论文部分内容阅读
1 实验中“意料之外”的价值
1.1 科学发展的源泉
很多科学规律的发现都与实验中的“意料之外”有着千丝万缕的联系.例如亚里士多德得到的“重的物体比轻的物体下落的快”后，伽利略的比萨斜塔实验中的意外加速了自由落体运动的发现；再如汤姆森提出原子的“枣糕模型”后，卢瑟福的α粒子轰击金箔实验中一小部分粒子的意外促进了原子核式结构的诞生；还有奥斯特通电导线的意外促成了“电生磁”的发现……
1.2 新课程教学的亮点
在我们的实验教学中，根据预设，开展教学，经常会出现很多师生未曾预见过的意外.爱因斯坦说过：“发现一个问题比解决一个问题更重要.”所以用意外提出问题是非常有价值的.但是传统的教学首选是视而不见，以完成既定目标为主，显得粗枝大叶.新课程则顺应了爱因斯坦的理念，要求我们要谨小慎微，根据实际情况提出问题，随机应变地处理，这样经常能使教学任务的完成与学生能力的培养相得益彰，促成了教学的锦上添花.
2 “意料之外”实践与反思
2.1 实验演示中的“意料之外”
2.1.1 抓住次生现象
教学中的实验演示，每次都是有既定目的的，但是由于课堂上操作的灵活性，不可能完全按部就班的进行，导致在实现既定目标的同时，出现了一些“多余”的现象，我们可以称之为次生现象.这些现象具有突发性，学生有时甚至连教师多会产生疑惑，能否处理好这些次生现象，决定了教学的质量，体现了教师的个人修为.
例如在一次《电动势》优质课评比中，一位教师为了增强趣味性，安排了水果电池实验，首先讲解了基本注意事项后，给学生按四人一组下发苹果、桔子、梨子、锌片、铜片、灵敏电流计等器材，请学生定性测量水果电池的电流强度，学生分组实验结束后，教师请一位学生上台进行展示，学生把锌片、铜片、灵敏电流计连接，再把锌片和铜片插到苹果上成功的进行了演示（如图1），正在教师要表扬他的时候，这位学生突然做了个鬼脸，舌头一伸，伸到芯片与铜片之间，这时灵敏电流计大角度偏转了一下，由于很意外，台下“哇”的一声，接下来，大家鸦雀无声.这时教师先是愣了一下，但是马上就利用这个突发现象提问引发大家思考.“为什么舌头连接也能偏转？这和水果电池中的果汁有何联系？”学生发现：“唾液和果汁都是电解液.”“那么水果电池，唾液电池能够给我们的家用电器供电吗？”学生：“不行，因为太短暂了，电压也太小了……”至此，次生现象的灵活应用，已将本堂课推向了高潮，师生对电动势的理解也进了一层.
再如在《三种起电方式》的教学中，演示摩擦起电后，我们经常会用摩擦过的橡胶棒或者玻璃棒去吸引轻小的纸屑，在一次公开课中，教师演示用摩擦后的玻璃棒去吸引纸屑的实验，然后请学生描述实验现象（如图2）.学生说：“带电体能吸引大部分纸屑，小部分纸屑被排斥，所以总体上是吸引的.”这一回答结论虽符合预期，但是总结的原因还是令师生有点意外的，学生因此议论纷纷，但不得不说这位学生观察得非常仔细，关注到了一小部分纸屑被排斥的次生现象.这时，教师先是分三块板书了这位学生的整个结论：大部分……，小部分……，结论…….并没有纠正什么，而是继续学习后续的两个起电方式.学好后，然后再请学生小组讨论分析这个实验现象的原因和结论.讨论后，最后请一位学生总结得到：“最开始是摩擦玻璃棒生电，玻璃棒靠近纸屑时，纸屑感应起电，所以能够吸引，而吸引到玻璃棒上以后是接触起电，纸屑带上了同种电荷，所以就排斥了……”以往，这三种起电方式，学生总认为是孤立的，但是这个次生现象的利用，使得三种起电方式浑然一体，密不可分，这是前所未有的.
2.1.2 故设悖论现象
针对学生已有的认知水平，故意设置表面相似但实质不同实验情景，进行实验演示和探究，得出不同于预期、甚至完全相反的悖论现象.然后再引导学生变换思考角度，深入开展相关内容的探究和学习.
