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反思快节奏实验教学的理性缺失
摘要：物理实验教学在课改一线得到了广大教师的重视。但部分教师在常态课中实验教学的节奏很快，本文列举了一些案例，阐述了快节奏实验教学的原因，并从新课程三维目标的视角探讨了快节奏实验教学的理性缺失，旨在为物理实验“过程教学”积累一些经验素材，实践“教育是一门慢的艺术”这一教学理念。关键词： 实验教学 快节奏 理性缺失 过程教学
物理教学的关键在于物理实验教学，没有人会对此怀疑。物理实验引起了广大物理教师的重视，无论是公开课，还是优质课，都会有很多富有创意的实验为课堂增添色彩。新课程改革的初衷在教学一线得到了体现。但部分教师在常态课中实验教学的节奏很快。例如：
案例1 实验课的课题是“探究小车的速度随时间变化的规律”，教材这样叙述：“这一节我们用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，看看小车的速度是怎样随时间变化的”。一位老师直接给出了教材的装置图，而后拿出演示装置，依据实验的要求，打出了几条纸带，用直尺在视频展示台上测量了位移数据，叫学生记录在课堂学案上，运用瞬时速度的测量方法，计算出几个点的速度，画出了t图象，还用计算机绘制了t图象。课本的正文教学结束了，老师开始要求学生做课后的图象描述题。
观课教师发现几个成绩好的学生在一个没有坐标标度的t示意图上描了一条直线。课后交流，学生说老师的数据很准，前后两个速度差值几乎都一样，肯定是直线。再问他们有什么收获，答曰：“就是上一章用打点计时器测量瞬时速度，只不过上次的图线不是直线，而这次是直线”。
点评：从学生的评价我们可以看出，该教师的预设内容是学生已经掌握的，那么从教学的有效性出发，该实验的教学是无效的。教师是实事求是的，没有捏造数据，知道在视频展示台上测量，让学生感知实验是真实的。实验的节奏快了，缺少了实验方案设计，变成了简单的实验器材操作，实验教学的中心转移到了数据的处理和结论的归纳上来了，缺少了“物理味”。
案例2 一教师上“自感现象”，教师先点题“今天我们学习一种新的、特殊的电磁感应现象”，然后给出通电自感电路图，展示成品实验器材，接下来交待学生观察实验，完毕后给了一些相关的问题讨论。同样的处理方法，完成了断电自感的教学，很快进入了自感现象的总结和归纳。
课后，观课教师调查学生，问“什么是自感”，学生回答“我也不知道怎么说，反正闭合开关，一个先亮一个后亮，就是通电自感，断开时先闪亮一下再熄灭，就是断电自感”，叫几个学生画出通电自感和断电自感的模型电路图，几乎没有人能画出。
有一个共识，“没有其他的课型能比实验课更受学生的喜欢”，值得我们反思的是，为什么我们的学生热心用眼看实验，喜欢动手做实验，到了高三又怕实验呢？是不是我们实验教学的节奏太快，重视实验的知识价值而忽略了实验的教育价值。
一、快节奏实验教学的原因分析
课堂实验教学节奏快，尤其在常态课中，分析起来有以下原因：
1、教学引课“花”的需要。现在的教学理念是“为学生的学习服务”，为了达到这种效果，教学中要以学生为中心。根据认知心理学的“信息刺激加工理论”，教学必须引起学生的注意，故做一些快节奏的物理实验为引课服务。
案例3 “外力作用下的振动”教学，一位教师上课开始后，用mp3为很小的扩音喇叭输入音频信号，结果声音很微弱只有前排的几位学生能听到有声响。然后将喇叭的纸盆面贴在面积约为0.5平方米的轻质泡沫板上，结果泡沫板振动发声让所有的同学都能感受到声响，由此引入了外力作用下的振动。而后整节课与这个实验无关。
2、教学时空的限制。根据教学指导意见，高一高二的物理课时分别为3节和5节，基本不会连堂，要求教师必须在45分钟时间内解决问题。考虑到课堂教学的结构完整，容易在实验教学这个环节上压缩时间，因为实验的不可控因素很多，如果让学生自由发散，就会脱离教学主题。另外，物理课堂教学基本上在教室完成，演示实验不完成，不把实验器材清理带走，下一节课上课的老师会受到影响，因此受到了空间的局限。
案例4 一教师上“抛体运动的规律”，先用平抛竖落仪验证了平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动，而后为了证明平抛物体在水平面上的运动是匀速直线运动，用摄像机现场采集了平抛物体和匀速直线运动物体的对比视频。如图所示，师生合作架设装置，处理影像，由于学生操作的不稳定性，浪费了一些时间，最后得到了一个相对较好的视频。采用慢镜头处理，快要得出结论时，一个同学站起来说，“老师，如果平抛物体在水平方向上做匀加速运动，根据Δx=aT2，由于视频间隔的时间T极短，平方就更小了，以至于我们在图像模糊的情况下无法察觉相同时间内位移的差别”。就在这时老师发现课堂剩下的时间不多了，以“这个问题我们下节课再讨论”回避了学生的疑惑，然后将抛体运动的位移规律，速度规律总结出来，练习了一道习题草草收场。
