建构知识   提升能力   培育素养

——高中物理实验深度教学刍议

杨凤楼

（江苏省江阴高级中学，江苏  江阴  214400）

摘要：“以人为本，推进素质教育”是中国教育改革与发展的战略主题。对包括物理实验教学在内的教育改革势必带来一场“深度革命”，如何让物理实验教学真正发挥效能，起到“建构知识、提升能力、培育素养”的价值追求？对此，文章认为在物理教学中实施深度教学是应然之选，并就如何在物理实验教学中实施深度教学提出三方面观点。

关键词：物理实验；深度教学；核心概念；能力培养；全面评价

在教育领域落实《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》，推进教育综合改革之际，物理实验教学如何适应改革新趋势，实现“建构知识、提升能力、培育素养”的价值追求呢？转变物理实验课堂教学形态，实行深度教学是必然之选。

深度教学不是追求教学内容的深度、难度和广度，也不是简单追求课堂教学的高效，而是超越表面现象和表层符号的教学，是意义教学、逻辑教学和反思教学相统一的教学，是注重学生知识建构、能力提升和素养培育的教学。即：深度教学是基于学科的核心概念与关键内容的理解，遵循学科的思维方法与思想价值的教学；是坚持以生为本，是教学与学的关系重心最大可能向学生倾斜的教学；是以学生的学习状态和心智发展水平为主要样态的教学；是引导学生体悟知识的文化义与现实意义，促进其丰富而开放的思考，培育学生精神世界的教学。

根据深度教学的概念及其内涵理解，在高中物理实验教学中实行深度教学，达成“建构知识、提升能力、培育素养”的价值追求，就应该站在学生的角度，依据学生将要去哪儿、怎么去、到了哪三个问题来设定。

1   去哪儿：紧抓核心概念，引导建构知识平台

去哪儿，是对学生某节实验课收获的期许，通过深度教学学生有何成长，集中体现在教学目标和内容的选择。传统的物理实验教学往往着眼于教师上课知识讲解的完整度、着眼于学生课后习题的达成度，以教师的活动为中心，以习题的解答为追求，反映了物理实验教学的霸权性和功利性，造成物理实验教学教师教得辛苦，学生学的辛苦的“双输”局面。

如何将物理实验教学从“双输”变为“双赢”呢？紧紧围绕核心概念展开的深度教学是必然之选。所谓核心概念，美国课程专家里克森认为：指居于学科中心，具有持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或者方法。核心概念的讲解和传授应该是物理实验教学课的重中之中，通过核心概念学习，不仅引导学生体悟知识的文化意义，更关注知识的现实意义，帮助学生唤醒前置知识，构建新的知识网络，构建新的知识平台。

例如：《实验：验证动量守恒定律》的核心概念，就是找出作用之前与作用之后系统的总动量，并进行比较得出结论。实验中涉及到平抛运动、长度测量等知识学生已经知晓，不是本节的重点，所以本节实验应该围绕寻找作用之前与作用之后动量这个核心展开，去设计实验，选择器材，操作实验，数据测量，得出结论。通过本节实验教学，学生掌握了验证机械守恒所需要寻找的核心知识点之后，遇到气垫导轨、单摆等模型时，也能轻松入手。

例如：《实验：用油膜法估测分子的大小》的核心概念，就是通过测量较大量来研究较小量的方法。理解了这个核心概念，就很容易理解实验中为什么要让油酸与酒精混合，为什么要测1ml混合溶液的滴数，为什么要将一滴混合溶液在平静水面充分展开。同时这种测量方法有利于学生的科学思维方法的培养，有利于学生深化对微观世界的认识，提高学生的实验技能和技巧。

再例如：《实验：验证机械能守恒定律》的核心概念，就是验证重力势能的减小量是否等于动能的增加量。所以整个实验的设计就应该围绕如何寻找重力势能的减小量和动能增加量展开。寻找重力势能的减少量，关键在于找出物体下降的高度。寻找动能的增大量关键在于求出初末位置的速度。抓住了核心概念，也就抓住了实验设计、操作的关键点，学生不仅能设计出实验，同时也明白这样设计的原理，真正提升了学生的物理素养，培养了学生的实验能力。在所给器材发生变化时，如没有提供纸带和电源，但提供光电门，那么如何进行此实验操作呢？抓住此实验的核心概念，即验证重力势能的减小量是否等于动能的增加量。照样可以通过上下两个光电门，测出两个光电门的距离，从而得出重力势能的减少量。通过两个测出小球直径和通过两个光电门的时间，得出速度，得出动能的增加量，从而难机械能守恒。