例如在《惯性》的教学中，学习了常规的汽车刹车、汽车启动等实例中的惯性现象以后，为了加深理解，寻求突破，可以设计一个另类的小实验.将一个乒乓球固定在细绳的一端，绳的另一端固定在瓶盖上，将乒乓球放入装满水的瓶内，再旋紧瓶盖，将瓶子倒立（如图3）.然后教师问：“当瓶子向右加速运动，这时乒乓球相对瓶子应是向后摆去，还是向前冲去.”学生会想当然地答出小球应该是向后摆去，因为他们有汽车突然启动时人要往后仰的生活经验.但演示结果与学生的回答却刚好相反，这令学生感到非常的神奇，急切盼望解开这个迷惑，然后再加以分析.这个实验的设置，使学生对惯性的理解不再是停留在生活的表象上，而是有了更根本的理解.
2.2 实验考查中的“意料之外”
2.2.1 反思高考考查中的“全军覆没”现象
在高考的考查中经常会发生与平时似曾相识的情景，但是师生有可能还是生搬硬套，导致大范围出错，充分暴露了实验教学中的问题，从而改进教学.
考题再现 （2011年浙江理综卷第16题）如图4所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端与u=51sin314t V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是
A. 2.0 V B. 9.0 V C. 12.7 V D. 144.0 V
反思 传统教学使学生在牢记U1∶U2=n1∶n2后直接用公式计算，据统计错选B的占到99%之多.会出现这个现象主要是由于平时实验的功利性太强，对实验的探究性缺乏，如果平时能够在做变压器实验时把变压器的铁芯拿出来进行尝试，体会理想变压器的条件，那么就不会发生这个低级错误了.所以学习实验应当是一个既见物，又见理的的一个过程.
2.2.2 反思会考、学考考查中的“白壁微瑕”现象
在会考或者学考的考查中，有时出题人由于实验的思维定势，导致出现有瑕疵的题目，促使部分学生和教师能够根据自己的经验进行分析，提高学习能力.
考题再现 （2011年浙江会考卷第21题）如图5所示，图甲是两只与计算机相连的力传感器，其中一只系在墙上，另一
只握在手中用力拉紧.乙图是计算机显示屏上显示的两只传感器受力情况.对此某同学做出如下判断：①这两个力的合力为零，是一对平衡力；②这两个力是一对作用力与反作用力；③这两个力始终大小相等；④这两个力同时存在、同时消失.其中正确的是
A.① B.①③ C.①③④ D.②③④
反思 尽管答案是D，但是如果我们平时如果能够认真做实验，理解传感器的工作原理，积累丰富的实验经历，认识到传感器只能传输力的大小信息，我们就会体会图像呈现与真实实验现象的区别，因为有的时候，明显不在一直线上的两个力经传感器输入后，也会在屏上呈现“方向相反”的情况，所以图像并不能表示传输力的方向的规律，所以本题只有第三个小结论是正确的，无答案.
2.2.3 反思平时实验习题的选择和编制
考试中实验问题能否成功破解，生活中能否实际运用，这都离不开平时必要的习题教学，那么比较另类的习题的选择和编制是需要倾注很大的心血的.
例如在超重和失重的习题教学中，可以设计一个习题：
找一小手电筒 ，使其后盖在下竖直放置（如图6）.旋松手电筒后盖，使手电筒刚好不发光.现让手电筒分别作下列运动：①自由下落；②竖直上抛；③加速上升；④减速下降.手电筒在运动过程中可能会闪光的是（手电筒在运动中始终保持竖直）
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
反思 以往考查超重失重，相对比较孤立，只需要记住结论即可，所以很多学生还是认为该题要超重，选择B，其实是错的.主要该题应当结合电路来思考，因为这个实验主要是由于上方断路不通电，所以应当要失重，使弹簧压缩量减小，上方才会变成通路.
实验的做与不做，认真做与应付做是有很大区别的，只有真正重视实验，真做实验，思考实验，才能提高学生的实验能力，应对意外情景的出现.
以上只是列举了几个常见方面的范例，加以探讨，但是实验教学中“意料之外”的生成是永无止境的，不可能一应俱全.我们只有在日常教学中，不墨守成规，抓住实验相关的“意料之外”进行灵活机动，才能真正促成教学上的锦上添花.
