課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的模式與程序

PAGEPAGE6課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的模式與程序徐中勇（臺(tái)州初級(jí)中學(xué)浙江省臨海市31700）課堂演示實(shí)驗(yàn)，是在課堂上主要由教師操作，并通過(guò)教師的啟發(fā)引導(dǎo)，幫助學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察思考，以達(dá)到一定教學(xué)目的的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。因此，演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果并不僅僅取決于實(shí)驗(yàn)本身（實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯霈F(xiàn)預(yù)期的物理過(guò)程和現(xiàn)象），還取決于教師主導(dǎo)作用的充分發(fā)揮。而主導(dǎo)作用能否充分發(fā)揮，不僅取決于教師自身的實(shí)驗(yàn)技能和教學(xué)的基本素質(zhì)，還取于教師對(duì)演示實(shí)驗(yàn)所采取的教學(xué)策略以及對(duì)教學(xué)過(guò)程（程序）的設(shè)計(jì)。一、課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)思路：第一，必須選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，確定方向。第二，必須選擇能夠達(dá)到這些目標(biāo)的教學(xué)策略。第三，必須選擇能實(shí)施和實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)策略的教學(xué)手段和方法。第四，必須選擇適當(dāng)?shù)氖侄魏头椒▉?lái)評(píng)價(jià)和檢查所做的工作。在上述設(shè)計(jì)的基本思路中，確定怎樣的教學(xué)策略是關(guān)鍵。作為教學(xué)策略的一部分，運(yùn)用怎樣的教學(xué)模式是至關(guān)重要的。教學(xué)模式不僅直接決定了教學(xué)過(guò)程的結(jié)構(gòu)，而且還決定了教學(xué)活動(dòng)的基本程序。引入實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)論思維觀察結(jié)論觀察結(jié)論引入實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)論思維觀察結(jié)論觀察結(jié)論觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)論思維實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論思維實(shí)驗(yàn)結(jié)論AB在這個(gè)教學(xué)模式中，實(shí)驗(yàn)操作是基礎(chǔ)；而教師的操作又必須通過(guò)學(xué)生的有效觀察而起作用，觀察是關(guān)鍵。思維不僅是得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論之必需，而且還可提高觀察的各種品質(zhì)、提高觀察的質(zhì)量，可使操作更具目的性和條理性，思維是核心。例如：浮力的大小與哪些因素有關(guān)?！案×Φ拇笮∨c哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，可以作為“阿基米德定律”實(shí)驗(yàn)的前置實(shí)驗(yàn)，以引出“浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積和液體的密度有怎樣的關(guān)系”這一研究課題。實(shí)驗(yàn)引入操作：將掛在彈簧秤上的長(zhǎng)條物體慢慢浸入水中觀察：物體逐漸浸入水中，彈簧秤讀數(shù)逐漸減小思維(分析)：……排開(kāi)水的體積逐漸增大。……浮力逐漸增大觀察結(jié)論：……浮力的大小與排開(kāi)水的體積有關(guān)思維(分析)：實(shí)驗(yàn)對(duì)液體沒(méi)有特殊要求…實(shí)驗(yàn)引入操作：將掛在彈簧秤上的長(zhǎng)條物體慢慢浸入水中觀察：物體逐漸浸入水中，彈簧秤讀數(shù)逐漸減小思維(分析)：……排開(kāi)水的體積逐漸增大?！×χ饾u增大觀察結(jié)論：……浮力的大小與排開(kāi)水的體積有關(guān)思維(分析)：實(shí)驗(yàn)對(duì)液體沒(méi)有特殊要求…對(duì)其他液體結(jié)論也應(yīng)如此實(shí)驗(yàn)結(jié)論：……浮力的大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān)①②③④⑤⑥最后，將對(duì)各因素研究的結(jié)論進(jìn)行歸納、綜合，得到實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)論（如圖下圖所示）。1.1.……浮力的大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān)2.……浮力的大小與……有關(guān)3.……浮力的大小與液體的密度有關(guān)n.……浮力的大小與……無(wú)關(guān)思維思維（歸納、綜合）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體所受浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積以及液體的密度有關(guān)二、課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的基本程序演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)（軟件）設(shè)計(jì)一般需經(jīng)過(guò)選題與實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)制訂、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與選擇、局部設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)、方案評(píng)價(jià)（以及試教與修改定型）等階段。