点评：物理教育旨在培养学生的科学精神，提高科学素养，“质疑”是传统应试教育所缺失的，这个学生的批判精神和主见意识不正是我们这个民族需要倡导的，仅从这点上看，该教师的教学预设不足。教学以学生为中心，师生之间需要情感互动，那么老师“冷冰冰的回击”伤及学生的感情，打击了学生的学习积极性。
3、有效课堂教学的认识不到位。现今的时代以“快”论英雄，现在提倡有效课堂教学，认为有效就是简单的“高效率”，即在规定的教学时间完成尽可能多的教学容量，确保教学进度。让概念课、规律课、方法课在较短的时间内完成，用较多的时间上习题课，复习课，考试，借以提高学生的成绩，表征教学行为“高效”。这种认识，借用现代企业流水线生产的效率概念，而忽略了教学本身的效益——“给学生提供充分的科学探究机会，让学生通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的曲折和乐趣，发展科学探究能力，学习科学方法，培育科学精神，塑造实事求是的人”，它满足不了社会和人对教育价值的需求。
案例5 两位教师同课异构，“测定电池的电动势和内阻”，教师1依据教材的叙述，给了课本图示的三个方案，连接电路，测量实验数据完成了课堂教学，而后要求学生记住关键的电路图并开始套用。教师2从课本的一个例题出发，逐步引导，得出实验的方案，最后总结r=U内/I，共计2 课时。同步检测发现，两位教师的学生在这个问题上并无明显差距，教师1的学生做题更快。1年后，这
些学生到了高三，教师再提及这个问题时，教师2所教的学生在方案设计能力上远好于教师1所教的学生。
教师2设计了如下的“实验原理”设计流程：
①习题式复习：在图1中R1=14Ω，R2=9Ω。当开关处于位置1时，电流表的读数I1=0.2A；当开关处于位置2时，电流表的读数I2=0.3A。求电池的电动势和内阻。
②这道题说明这个电路有什么功能？两个已知电阻能找到替代品吗？对应的表达式怎么列？实验如何操作？引导得出电路图2 ③图2中的电流表测出了回路中的电流，能否换成电压表？得出电路图3 ④外电路满足部分电路的欧姆定律，将图2，图3中的电阻箱用更通用的滑动变阻器替代可以吗？ 得出电路图4，即测定电池的电动势和内阻的“母电路”。
点评：该过程设计的教学，从建构主义的认知角度，让问题处在学生认知的“就近发展区”。体现了“学生原有的知识和经验是教学的起点”这样的教学理念。
4、对实验的认识本身不到位。新课程对实验的定位发生了变化，在以前的思维认识中，实验都是为概念的提出服务，为规律的生成提供数据支持，多是测量性实验，验证性实验，而现在的课程体系，多为探究性实验。例如：验证力的平行四边形定则改为探究求合力的方法。
案例6 一教师上“自由落体运动”，先用钱毛管实验说明了空气的阻力对物体运动速度的影响，得出结论“没有空气阻力物体下落一样快”，定义自由落体运动。而后用纸带系一重物穿过打点计算器测定加速度a=9.8m/s2，马上给出结论：自由落体运动是初速度为0，加速度a=g的匀加速直线运动。剩下的就是公式的书写和习题的演算。
点评：课堂看似十分连贯，但出了一点逻辑问题，一个重物的下落，是个个体实验，个体实验的规律不能简单上升到一类运动的规律。课本明确表述，“改变重物的质量，重复上面的实验”。
二、快节奏实验教学的理性缺失
快速处理课堂实验，经常出现在教师成长的前期，“先是教师做给学生看，后是教师讲给学生听”,将学生置于被动的地位，教师的主导作用和学生的主体地位未能有机结合。教师的成长如同学生学习需要一个过程，本人将快节奏实验教学这个问题从新课程的三维教学目标来考量，因为三维课程目标为课堂教学，尤其是物理课堂教学拟定了一条清晰的“生长线”。观察课堂现象，总结教学经验，反思教学行为，谋求专业发展，是时代对教师的要求，以“反思求进步”一言以避之。
1、知识与技能
物理课堂教学结束后，需要刷新学生的知识结构，掌握一些操作技能，这是教学效果的显性表现。我们现行的教学评价，主要还是体现在学生考试分数，这种评价的单一性，导致教师追求短期目标，希望在较短的时间内积累较多的物理知识，掌握好的技能，能够考个好的分数。要注意这只是教学的一个目标，而非所有目标。教学的功利心理伤及学生教育生命的历程，代价是巨大的，不是一个学生两个学生的问题，而是一代公民，甚至是一个民族的问题。
2、过程与方法
