改进高中物理实验教学的初步探索

改进高中物理实验教学的初步探索

谢峰

谢峰甘肃省会宁县第五中学

一、高中物理实验教学的现状

高中物理实验及其教学是物理课程和物理教学的一个重要组成部分，它既是物理教学的重要基础，又是物理教学的重要内容、方法和手段，在培养学生科学素养的教育中具有独特的地位和全方位的功能。但在物理实验教学的课堂上，经常可以看到一些见怪不怪的现象，试举三例：

现象一：媒体实验，就是学生通过媒体“看实验”，被称为是“现代技术的运用”。

现象二：程式化实验，虽然学生动手，但以单纯的机械操作为主。而不需要去考虑实验为什么要这样做，怎样去做，更不必考虑实验中可能会存在什么问题，以及需要如何去解决。

现象三：试题实验，就是学生用笔“做实验”。

这些现象从一定程度上反映了高中物理实验教学存在的问题，那就是“重知识、轻方法；重讲授、轻活动；重结论、轻过程；重机械训练、轻实质体验”。长此以往，学生实验学习的积极性必然会受到压抑，实验教学也将流于形式，事倍功半甚至劳而无功。由此想到，能否通过教师更新教学观念，转变陈旧的教学方式，促进学生物理实验学习方式发生改变，使实验教学走出困境？

二、高中物理实验学习方式的改变

新课改提出“以改变学习方式为突破口，重点培养学生的创新精神和实践能力”。相对初中生，高中生具有更为强烈的探究未知的动机，他们思维活跃，兴趣广泛，自尊心强，绝不会满足于“按图索骥”、“按方抓药”式的实验学习，因而改变陈旧的实验学习方式是必然的、合理的选择。

1．学生实验学习目标的改变

实验学习目标是学生实验学习的灵魂。将“态度与价值观、过程能力与方法、知识与技能”三方面整合，作为各学科课程目标的共同框架，体现了新课程的价值追求，即由以知识为本位转向以发展为本位。充分挖掘物理实验的教育功能，为物理实验学习指明了方向。

2．探索有效的、多样化的实验学习方式

在物理实验活动中，学习方式应是多样化的。必须增强实验的趣味性、问题性、探索性和应用性。让学生成为实验活动的主人，教师应成为学生实验的组织者和合作者，而不是权威的讲授者和示范者，特别关注学生亲身的感悟与体验。基于不同的学习对象和不同的实验环境，这些形式可以选择，各有侧重，又互相联系。各种形式举例如下：

（1）自主活动

通过学生自觉地参与实验活动，确定实验目标，制定实验方案，选择实验方法，监控实验过程，评价实验结果，从而完成实验任务。活动过程特别强调的是学生实验的主动性，教师的作用是对学生实验的困难提供必要的指导和帮助。如高一年级学生开展“落体运动加速度的研究”。要求学生两人一组，运用频闪照相研究钢球下落的加速度。学生必须完成以下任务：方案设计（直接测什么？如何测？）；装置调试；标尺制作；实地拍摄；照片分析；实验报告。教师提供的帮助：方案设计提示；频闪技术指导；参与讨论，提供器材，进行质疑，点拨思维。学生在实验活动中扮演的是主角，以实践者、研究者的身份积极参与，使其主动性得到充分的发挥。

（2）合作学习

合作与交流是一种高效的学习方式。教师在实验教学过程中采用小组合作的学习方式，让学生在合作交流中获得知识，促进理解，提高能力，增长才干，形成学习团队，对学生的发展会产生积极的促进作用。

（3）实验设计

实验设计是高中物理实验学习能力的较高要求，是对学生操作技能和思维品质的综合检测，是有效的实验学习方式之一。实验设计的特点是情景新、方法活，具有开放性，要求学生对实验的原理有透彻的理解，对实验器材有所取舍和组合，能根据设计的要求和条件，进行分析和判断，制定实验的方案，通过实验全过程的描述和具体步骤的实施，得出有关的结论并做出必要的说明。

实验设计应遵循如下原则：合理性；准确性；可行性；简洁性。高一学生研究单摆及其规律之后，教材提供了测重力加速度的方案。当教师提出“能否自行设计测定重力加速度的其他方案?”时，立刻激发了学生的发散思维。同学们提出了多种方案，并走进实验室，通过实验活动去体验，检验设计方案的合理性，分析测量结果的可靠性，而不是仅仅停留在理论的假设上。

（4）实验报告

撰写实验报告是培养学生科学态度、习惯，学会科学表达的重要环节，也是实验活动的必要形式。课题组不赞成过去那种“填充式”的实验报告，主张学生自己撰写实验报告，设计数据表格。明确要求学生对实验进行全面总结，包括实验目的与原理、实验仪器选用与步骤、数据测量与处理过程、实验结果与问题讨论，以及实验条件与干扰因素等。实验报告应力求准确可靠、完整简明、表达规范、有创意。

（5）小课题作业

适当布置类似于课题研究的“小课题作业”，让学生经历一个收集信息、处理信息和得出结论的过程，在此过程中学习一些探索的方法，对改善学生学习方式具有重要作用。“从生活走向物理，从物理走向社会”，是新课程的基本理念。在物理实验学习过程中，让学生关心生活、关心社会，渗透“科学·技术·社会”（STS）的教育，着眼点在于培养学生的科学素养，学会从发展的角度去考虑周围的世界，并通过这种学习方式感受生活、感受自然，促进学生对科学的关注、好奇和兴趣。

例如，高二学生周晨辰发现，经常因为教室门锁未开，导致一些同学在门外无奈等候。为什么必须用钥匙开门呢？能否发明一种定时开门的锁？他想到一个“绝妙”的点子：闹钟和门锁的组合。于是，几个同学一起组成了“周晨辰小组”，从动手拆卸开始，研究闹钟和开锁的原理，进一步设想用闹钟来控制门锁的方案。在教师的帮助和合作下，他们结合物理实验，经过反复的实践和探索，终于成功地研制了“自动开锁器”。他们在“做中学”，动手解决了实际的问题，极大地提高了学习物理的积极性。

实际上，对高中物理实验教学方式的改进还很有限。许多问题还有待进一步的解决。比如：对学生实验学习的评价，学习方式的个性化和多样化，DIS实验室的运用。这一领域的研究也正是我们物理教育工作者面临的一个研究的重点。