設(shè)計(jì)的一般程度如下圖所示。1.選題1.選題2.制訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)3.設(shè)計(jì)與選擇實(shí)驗(yàn)方案4.決定教學(xué)策略、總體構(gòu)思5.確定局部課題6.局部設(shè)計(jì)7.確定總體設(shè)計(jì)方案9.試教11.定型（可實(shí)施）否否選題與實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)制訂實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與選擇局部設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)試教與修改定型是是 1、選題根據(jù)課堂教學(xué)的目的、要求和內(nèi)容，確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)課題。2、制訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)簡(jiǎn)單地講，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)主要著眼于：（1）知識(shí)（物理基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)研究方法等）；（2）能力（觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)操作能力等）；（3）個(gè)性、素養(yǎng)（興趣、動(dòng)機(jī)、態(tài)度、習(xí)慣等）。3、設(shè)計(jì)與選擇實(shí)驗(yàn)方案一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往可以有不同的實(shí)驗(yàn)方法。選擇實(shí)驗(yàn)方案的依據(jù)主要有：（1）所選課題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求、?nèi)容；（2）演示實(shí)驗(yàn)（硬件）的基本要求（如：目的性、科學(xué)性、簡(jiǎn)便性、明顯性、趣味性等）；（3）學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備情況；（4）學(xué)生的情況（物理知識(shí)、接觸過(guò)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能、思維與生理心理特征等）；（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)間和教學(xué)所允許的時(shí)間；（6）是否與實(shí)驗(yàn)體系和演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系相協(xié)調(diào)。4、進(jìn)行總體構(gòu)思根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和所選實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)或選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，建立（選擇）教學(xué)模式（結(jié)構(gòu)模式）；對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行總體構(gòu)思，決定主要的教學(xué)環(huán)節(jié)和大致的教學(xué)程序。5、確定局部（子）課題根據(jù)所選定的教學(xué)策略（及總體結(jié)構(gòu)模式），逐一分析實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，分析學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，分析判斷學(xué)生在觀察與思考時(shí)可能產(chǎn)生的問(wèn)題和困難。在此基礎(chǔ)上確定教學(xué)過(guò)程中需重點(diǎn)解決的若干局部（子）課題。6、局部設(shè)計(jì)對(duì)確定的各子課題分別進(jìn)行分析，初步定下在實(shí)驗(yàn)、觀察、思考等方面的相應(yīng)對(duì)策。如分析：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)顯示（或測(cè)量）什么？重點(diǎn)表演什么？表演時(shí)應(yīng)注意什么？（2）指導(dǎo)觀察時(shí)，應(yīng)指出什么？交待什么？提醒什么？指導(dǎo)什么（觀察方法）？得到什么觀察結(jié)論？（3）啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極思維得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)，應(yīng)講解什么？提問(wèn)什么？討論什么？啟發(fā)什么？分析歸納什么？怎樣從觀察結(jié)論得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論？實(shí)驗(yàn)結(jié)論應(yīng)是什么？等等。初步確定所要采用的教學(xué)手段與教學(xué)方法，初步確定具體的實(shí)施方案。