将“过程与方法”纳入教学三维目标，在物理这门学科中获得了得天独厚的展现优势。根据现代教学理论，教学的重点在于调动学生的学习，使学生在教师的指点和引导下主动学习，真正成为主体，我们在实验教学中要重视培养学生的主动探究能力，而学生探究能力的培养与探究过程的展开，探究方法的应用密切相关。
展开实验设计的过程，“延缓”课堂生成案例7 实验的精髓在于控制，所以每次实验都应该向学生讲清怎样进行控制。如平抛物体的运动如何保证初速度在水平方向上？探究加速度与质量的关系，如何确保力不变？（用砝码的重力代替）；探究小车的速度与时间的关系，重力在竖直方向，小车在水平面上运动，通过什么来实现变向？（定滑轮来实现）；力的合成，怎样表征合力和分力同时作用时效果一致？
实验开始，教师要通过一些降低思维台阶而精心设计的问题让学生共同研究和讨论，教师给予适当的启发和点拨，逐步逼近思维“发展区”，使学生感受到是自己通过努力，设计出了实验的思路和方法
案例8 在《电流表的改装》教学设计中，吴加澍老师设计了如下的程序。①将电流表G按电路（a）直接串入，随着电键K短促闭合，电流表指针迅猛撞击过去时，说明原表不能测量较大电流。怎么办？
②有同学提出将多只电表按（b）接入，教师按此演示，结果电表果真保护住了，但灯泡L却不发光了。可见，这种因噎废食的做法不可取。
③有同学提出修正方案（c）。经演示，结果既保护了电表，又不影响用电器正常工作，这才是两全其美的正确方法。
④如果只有一只电表（或从经济、或观察方便角度考虑），怎么办？启发学生得出简化的等效电路（d）。至此，最终完成了电流表的改装。
上述设计，无论是说明原表不能测量较大电流的演示，还是方案（b）的局限，以及方案（c）的可行都因为演示的具体与鲜明给人以很强的美感。本节课还以问题为线索分析原理，做到了实验与思维的有机配合，层层推进，一气呵成，使学生始终处于积极参与的状态，因而具有极强的艺术性。
物理学不仅以其概念、原理和规律揭示了自然界基本运动形式的诸多真理，而且以在建立这种知识体系的过程中升华和发展了的科学思想和研究方法推动科学的继续进步。
案例9：电容概念的得出是高中物理较难处理的一个问题，难在电荷量是不好定量统计的。一位教师在处理这个问题时，拿出了“探究功与速度变化的关系”实验装置图，学生点评，通过增加橡皮筋的条数实现“倍增”，回避了变力做功的计算。在“库仑定律”教学中，学生知道两个完全一样的小球可以将电荷平分，于是引导学生“用带电的电容器与完全相同但不带电的电容器并联，实现电荷量的平分，用数字电压表测量电荷量二分后电容器极板间的电压”，发现了电荷量与极板两端的电压成正比，很好的突破了电容概念的教学。
在教学的过程中除了展现实验的设计过程和实验方法，还可以将学生推到实验专家的高度，让学生为现有的实验器材挑毛病，并给出改进意见。
案例10 探究求合力的方法，最后总采用课本给定的演示方法，在教学的过程中一个同学发现弹簧秤自身重力的影响使得读书有较大的误差，他建议不要将橡皮筋从上往下拉，倒过来，将橡皮筋从下往上拉，让弹簧秤工作在正常的竖直状态。如图所示
点评：课堂上的这种激励和开发行为，极大的鼓舞了学生，提高了学生的积极性，这正是新课程所提倡的。将教学过程转变成为学生的“亚研究”“类创造”过程，使他们在获取物理知识的同时，启迪心智，培育品格。
3、情感、态度与价值观；
通过优化实验过程设计，让实验教学变得浑厚，让课堂教学这个肌体“有血有肉”，此时我们在近一步使实验教学“有情”，那么实验课堂犹如一个“身体健康，人格健全的人”。高中物理课程中，有很多的思维，比如“理想化方法”、“等效替代”、“测量转移”、“放大思想”、“对称思想”，“守恒思想”，通过这些思维的点拨，让学生形成正确的人生观，价值观，世界观，养成“实事求是”的唯物主义观，感染熏陶学生在做人做事的过程中“求真，求善，求美”。一句话，将物理实验提升到物理文化价值高度，是实验教学乃至中学物理教学所追求的最高教学境界。
结束语：实验是物理学的特有文化。教师要重视教学设计，这种设计是实验教学的“过程设计”，详细地说，在实验教学中，教师应通过实验设计的情景或研究的问题，使学生经历问题的探索过程，重复科学家研究中关键的设计步骤，体悟实验的设计思想，掌握仪器的使用方法，提升实验结果的分析能力。力求在教学中，“稀释还原”物理概念的建立过程，“延迟判断”物理规律的生成过程，使学生在这种过程中获得丰富的情感体验，以全面提高其科学素养。参考文献：1、2、3、中学物理教学艺术研究 梁旭 浙江大学出版社 2005/4 中学物理教学参考 陕西师范大学出版 2008/1-2011/3 普通高中物理试验教科书（系列）北京 人民教育出版社
