边教边做实验及教学

谢云 王爱生

边教边做实验，也叫随堂实验，又称协同实验、并进实验。边教边做实验是在课堂教学过程中结合教师讲授的新知识，由教师提议学生亲自动手操作，是学生操作与教师讲课协调活动的一种课堂实验教学方式。由于边教边做实验具有灵活性、即时性、操作性等优点，不仅使课堂教学氛产生了愉快，而且让学生能体验知识经由。因此，边教边做实验是物理教学中最受欢迎的一种形式多样、内容丰富的实验教学形式。

一、边教边做的价值

如果说，演示实验更多的是注重实验现象的彰显和观察，而学生分组实验更多的是在意学生亲自体验而形成操作技能，那么边教边做实验把上述两者的优点有机地结合起来了。

1. 改变学习方式，促进主动学习。随堂实验能改变了传统的老师讲知识或画实验的做法，能充分地满足学生好动的天性，从而能发挥学生学习知识的主动性，实现在“玩”中学习或在“做”中学习，避免了单一讲授学习的方式，实现了教学方式多样化，能够随时动手操作，也能培养学生利用实验解决问题的意识和能力。

2. 丰富实验内容，彰显实验基础。物理以实验为基础的科学。若能抓住“观察”和“实验”这两个基本特点进行物理教学，符合学生的学习规律。因此，我们以实验为载体呈现物理知识，有利于知识的“直观化”、“形象化”、“游戏化”、“生活化”。同时，物理随堂实验教学是增加学生动手操作的机会，采用这种边教边实验的方式，有利于提高学生的观察、实验和探究能力，体现了物理是以观察和实验为手段的科学。

二、边教边做实验的特点

由于边教边做实验是在课堂上进行，这就涉及到教学环境没有实验室那么方便、器材上没有实验室丰富，时间上没有那么充足，更重要的是物理知识上还没有掌握的时机。因此，这类实验除了与其它实验一样有物质性、互动性外，还有如下特点：

1. 简单性，易于准备。边教边做实验是在课堂上就能够实现的一个小实验。因此，无论是结构上、还是组装上以及操作上，都应该是易操作、易制作或易掌控的效果明显的实验。如，学习“浮力”时，我们让学生做盐水浮鸡蛋的实验，来验证浮力大小与液体的密度有关。温度计使用学习时，给每一位学生发放一支温度计，让他们观察量程和分度值以及温度计玻璃泡、液柱等。

2. 即时性，易于操作。边教边做实验，有时为了验证教师所授知识或自己猜想的问题。为了证实理论或假设的正确性，还能满足学生的好奇心，又不能让学生等待过长时间，让教师讲和学生做能同步进行，不需要太长的准备和操作，有利于实现双边活动的有效性。如，摩擦做功内能增加时，教师让学生双手相互揉搓，让学生感受到手有一种热的感觉。

3. 自主性，易于控制。边教边做实验是教师边教、学生边学边做的实验。自主性，首先主要体现在，实验是学生自己亲自做的。其次是学生为了验证理论或假设，可以按着个体的意愿，自己设计、自己组装、自己操作，能充分体现学生学习上的自主建构知识、自主体验等认知心理过程。因为是个体自主操作，所以在操作上不需要合作和教师过多的指导容易自己控制。自己动眼、动脑、动手、动口（以下简称“四动”）去获取知识，培养学生用实验方法探索物理知识的能力。

4. 缄默性，易于潜移。学生操作体验的内容，往往是不能用语言真切表达出来的。如，思维、情感、技能等，只能意会，不能言传的。但这些收获的“东西”、潜在意识蛰伏于内心深处，在未来的某一时刻，相遇某一个情境，它会被唤醒与激活，以一种更明晰的状态发挥着作用。如，操作后的技能“自动化”的前期能力等。

5. 娱乐性，易于兴奋。教学方法和学习方法单调时，学生的注意力容易疲劳，失去兴趣。或太抽象知识的学习也会使学生容易产生厌倦。如果这些依据授课内容，实施边教边做小实验，会让学生兴奋起来，从而提高学生的学习效率，也容易使教师的主导作用和学生的主体作用得到充分发挥。

三、适合边教边做的内容

适合的方法，只有用于适合的内容，才能发挥最大的效益。那么，适合边教边做实验的内容有如下几方面：

1. 语言表述不易理解的问题。学习一定质量的气体与体积的关系时，教材按排一个封闭注射器内的空气，然后老师用手向外拉动活塞时，说手受到向里的力，表明注射器内的气压小于外界大气压。用手向内压注射器时，手感受到向外的力。这表明注射器内的压力大于外面的大气压。这个感受靠教师的叙述，学生无法理解。若每一个学生或同桌备有一个塑料注射器自己操作一下，就有真实直观的体验了，就会很好的理解气压与体积的关系了。

2. 验证教师所述的事实是否正确。学习是一种间接的接受学习，因此，物理课本中很多知识和规律以结论或事实文字形式来呈现的。如，讲光是沿直线传播的物理事实，可让学生做手影的小实验；摩擦做功提高物体的内容，让学生摩擦双手的热来体验；反射光路是可逆的，让学生拿出自己带的小镜子，通过镜子相互观看。这些通过实验都能得到验证是正确的事实。

