基于体验性学习的物理教学
——以“压强”一节设计为例

吉林省前郭县蒙古族中学(131100) 王爱生

物理不好学，物理难学。这是很多学习过物理人的切肤之感，也是很多学生学习物理后的一种心理体验。其实，物理是有趣的、物理是美的，甚至可以说物理是浪漫的。而基于自创性实验的体验性物理学习就很好的说明了这一点。所谓物理体验性学习是指在教学过程中依据物理学科教学内容的需要，通过创设教学情境，设计体验的活动，让学生通过体验来生成情感、建构意义、理解知识、发展能力的一种教学的方式。下面用“压强”一节设计来说明，笔者是如何用自创性实验教学来实现创设情境、引发兴趣、产生问题、经历体验、感悟知识、认知内化的。

1 对体验性学习的认识

体验性学习，就是学生通过个体亲自经历实践来获得知识的过程。在这个过程中学生会发现真问题、经历真实验、悟出真道理。使学习过程真正的成为学生与认识客体的之间的“相互作用”，并通过实践(或实验)为中介，引起注意、产生有意义的学习，从而积极主动的构建知识、内化认知。

人类对自然的认知，起初都是通过个体自身的体验、逐步形成经验认知的。从认知的心理活动、教学手段、基本过程来看，体验性学习有如下几方面的特征。

1.1 亲历性

“体验”现代汉语词典解释为：“通过实践来认识周围的事物。”可见，亲历性是体验最本质的特征。正如毛泽东在《实践论》中所说的那样：“你要知道梨子的滋味,你就得变革梨子,亲口吃一吃。”如我们将一只手放入热水中，另一手放入冷水中，感受冷热后，再把手放入温水中，我们就会感受到放在热水中的手感觉到冷，而放在冷水中的手感受到热。只有经过这样的亲历才知道，人的感觉是不同的。

1.2 缄默性

体验是一种特殊的心理活动。因此，体验总是伴随着情感、感觉、知觉、联想、感悟、生成等活动。这种有情感支配下的活动，具有直观性、抽象性、非理性。因此，这种活动有着“只能意会不可言传的”的体验。

1.3 个体性

体验总是以自己的意愿、价值取向、已有的经验等去理解、去感受、去建构，从而生成对事物的独特情感、领悟、意义。由于个体的经验、经历、兴趣、情感等不同，即使是同一物理事件，不同的人总会形成不同的感悟、解释，从而形成不同的体验。如用一次性打火机的压电陶瓷放电器来体验触电时，有人害怕的六神无主、有人兴奋的高声大喊、有人实验后手臂麻木等。

1.4 操作性

体验作为教学手段，既是活动，又是结果。作为活动，它是学生亲自经历某一事物并获得相应的认知和情感。作为结果，它是学生通过亲历亲为获得感悟和经验。因此，物理实验能很好的践行体验的操作性。

1.5 娱乐性

体验是获得情感的一种过程，情感的形成取决于人的感受的积累和感受性的发展。如果没有感受现象，就不存在情感发展的机制，就不会有任何情感经验作为印记留存在记忆系统中。物理实验的操作性和“美丽”现象的刺激，不仅满足学生动手操作的体验欲望，同时还让学生感受到实验现象的魅力无穷。

2 基于体验的“压强”教学设计

杜威说过：“教学绝不仅仅是一种简单地告诉，教学应该是一种过程的经历一种体验一种感悟。”因此，实际教学中只有做到这一点，才能引发学生热爱物理的兴趣，才能做到唤醒、实践、领悟、发展。

2.1 魔术式实验——趣味引入，发现问题

学生学习的问题不是无缘无故的产生，更不能唐突的“空降”。这是因为，人的思维需要一定的教学情境，从而激发兴趣，引起注意，指向学习目标。

学生实验1：教师举起两个已经充好气的气球，提问：“哪位同学能将这两个气球用手挤破。”这时举手的学生特别多，他们跃跃欲试。教师接着提问：“气球被挤破的原因是什么？是你的力量大吗？”可选择一个力量较大的男同学和一个力量较小的女同学进行对比实验，他们各自都能轻松的把气球挤破，但回答气球为什么能被挤破的原因时，他们一致认为，当挤压的力达到一定大时气球就会破。

学生实验2：教师再拿出一个已经充好空气的气球和两块边长是30 cm的正方形木板(表面用沙纸摩擦光滑过，要求男同学用这两块正方形的木板来对夹气球，用力使气球挤破。结果他们使出浑身力气气球也没有被挤破。学生产生了认知冲突，渴望知道原因。

这时教师提问：“气球被挤破的原因是力的大小吗？”此时学生否定了力气大是挤破气球的原因，转而关注到受力面积上。这样一来，学生从错误的经验中走出来，感受到气球被挤破的原因不仅仅与力有关，还与受力面积有关。

演示实验1：为了验证学生的猜想是否正确，教师展示了一个自制实验装置：长方体两面用普通的白纸粘牢。

实验时教师先问：“我把这一块长方体的红砖放在白纸上，白纸能否承受住压力不被破坏？”有的学生说能，有的学生说不能，答案莫衷一是。教师将长方体的红砖竖立放置在白纸上，结果白纸损坏。答对的学生兴高采烈，而答错的学生积极思考为什么。这时教师再问：“红砖放在白纸上，白纸能否承受住压力？”这时回答不能的学生占了多数。教师将红砖平放在白纸上，却观察到白纸能承受住红砖的压力。通过这样的演示，学生对挤破气球的原因，不仅与力的大小有关，还与受力面积大小有关，有了更具体的认识。