二、怎么去：注重能力培养，创建提升能力机会

怎么去，是深度教学程序的预设与教学方法的采选，用哪些适宜的方法开展深度教学。 “教学有法、教无定法、贵在得法”，教师的教法影响着学生的学法，深度教学的设计其核心必定是促进学生深度学习。物理实验深度教学的设计与教法的采选，应围绕实验希望培养的四种能力展开，即观察能力、探究能力、操作能力、分析能力。这四种能力的培养，在高中物理实验教学最主要的两种形式——演示实验和分组实验中各有侧重。

演示实验是表演性示范实验，教师作为实验操作者，学生作为观察者，教师通过操作实验验证讲授内容的正确性或通过实验现象，抛出疑问，引发学生思考，学生则通过观察实验现象，思考实验过程来掌握物理概念，分析物理规律。演示实验是培养学生观察能力和分析能力的重要载体。在演示实验深度教学中，应该遵循“简化实验装置、突出关键步骤、展现实验现象、留足思考时间”这四个基本原则。结构简单、操作简便的演示实验能够突出关键步骤，便于学生快速清晰观察的重点，在观察和体验现象后，会自然而然地产生疑问，主动去探寻物理规律及原理，在学生思考和分析实验现象的过程中，教师要充分信任学生，不要追求所谓的“进度”而忙于给出“标准答案”，耐心等待，学生思考的时间就是给其培养分析能力的时间，即使分析是错误的，也是一次很好的纠正机会。留足时间让学生思考，也会反过来促使学生下次观察实验时更加认真，提升其观察能力。

分组实验是在教师给出实验目的、讲解实验原理和提出实验要求后，学生以小组为单位，自行设计实验方案，选择合适的实验器材，自主进行实验操作，通过观察、探索、分析未知的物理现象，并得出实验结果的一种实验教学形式。分组实验相比演示实验对学生能力的培养更加全面，要求也更高，特别是对探究能力和操作能力的培养，是演示实验不能比拟的。在分组实验的深度教学中，应明确目标，合理分组，器材多样，尊重事实，精益求精。不给明确任务的实验不能称之为探究实验，在分组实验之前，教师要明确实验的目标，根据此目标让学生根据实验操作上的差异合理分组，以便达到最佳的实验效果。有些学生观察能力强，但操作能力弱，这样的学生就适合与之相反的学生组成一组，合理分组能达到互帮互学，优势互补，全面提高实验质量的目的。为每组学生提供的实验器材应该多样化，让其在设计实验时，有更加广阔的思路，充分发挥其探究能力，打开思维，不至于总是局限于一种思路上。对于实验结果，要实事求是，不能伪造和造假，对于结果中存在的错误要正确分析错误存在的原因，改进实验设计，从而达到对此实验更加深刻的理解。对于实验结果与期望结果有所偏差，即存在较大误差的，应分析误差存在的原因，优化实验结构，追求更加好的实验方法与技巧。

三、到了哪：坚持全面评价，给予启迪智慧反思

到了哪，是对深度教学练习的策划与评价的运用，是对学生学习情况的了解和把握，也是对教学效果的检测，同时也是对教和学的查缺补漏的环节设计，对深度教学的推进有着重要的作用。

对于物理实验教学的练习及评价，不能再停留在作业层面，不能出现物理实验“讲起来重要，教起来将要，考起来不要”的尴尬局面。所谓“讲起来重要”，就是师生都清醒地认识到物理是一门实验科学，是建立在实验基础上的，很多物理规律需要通过实验去难证，很多物理结论需要通过实验去证明，没有实验的物理教学是缺少灵魂的。所以“教起来将要”，就是在物理教学过程中，没有体现实验的基础性和决定性地位，只是根据考纲需要进行教学，考纲没有列出的，上课肯定不讲，没有从培养学生的物理素养出发来思考物理教学，而是从考试需要来决定物理教学。所谓“考起来不要”，就是在完成实验作业和考试实验题目时，不需要实验实际操作的经验，不考察学生实验操作的能力，实验的考察和评价与其他知识点没有差异，没有体现实验特色。在高中学业水平测试中，纳入实验操作过关测试，应该是物理实验教学评价改革的一个重要方向。实验评价就应该看设计思路、操作流程、数据处理、结论分析等等方面，期望通过实际实验操作，使物理实验评价不在窄化为试题作业，而是真正体现学生的观察能力、探究能力、动手能力和分析能力，体现实验教学的独特魅力。同时对物理老师的实验教学评价也就有了新的参考，促进教师在实验教学时真正去“做实验”而不是“讲实验”。

著名的捷克教育家夸美纽斯在他的《大教学论》一书的扉页上写道：“寻求并找出一种教学的方法，使教员因此可以少教，但是学生可以多学：使学校因此可以少些喧嚣、厌恶和无益的劳苦，多些闲暇、快乐和坚实的进步。”深度教学对物理实验教学而言，就是这样的一种教学方法，它会让学生接受实验，乐于实验，享受实验。

参考文献：

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