7、確定總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)總體構(gòu)思，將局部設(shè)計(jì)方案匯合、串接，接整、加工成為一個(gè)完整的總體設(shè)計(jì)方案。這里需注意：（1）各局部設(shè)計(jì)、各環(huán)節(jié)的“接口”（過(guò)渡、銜接）須自然、恰當(dāng)。（2）教學(xué)方法和教學(xué)手段的選用須與演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相融洽、與實(shí)驗(yàn)操作相配合，并以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)操作為中心。在圍繞一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)中，教學(xué)方法和教學(xué)手段的種類不宜用得太多。8、評(píng)價(jià)根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，對(duì)總體方案進(jìn)行必要的評(píng)價(jià)和判斷，看其能否達(dá)到擬定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，如沒(méi)達(dá)標(biāo)，則須從第3步開(kāi)始重新設(shè)計(jì)（或修改）；如達(dá)標(biāo)了，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)通常可算完成了。就完整的設(shè)計(jì)而言，還要進(jìn)行試教（試驗(yàn)），根據(jù)試教的情況再進(jìn)行評(píng)價(jià)、修改、定型。例如：“保險(xiǎn)絲作用”的演示1、課題：保險(xiǎn)絲作用的演示2、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（1）便于模擬（如燒）、便于對(duì)比（如沒(méi)有、有保險(xiǎn)絲的后果）；（2）便于更換保險(xiǎn)絲；（3）便于進(jìn)行短路操作；（4）操作安全。為此，初步選擇如圖上所示的實(shí)驗(yàn)裝置（示教板）。圖中A~H為接線柱，M~Q為香蕉插座（另備兩根香蕉插頭連線），L為6~8V的汽車燈泡，G，H之間連接一根電爐絲，C，D和E，F(xiàn)之間可連接銅絲和保險(xiǎn)絲等。4、確定教學(xué)策略、建立（選擇）教學(xué)模式和總體構(gòu)思（1）利用真實(shí)+模擬的方法和對(duì)比演示的方法，形象、直觀地表明保險(xiǎn)絲的作用。（2）利用演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，通過(guò)生動(dòng)、明顯的演示，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全面、細(xì)致的觀察，并配合簡(jiǎn)明的講解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行形象的思維，以建立清晰的物理圖像，得到直觀（理性的具體）的結(jié)論。（3）實(shí)驗(yàn)的主要程序應(yīng)依次說(shuō)明：①電路中沒(méi)有保險(xiǎn)絲……怎樣？②電路中有了保險(xiǎn)絲……怎樣？③為什么要選擇一定規(guī)格的保險(xiǎn)絲？④保險(xiǎn)絲能用銅絲代替嗎？5、確定局部課題從演示效果和學(xué)生可能產(chǎn)生的問(wèn)題來(lái)看，可確定下述子課題：（1）怎樣模擬電流過(guò)大后電線（電器、設(shè)備）被“燒”？（2）怎樣讓學(xué)生看清保險(xiǎn)絲斷？（3）保險(xiǎn)絲為什么能“保險(xiǎn)”（容易斷）？（4）保險(xiǎn)絲是怎樣熔斷的（過(guò)程怎樣）？（5）為什么要選用合適規(guī)格的保險(xiǎn)絲？6、局部設(shè)計(jì)對(duì)上述各課題，可分別進(jìn)行局部設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)述）。（1）在半根電爐絲上擱上數(shù)層“∧”形塑料紙（用夾子夾住塑料紙下邊）。這樣，當(dāng)大電流流過(guò)時(shí)，半根電爐絲逐漸變紅，另半根上的塑料紙逐漸冒煙、燃燒。（2）在保險(xiǎn)絲上掛標(biāo)志物：若保險(xiǎn)絲紅、掛件垂；保險(xiǎn)絲斷、掛件掉下。（3）加輔助實(shí)驗(yàn)說(shuō)明保險(xiǎn)絲：①電阻率大（實(shí)驗(yàn)方案略，也可直接用電阻率表上的數(shù)據(jù)來(lái)比較）；②比熱小（可從固體比熱表上的數(shù)據(jù)大致說(shuō)明）；③熔點(diǎn)低（可用酒精燈或火柴燒，也可對(duì)物質(zhì)的熔點(diǎn)表上的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較說(shuō)明）。圖7-6由此可（大致）說(shuō)明保險(xiǎn)絲為什么易斷（關(guān)鍵詞）：電阻大、易發(fā)熱，比熱小、易升溫，熔點(diǎn)低、易熔斷。圖7-6（4）將裝置中一盞燈改為并聯(lián)數(shù)盞燈（如圖右所示）：逐漸增加并入燈數(shù)保險(xiǎn)絲逐漸變紅……直至熔斷。（5）對(duì)比演示：粗保險(xiǎn)絲……不斷……細(xì)銅絲……斷……進(jìn)而說(shuō)明之。7、確定總體設(shè)計(jì)方案（這里綱要性說(shuō)明大致程序）（1）沒(méi)有保險(xiǎn)絲（或用一般銅絲和鐵絲代替保險(xiǎn)絲）……（短路或過(guò)載）……“燒”……（2）有了保險(xiǎn)絲……“斷”（起保護(hù)作用）。（3）保險(xiǎn)絲怎樣熔斷的（過(guò)程）。（4）保險(xiǎn)絲為什么能起“保險(xiǎn)”作用（容易斷）。（5）為什么要選用合適規(guī)格的保險(xiǎn)絲（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）……怎樣選擇……（6）家庭電路保險(xiǎn)盒、閘刀保險(xiǎn)絲