3. 初次学习和使用一般仪器。物理的仪器和工具，一般刻度都比较小，远处不易观察到刻度及结构。同时，物理仪器和工具，不仅用于科学实验测量，还有着自身的科学美。因此，每学习一个物理仪器或用具时，学生都抱有十分好奇和操作的欲望，如天平、卡尺、温度计、电表、滑线变阻器、灯泡、灯座、电压表、多用电表、滑动变阻器等。

4. 靠观察不易体会到的实验现象。有些实验老师演示时，学生只能靠观察到的现象来思维来体验，不能真实感受到存在。如，学习弹力时“在弹性限度内，弹簧所受到的拉力越大，弹簧伸长越长”的道理，若靠观察理解就不如每个人将自己带的弹簧拉一拉，靠手受的力就会很好体验到的。

5. 平淡的、浅显的知识游戏化。有些知识比较浅显，不用过分强调就会习得的，因此学生往往会失去学习的兴趣，这时我们挖掘一些实验，使知识学习游戏化，这样就在娱乐中学习了如重力的方向，竖起向下，可让学生自由下放一些小的学习用具，如橡皮等，让学生通过自己的小实验来观察体验重力的方向。

6. 可见度不高，近处观察的现象。零距离观察，有利于增强学生对实验现象的感受。在课堂演示教学中，有些实验现象只有教师和前排的一些学生能观察清楚，多数同学只能留下影影绰绰的印象。边讲边实验拉近了学生与实验的距离，零距离的观察会使学生对实验的“音容色貌”有更强烈的感受。如，用弹簧秤研究浮力大小的实验，由于弹簧秤刻度小，稍后一点的学生就看不见了，我们同桌发放一个弹簧秤来研究就比较容易观察读数了。

7. 学生易产生错误观念的问题。有些物理知识受前经验概念影响形成错误的认识。我们就要结合上课的讲授通过实验来冲破错误的认识。如，学习压强知识时，学生认为一个物理所能承受的破坏的物理量是力的大小。这时我们把图钉按在橡皮上，使图钉的钉尖露出。将没有露出钉尖的放置在气球上，气球完好；若露出尖的放置在气球上，气球会被扎破的。这说明橡皮怎么放置其压力不变，但受力面积不同，产生的压强也不同的。

8. 需要建立感性认识的物理量。有些物理量比较抽象，生活中不易观察和体验到。这些让学生感受一下这些物理大小。如，1牛顿的力有多大？1帕斯卡的压强有多大？通过实验让学生对一些生疏的国际单位获得真实的体验，从而产生数量感的能力。

四、随堂实验的注意事项

1. 不能用边教边做实验代替演示实验和分组实验。在物理课堂教学中，不能为了边教边做实验，把演示实验和分组实验都变为边教边做实验。这是因为每类实验都有它自身独特的实验教育功能：演示实验重点在培养观察能力和丰富的表象以及有示范的功能，而分组实验有它“系统”培养操作技能及学生合作和严肃认真的科学态度。

2. 深入备课开发适合的边教边做实验。边教边做实验有其自己独特的功能，因此我们要认真备课，结合物理知识以及有关的教育心理学等知识，挖掘开发合适这类实验的装置，使课堂教学充满愉快而欢乐的课堂气氛。让学生有更多的实验操作与体验的机会，有效地培养学生的科学实验素养以及提高课堂教学效果。

3. 充分利用生活用品来实现边教边做实验。实验是借助物质才能实现的一种教学方式。因此，实验资源的丰富与否是决定着边教边做实验的最重要因素。只要我们有课程资源的意识，习得设计自创性实验或自制教具的本领，那么就会创造出适合课堂教学的边教边做实验。我们的经验主要是利用生活资源。生活资源包括学具、玩具、炊具、家用电器、人体、自然界等，一切用于物理实验的物理，均是我们开发挖掘利用的有用资源。有的生活用品可以直接应用。如用圆柱形的铅笔做摩擦实验（让铅笔在物理课本上滚动和滑动）。有的稍加改动后应用。如饮料瓶切割成一个容器，用金属牙膏盒来探究物体在水中的浮沉条件。

4. 边教边做实验也需要指导和总结。由边教边做实验虽然是操作上简单，但有时也要指导，这是因为物理的每一个操作都有它自身的技巧。如，将饮料瓶充满水、拧好盖后倒放在桌面的纸上。当我们用手抽拉纸而饮料瓶不倒来演示物体具有惯性的实验时，操作需要的技巧迅速拉动纸片。若不指导，操作能力差的学生尝试多次都不会成功的。边教边做实验，由于学生喜欢操作，因此指导注意都放在“玩”上了，当学生把实验操作完了，教师要及时地进行提问、分析、归纳、总结。这样，边教边做实验才能成为我们教学过程中的有利武器，否则学生会空空如也，没有什么收获。因此，教师需精心设计教学过程，合理安排实验时间，使学生始终处于边实验、边观察、边思考、边总结的主动学习状态中和教师的有序控制过程中。