基于学生动手实验的物理课堂前测研究

摘 要：基于学生动手实验的物理课堂前测是一项由教师组织设计，以学生为对象的测试活动。在教学过程中，教师在课前的一段时间内，搜集与课堂教学内容有关的生活中的物理情境素材，设计任务型探究活动，让学生自主进行较为简单的实验探究，结合对实验现象的描述、实验结论的推理等不同题型组合而成的书面的调查，了解对学生已有的知识和技能水平、学习兴趣、前概念，甚至语言表述是否规范，然后有针对性地设计教学活动。本文以物理学科课程标准改革思想作指导，从教学实际出发，提出开展学生动手实验基于物理课堂前测的设计研究，并对开展此项活动的意义进行论证，力求发挥学生动手实验基于物理课堂前测的功能。

关键词：学生动手实验；物理课堂前测；任务型探究活动

美国教育心理学家奥苏伯尔说过：“影响学生的最重要的原因是学生已经知道了什么，我们应当根据学生原有的状况进行教学。”因此，为了更好地了解学生的发展需要和已有经验，我们有必要通过预先测试，以提高教师的教学活动设计的针对性和实效性。传统的课堂前测形式多样，如笔试法、观察法、访谈法等，但这些传统的前测无法体现物理知识规律原理的产生过程，也无法全面呈现学生的实验技能掌握状况。因此，物理课堂前测设计更应与科学注重学生在科学探究过程中提升学生科学素养的学科性质相对应，将学生动手实验作为前测内容，对物理教育教学产生深远影响。那么，任务型前测活动题型的设计怎样才能充分暴露学生存在的疑惑或已有的知识和技能水平，这无疑是研究物理课堂前测有效性的最重要问题。

一、引入学生实验基于物理课堂前测的意义

1.以发现者的角度来研究学科知识

美国心理学家布鲁纳曾倡导“发现学习”，他的宗旨在于要求学生以“发现者”的工作方式来研究学科知识。然而，无论是实际教学过程中，教师的演示实验抑或是授课后学生实验，无疑都剥夺了学生的自主式探究活动。基于学生动手实验的物理课堂前测，以学生在物理学习过程中遇到的较为抽象或难以理解的物理知识为载体，在课堂教学前，由教师选取生活化的物理素材设计任务型前测活动，这一活动还原给学生一个宽松的动手实验或发现的环境，实验情境的生活化，更激发学生智慧的火花，帮助他们体验“发现者”在进行科学探究中所感知的科学情感和学习态度。

2.以物理实验为依托建构科学概念

科学实验是建构科学概念的起点。建构主义教学观，学习者获取知识，对获取事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的联系的深刻理解最好的方法就是学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验。学生动手实验基于物理课堂前测的活动，是由教师根据实际教学内容，创设相关的问题情境，营造相对独立的实验环境，引导学生在进行前测活动的过程中，实现新旧知识的冲突，以便于课堂教学中知识的构建。比如，教师可以根据学生在此前测中暴露的前概念进行教学预设，这不仅满足了“因学定教”的需要，同时也让学生主体地位得到真正体现的需要。

3.以学习兴趣内化科学学习动机

学习动机的激发是指在一定学习情境下，利用一定的诱因，使已形成的学习需要由潜在状态变为活动状态，形成学习的积极性。将学生动手活动基于物理课堂前测，通过适度的疑难问题情境，引导学生努力克服，将解决实际问题的实际学习需要内化为学习动机，进一步使学习动机推动学习活动，在一定程度上激发学生的学习兴趣，保持一定的唤醒水平，指向特定的学习活动。

二、基于学生实验的物理课堂前测的特点

1.实验情境的生活性

随着物理课程改革的推进，物理教育教学的重要思想进一步体现，即从生活走向物理，从物理走向社会。《义务教育物理课程标准》中明确提出“应大力提倡身边的物品做实验”。另外，基于物理课堂前测的学生动手实验，实验情境的选择直接影响学生通过动手实验活动激发学习兴趣。所以，问题情境可以选取生活素材，并与教学内容相关联，实验器材也尽可能选取生活材料，方便易得，让学生在不断地大胆尝试中，培养动手操作能力。

案例1：《探究杠杆平衡条件》例题：民间有故事“老妪留一金簪，二女分争，阿舅用线平悬（如图所示），悬处分簪两不怨”。在探究杠杆平衡条件之前，学生已初步认识杠杆的五个要素，但对杠杆平衡条件不甚了解，遇到比如此类“分簪”问题，学生习惯性认为运用悬挂法，只要杠杆两端保持水平平衡，则两端重力相等，然而结论并非如此。在实际教学前，我们不妨将此题设计成一个学生动手实验，让学生设计方案，采取不容的方法进行分簪。另外，尝试用情境中的方法分簪，并对分成两段的簪子质量进行验证。为取材更方便学生多次尝试，我们可以选取红萝卜等便于切割的生活材料代替簪子。通过这一动手实验，有效激发学生的认知冲突。

案例2：在学习《物体的颜色》的前测活动中，设