实验前的讨论比实验过程更重要

实验探究一般有“提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作”等七个环节，事实上，这七个环节决非能在一节课内面面俱到地展开。笔者认为，实验探究重在实验前的方案设计，即“制订计划与设计实验”环节，而方案制订，重在讨论，实验前的充分讨论往往比实验过程更重要。下面就苏科版物理教材九年级下册第１５章第３节“电热器  电流的热效应”一课的教学实践，谈点看法。

案例：实验探究“影响电流热效应的因素”。

（1）提出问题：电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关？

（2）引导学生猜想：电流的大小、导体的电阻及通电时间等因素。

（3）针对以上猜想，引导学生讨论如何设计实验来验证？

在讨论设计验证实验时，一位学生设计了如图（a）（b）所示的两个实验电路，这与课本的实验电路不同（课本的电路图见c图），我没有立即评价，而是让他向大家汇报他的设计思路。结果发现，按照这样思路，也可以完成实验，即利用图（a）所示的电路可以研究通电导体产生的热量与电阻的关系，利用图（b）所示的电路可以研究通电导体产生的热量与电流的关系。于是笔者当即提出以下问题引导学生进一步讨论：

问题1：在总体实验器材相同的条件下，只用一个电路能否完成所要进行的研究？

问题2：选择电阻R­1、R2时，两电阻的阻值大小相差较大还是较小好？为什么？

问题3：如果没有电流表和滑动变阻器，如何研究电流产生的热量与电阻、电流大小的关系？

图(d)

问题4：实验中如果R­1（或R2）是电阻丝，采用电阻丝通电产生热量给液体加热，如图（d）所示，怎样检测电阻丝的发热量？为了使实验效果更为明显，所用液体应选择水还是煤油？这是因为什么的缘故？

通过以上一系列问题的讨论，尤其是根据一位学生独特的思维方式，得出与课本不完全一致的设计方案时，老师不是轻易否定学生的方法，而是让该生说出自己的设计思路，全体学生进行评价，发现该同学的设计方案也是可行的。在此基础上，教师又一一引导，精心设问问题一至四，引出学生的激烈讨论，让学生展开了探究的思维空间，把他们的观点和思考淋漓尽致地展现出来。使学生不仅仅是明确了影响电流热效应的因素是什么、验证实验怎么做的问题，更重要的是学生在讨论过程中，暴露了“为什么要这样做”的思维过程，从而培养了学生的实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。这一课例，说明实验探究课的教学重心不在实验过程，而应“未雨多绸缪”，在于实验前的充分讨论，讨论对于课堂探究具有十分关键的教学意义。

1  实验前的讨论提高了课堂效率

探究的课堂不是教师一手包办，但也不是完全放手让学生“自主探究”，教师要很好把握两者之间的“度”。在探究的课堂上，教师应以“扶”的方式帮助学生上路、以“引”的方式让学生“学走路”、以“放”的方式让学生“自己走路”。在实验探究教学中，“制定计划与设计实验”是科学探究过程中的重要环节，这是从操作的角度把“猜想与假设”具体化、程序化。一般的做法是：先分析该探究要解决什么问题，问题有哪几种解决方法，根据现有条件和探究要求，分别应选择哪种方法。然后根据实验方法来确定实验器材，并按这些方法的逻辑关系设计出实验探究步骤。

以上课例中，教师首先提出问题，引导学生猜想和假设，并进一步明确实验目的，即探究电流通过导体时产生的热量与电流、电阻大小的关系。至于通电时间，乃生活经验，无需探究。当学生设计出不同的电路后，教师宜进一步引导学生讲解设计的意图和思路，并通过讨论来补充完善，以形成一个完整的实验步骤。对材料的选择也进行充分讨论。通过这样的讨论与评价，学生知道了尽管方法有很多，但宜选择操作简单、器材普及、实验精确的方案。只有在明确了实验的设计方案、器材、实验步骤以及需要注意的问题后，学生才开始进行实验探究，这就保证了实验的成功率，提高了实验探究课的教学效率，学生又能从中体验到科学探究的乐趣。

2  实验前的讨论提升了学生的思维品质

思考是课堂的主旋律（苏霍姆林斯基语）。如何有效提升学生的思维品质则是探究课堂的重要目标。上面这个案例中，如果我们不让学生进行讨论，而直接告诉学生将R­1、R2两个电阻与滑动变阻器及电流表串联在电路中来进行实验，那学生很快能完成实验，并能得到正确的实验结果。但学生没有体验到探究过程的曲折，无法享受到探究过程的乐趣，更不可能有思维品质的提升。

实验探究之前，教师正是抓住了课堂的生成，即从学生中来的两个实验方案，并充分利用好生成的资源，即比较不同实验方案，优化“制定计划与设计实验”环节，有效拓展了学生的思维，实验前讨论器材的选择（不同电阻、没有电流表和滑动变阻器以及被加热的液体），这些都为后面的实验作好了铺垫，学生也正是在这些讨论中，学习观察，发现问题，并进一步解决问题，思维的深刻性得到发展。

原载基础教育类核心期刊《物理教学探讨》08（8下）.