2.2 尝试性实验——体验事实，寻觅真谛

压力的作用效果真的与受力面积大小有关吗？学生只有通过自身的实验操作、经历体验、感悟过程才能形成自己的认知结构。为此，让学生做如下体验实验。

学生实验3：让学生从文具盒中拿出笔，用左手中指和右手中指来挤压笔尖和笔尾，比较力的效果。实验后学生反映手指的感觉不一样，从而更加信服力的作用效果与受力面积有关，并初步形成结论：受力面积越小，力的作用效果越明显。

2.3 对比性实验——经历体验，探索规律

物理概念具有抽象性。因此，物理概念的建立要通过对比实验的观察或体验。如图1所示，将3个相同的木块都放在相同的海绵上，第一个木块平放在海绵上，第二是木块在平放的基础上再加一个小的物体来增加压力，第三个木块竖放在海绵上。学生通过观察发现海绵上的凹陷程度不同。

图1 对比压力作用效果图

通过对比实验明确压力作用的效果与受力面积和压力的大小有关，并定性得到结论：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

2.4 趣味性实验——参与实践，感悟知识

在学校节日里有一种游戏——10 s内踩气球，谁踩破的气球多，谁就获得胜利。教学中可利用压强知识设计成趣味性实验——踩不坏的气球。

学生实验4：选取质地较好的4个气球和边长为1 m的正方体木板。首先用打气筒往气球内充入体积大致相同的空气并系好备用。然后将充好的4个气球组成正方形，再把正方形的木板放在4个气球上。最后让一个学生缓慢地站立在上面。为了调动学生的积极性，先让体重较轻的女同学来体验，女同学站立在木板上时气球并没有破裂。再让一个体重较重的男同学站在木板上，气球也没有破裂。

2.5 拓展性实验——惊险实验，彰显力量

用实验彰显知识是深受学生欢迎的一种生动形象的直观教学，也是最好的实证我们的猜想和论点的呈现方式，更能彰显知识的无穷魅力。

演示实验2：赤脚踩钉尖。首先将一个土豆从高处落到钉尖向上的钉子上，学生看到土豆几乎被穿过。随后教师拿出边长为30 cm的正方形木板，将相同的钉子紧密地从一个面穿透木板制成密密麻麻的钉子板。将木板的钉子尖向上放置，然后问学生：“老师赤角站立在钉尖上，脚是否会像土豆一样被穿透呀！”学生担心老师的脚会受伤。当教师赤脚缓慢的站立在密密麻麻的钉子尖上时，脚安然无恙。通过实验使学生进一步理解压强的知识，一个钉子尖受力面积小，压强大；当制成钉板时增大了受力面积，从而减小了压强，力对脚的作用效果不明显。最后强调学生不要在家尝试这个实验。

3 基于体验性学习的教学模式

体验性学习，若以人的生命体验为核心，可将体验性学习划分为5个阶段：入境入神、明心会意、神游怀想、移情忘怀、悦志畅神。再结合上述比较典型的教学设计和实践，提练得到“三阶段五环节”体验性实验教学模式。三阶段指的是认知过程中的不同阶段：感、知、用。 五环节是创设实验情境产生问题→设计自创性实验建构直观表象→自创性实验验证规律巩固升华→应用知识解决相关的实际问题→分析归纳形成条理的理性认识。

3.1 第一阶段：感

环节1：创设自创性实验情境产生问题。有价值的问题不是无缘无故产生的。实验所具有的现象奇异、结构简单等特点，能使学生思维处于最佳状态，比抽象的语言描述，更有利于问题的发现。

环节2：设计自创性实验建构直观表象。没有物理实验现象的支持，就不会在大脑中贮存表象，也就不会建构物理概念。可见，学生依据丰富的实验表象才能得出正确的结论，这也是实现从感性认识到理性认识飞跃的准备。

3.2 第二阶段：知

环节3：分析归纳形成条理的理性认识。通过观察实验现象运用逻辑思维和科学方法进行分析归纳，从而形成科学的概念或结论。

环节4：自创性实验验证规律巩固升华。概念或规律的初步形成，需要进一步的理解和提升。应用变式的自创性实验来实现这个教学环节，更能提供具体的原始实验情境。

3.3 第三阶段：用

环节5：应用知识解决相关的实际问题。用掌握的知识去解决问题，达到对所学知识的熟识和进一步掌握。

4 启示

综上所述，体验性学习就是通过创设一个学习情境、设计一个实验载体、经历一个体验过程、收获一种感悟。体验性学习有以下3个方面的启示。

(1)体验性学习有助于丰富学生的基本经验。一个人的经验是不断丰富，不断修正的，而经验应该是学生在需求——实践——纠正——尝试中获得。物理实验的体验性能够满足经验的形成。

(2)体验性学习有助改变教学方式。充分发挥物理实验的知识性、操作性、娱乐性，使学生在可见、可摸、可玩的自创性实验中，不知不觉地经历知识的发生、发展、形成，从而实现快乐学习。

(3)体验性学习有助于落实课程三维目标。