1.1 科学发展的源泉
很多科学规律的发现都与实验中的“意料之外”有着千丝万缕的联系.例如亚里士多德得到的“重的物体比轻的物体下落的快”后，伽利略的比萨斜塔实验中的意外加速了自由落体运动的发现；再如汤姆森提出原子的“枣糕模型”后，卢瑟福的α粒子轰击金箔实验中一小部分粒子的意外促进了原子核式结构的诞生；还有奥斯特通电导线的意外促成了“电生磁”的发现……
1.2 新课程教学的亮点
在我们的实验教学中，根据预设，开展教学，经常会出现很多师生未曾预见过的意外.爱因斯坦说过：“发现一个问题比解决一个问题更重要.”所以用意外提出问题是非常有价值的.但是传统的教学首选是视而不见，以完成既定目标为主，显得粗枝大叶.新课程则顺应了爱因斯坦的理念，要求我们要谨小慎微，根据实际情况提出问题，随机应变地处理，这样经常能使教学任务的完成与学生能力的培养相得益彰，促成了教学的锦上添花.
2 “意料之外”实践与反思
2.1 实验演示中的“意料之外”
2.1.1 抓住次生现象
教学中的实验演示，每次都是有既定目的的，但是由于课堂上操作的灵活性，不可能完全按部就班的进行，导致在实现既定目标的同时，出现了一些“多余”的现象，我们可以称之为次生现象.这些现象具有突发性，学生有时甚至连教师多会产生疑惑，能否处理好这些次生现象，决定了教学的质量，体现了教师的个人修为.
例如在一次《电动势》优质课评比中，一位教师为了增强趣味性，安排了水果电池实验，首先讲解了基本注意事项后，给学生按四人一组下发苹果、桔子、梨子、锌片、铜片、灵敏电流计等器材，请学生定性测量水果电池的电流强度，学生分组实验结束后，教师请一位学生上台进行展示，学生把锌片、铜片、灵敏电流计连接，再把锌片和铜片插到苹果上成功的进行了演示（如图1），正在教师要表扬他的时候，这位学生突然做了个鬼脸，舌头一伸，伸到芯片与铜片之间，这时灵敏电流计大角度偏转了一下，由于很意外，台下“哇”的一声，接下来，大家鸦雀无声.这时教师先是愣了一下，但是马上就利用这个突发现象提问引发大家思考.“为什么舌头连接也能偏转？这和水果电池中的果汁有何联系？”学生发现：“唾液和果汁都是电解液.”“那么水果电池，唾液电池能够给我们的家用电器供电吗？”学生：“不行，因为太短暂了，电压也太小了……”至此，次生现象的灵活应用，已将本堂课推向了高潮，师生对电动势的理解也进了一层.
再如在《三种起电方式》的教学中，演示摩擦起电后，我们经常会用摩擦过的橡胶棒或者玻璃棒去吸引轻小的纸屑，在一次公开课中，教师演示用摩擦后的玻璃棒去吸引纸屑的实验，然后请学生描述实验现象（如图2）.学生说：“带电体能吸引大部分纸屑，小部分纸屑被排斥，所以总体上是吸引的.”这一回答结论虽符合预期，但是总结的原因还是令师生有点意外的，学生因此议论纷纷，但不得不说这位学生观察得非常仔细，关注到了一小部分纸屑被排斥的次生现象.这时，教师先是分三块板书了这位学生的整个结论：大部分……，小部分……，结论…….并没有纠正什么，而是继续学习后续的两个起电方式.学好后，然后再请学生小组讨论分析这个实验现象的原因和结论.讨论后，最后请一位学生总结得到：“最开始是摩擦玻璃棒生电，玻璃棒靠近纸屑时，纸屑感应起电，所以能够吸引，而吸引到玻璃棒上以后是接触起电，纸屑带上了同种电荷，所以就排斥了……”以往，这三种起电方式，学生总认为是孤立的，但是这个次生现象的利用，使得三种起电方式浑然一体，密不可分，这是前所未有的.
2.1.2 故设悖论现象
针对学生已有的认知水平，故意设置表面相似但实质不同实验情景，进行实验演示和探究，得出不同于预期、甚至完全相反的悖论现象.然后再引导学生变换思考角度，深入开展相关内容的探究和学习.
