，通过创新思维的培养，充分发挥知识的拓展与迁移，不断提高探索物理知识的能力，全面提高自身综合素质，以上这些，都与树式课堂的特点不谋而合。

二、基于树式课堂的实验链设计

1.思维初探，亲身体会

以《发电机和电动机的制作与探究》为内容的校本课程为例，教师可以先通过对“电磁感应现象”及“磁场对通电导线的作用”进行复习，让学生动手操作图1和图2实验，观察实验现象。由于学生在物理课堂上对实验理论以及实验现象已经有了初步认识，教师可以借此为起点，让学生认真观察现象并记录数据。通过总结以上两个实验，回顾并归纳出①产生感应电流的条件：导体做切割磁感线运动，做切割磁感线运动的只能是闭合电路的一部分导体;②磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到力的作用，且力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，只改变磁场方向或电流方向通电导线受到力的方向改变，如果改变电流方向和磁场方向则受到力的方向不变。学生在动手操作实验的过程中，即巩固了已有的知识，又为接下来发电机和电动机器材的组装打好基础。

2.深度思维，挖掘本质

“电磁感应现象”及“磁场对通电导线的作用”这两个实验是电磁学的经典实验，在校本课程中，我们希望“传统实验有新意”，教师应该将学生置于探索者的位置，提供不同的实验器材，以知识的层层递进，引导学生自行设计实验过程，开发拓展性思维，在实验中亲身体验。在这个过程中，学生不知不觉能获取对应的知识点，这些知识点会促进课后的学习更深入、更持续、更有价值。例如，图3、图4是发电机和电动机的半成品模型，里边有很常见的马达，学生通过动手连接各个元件，更深一步地弄清了实验的原理，如将图3的灯座换成发光二极管，改变手摇发电机转动的方向，观察二极管的发光情况;将图4电源正负极对换，观察小风扇转动的情况。与此同时，学生还能根据手头上的器材元件，进行更深一步探究，比如让发电机发出来的电使电风扇动起来（图5），让发电机发出来的电使电铃响起来（图6）。对于学生来说，能将电与磁的知识点综合应用，自然也就获得了探究的成就感，学习兴趣提高了，不断探索的精神也得到了强化。

3.思维拓展，迁移知识

由于国家课程的局限性及学生的个性差异，有些教学环节无法在课堂上完整展开。校本课程大多属于实践性课程，如能以校本课程为平台，开展树式课堂教学，就能拓展学生的思维，学到的知识也能在多彩的实验中开枝散叶，开花结果。

现代社会提倡节约、环保、绿色和健康，教师可以将实验操作任务的难度再提升一点，引导学生通过自行车发电给一些设备供电，如以“发电自行车车灯”为例（图7），通过图解及学生已学过的电磁感应现象，让学生了解到发电自行车无非就是在自行车的车轮上安装上一个

“摩擦发电机”，接触时依靠轮胎转动带动马达发电，实现将自行车的机械能转化成电能。教学任务是让学生根据学过的知识，再结合实际生活，利用身边的各种小器材，将自己的自行车改装成小型发电机。在教学过程中，教师不应直接给出组装方式，而是让学生拓展思维，自行设计组装方案，解决问题，如：发电马达要安装在车轮的哪个位置上？如何固定马达？什么角度能够让车轮转动时带动马达转动？马达跟车轮接触的位置要用什么材料等等，在解决这些问题的过程中学生可能还会提出：轮胎不转时马达不工作，车灯不亮。在实际生活中，发电自行车的车灯在使用过程中是可以持续亮着的，那么如何使得自己改造的发电自行车車灯能持续亮着，如何在不需要使用车灯的情况下将马达产生的电能储存起来，这将是学生们进一步思考的问题。同时，教师还可以引导学生将发电机与电动机的知识点整合起来，让发电机发出的电带动电动机使小电风扇转动起来（图8）。另外，根据能源与可持续发展内容，教师还可通过适当提醒，让学生意识到可以在自行车上安装太阳能电池板（图9），这样在太阳下即使不骑车也能发电，或是在自行车上安装风能发电装置，当骑车时或有风时也能通过风能发电，同时把电能与转动车轮产生的电能储存起来，实现能量的转化，整个操作过程，学生经历从失败到成功，形成“发现”到“再发现”或“重新发现”思维模式，学过的知识也得到了良性迁移。

三、总结与反思

实践表明，树式课堂对于拓展学生的思维能力具有重要的作用，它要求学生更深入地去思考，更大胆地去想像，学会将旧知与新知联系起来，系统地理清知识间脉络，更关注核心知识的应用和分析，构建自己的知识体系，而不仅仅是知识的记忆和习题的解答。同时，校本课程是学校教育的大西部，是深化当前教育教学改革的一方沃土，其开发的潜力和价值与日俱增。教师如能把树式课堂这棵大树栽到校本课程这方沃土上，以实验教学勤加浇灌，巧用各种情境问题作引导，让学生充分发展探究能力，培养科学态度和科学精神，那么，深化教育改革，全面提高学生素质，提高学生的科学素养，将不再是一句空话，而培养出实践和理论相结合的新时代合格人才也必将可期可待。