例如在《惯性》的教学中，学习了常规的汽车刹车、汽车启动等实例中的惯性现象以后，为了加深理解，寻求突破，可以设计一个另类的小实验.将一个乒乓球固定在细绳的一端，绳的另一端固定在瓶盖上，将乒乓球放入装满水的瓶内，再旋紧瓶盖，将瓶子倒立（如图3）.然后教师问：“当瓶子向右加速运动，这时乒乓球相对瓶子应是向后摆去，还是向前冲去.”学生会想当然地答出小球应该是向后摆去，因为他们有汽车突然启动时人要往后仰的生活经验.但演示结果与学生的回答却刚好相反，这令学生感到非常的神奇，急切盼望解开这个迷惑，然后再加以分析.这个实验的设置，使学生对惯性的理解不再是停留在生活的表象上，而是有了更根本的理解.
2.2 实验考查中的“意料之外”
2.2.1 反思高考考查中的“全军覆没”现象
在高考的考查中经常会发生与平时似曾相识的情景，但是师生有可能还是生搬硬套，导致大范围出错，充分暴露了实验教学中的问题，从而改进教学.
考题再现 （2011年浙江理综卷第16题）如图4所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端与u=51sin314t V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是
A. 2.0 V B. 9.0 V C. 12.7 V D. 144.0 V
反思 传统教学使学生在牢记U1∶U2=n1∶n2后直接用公式计算，据统计错选B的占到99%之多.会出现这个现象主要是由于平时实验的功利性太强，对实验的探究性缺乏，如果平时能够在做变压器实验时把变压器的铁芯拿出来进行尝试，体会理想变压器的条件，那么就不会发生这个低级错误了.所以学习实验应当是一个既见物，又见理的的一个过程.
2.2.2 反思会考、学考考查中的“白壁微瑕”现象
在会考或者学考的考查中，有时出题人由于实验的思维定势，导致出现有瑕疵的题目，促使部分学生和教师能够根据自己的经验进行分析，提高学习能力.
考题再现 （2011年浙江会考卷第21题）如图5所示，图甲是两只与计算机相连的力传感器，其中一只系在墙上，另一
只握在手中用力拉紧.乙图是计算机显示屏上显示的两只传感器受力情况.对此某同学做出如下判断：①这两个力的合力为零，是一对平衡力；②这两个力是一对作用力与反作用力；③这两个力始终大小相等；④这两个力同时存在、同时消失.其中正确的是
A.① B.①③ C.①③④ D.②③④
反思 尽管答案是D，但是如果我们平时如果能够认真做实验，理解传感器的工作原理，积累丰富的实验经历，认识到传感器只能传输力的大小信息，我们就会体会图像呈现与真实实验现象的区别，因为有的时候，明显不在一直线上的两个力经传感器输入后，也会在屏上呈现“方向相反”的情况，所以图像并不能表示传输力的方向的规律，所以本题只有第三个小结论是正确的，无答案.
2.2.3 反思平时实验习题的选择和编制
考试中实验问题能否成功破解，生活中能否实际运用，这都离不开平时必要的习题教学，那么比较另类的习题的选择和编制是需要倾注很大的心血的.
例如在超重和失重的习题教学中，可以设计一个习题：
找一小手电筒 ，使其后盖在下竖直放置（如图6）.旋松手电筒后盖，使手电筒刚好不发光.现让手电筒分别作下列运动：①自由下落；②竖直上抛；③加速上升；④减速下降.手电筒在运动过程中可能会闪光的是（手电筒在运动中始终保持竖直）
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
反思 以往考查超重失重，相对比较孤立，只需要记住结论即可，所以很多学生还是认为该题要超重，选择B，其实是错的.主要该题应当结合电路来思考，因为这个实验主要是由于上方断路不通电，所以应当要失重，使弹簧压缩量减小，上方才会变成通路.
实验的做与不做，认真做与应付做是有很大区别的，只有真正重视实验，真做实验，思考实验，才能提高学生的实验能力，应对意外情景的出现.
以上只是列举了几个常见方面的范例，加以探讨，但是实验教学中“意料之外”的生成是永无止境的，不可能一应俱全.我们只有在日常教学中，不墨守成规，抓住实验相关的“意料之外”进行灵活机动，才能真正促成教学上的锦上添花.