改進(jìn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初步探索

一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

高中物理實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)是物理課程和物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它既是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)，又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育中具有獨(dú)特的地位和全方位的功能。但在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂上，經(jīng)?？梢钥吹揭恍┮?jiàn)怪不怪的現(xiàn)象，試舉三例:

現(xiàn)象一:媒體實(shí)驗(yàn)，就是學(xué)生通過(guò)媒體“看實(shí)驗(yàn)”，被稱(chēng)為是“現(xiàn)代技術(shù)的運(yùn)用”。

現(xiàn)象二:程式化實(shí)驗(yàn)，雖然學(xué)生動(dòng)手，但以單純的機(jī)械操作為主。而不需要去考慮實(shí)驗(yàn)為什么要這樣做，怎樣去做，更不必考慮實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)存在什么問(wèn)題，以及需要如何去解決。

現(xiàn)象三:試題實(shí)驗(yàn)，就是學(xué)生用筆“做實(shí)驗(yàn)”。

這些現(xiàn)象從一定程度上反映了高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，那就是“重知識(shí)、輕方法;重講授、輕活動(dòng);重結(jié)論、輕過(guò)程;重機(jī)械訓(xùn)練、輕實(shí)質(zhì)體驗(yàn)”。長(zhǎng)此以往，學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性必然會(huì)受到壓抑，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也將流于形式，事倍功半甚至勞而無(wú)功。由此想到，能否通過(guò)教師更新教學(xué)觀(guān)念，轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)方式，促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式發(fā)生改變，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)走出困境?

二、高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式的改變

新課改提出“以改變學(xué)習(xí)方式為突破口，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”。相對(duì)初中生，高中生具有更為強(qiáng)烈的探究未知的動(dòng)機(jī)，他們思維活躍，興趣廣泛，自尊心強(qiáng)，絕不會(huì)滿(mǎn)足于“按圖索驥”、“按方抓藥”式的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，因而改變陳舊的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式是必然的、合理的選擇。

1.學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的改變

實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的靈魂。將“態(tài)度與價(jià)值觀(guān)、過(guò)程能力與方法、知識(shí)與技能”三方面整合，作為各學(xué)科課程目標(biāo)的共同框架，體現(xiàn)了新課程的價(jià)值追求，即由以知識(shí)為本位轉(zhuǎn)向以發(fā)展為本位。充分挖掘物理實(shí)驗(yàn)的教育功能，為物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)指明了方向。

2.探索有效的、多樣化的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式

在物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)習(xí)方式應(yīng)是多樣化的。必須增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性、問(wèn)題性、探索性和應(yīng)用性。讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主人，教師應(yīng)成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的組織者和合作者，而不是權(quán)威的講授者和示范者，特別關(guān)注學(xué)生親身的感悟與體驗(yàn)?；诓煌膶W(xué)習(xí)對(duì)象和不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，這些形式可以選擇，各有側(cè)重，又互相聯(lián)系。各種形式舉例如下:

(1)自主活動(dòng)

通過(guò)學(xué)生自覺(jué)地參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，制定實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)方法，監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過(guò)程，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。活動(dòng)過(guò)程特別強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，教師的作用是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的困難提供必要的指導(dǎo)和幫助。如高一年級(jí)學(xué)生開(kāi)展“落體運(yùn)動(dòng)加速度的研究”。要求學(xué)生兩人一組，運(yùn)用頻閃照相研究鋼球下落的加速度。學(xué)生必須完成以下任務(wù):方案設(shè)計(jì)(直接測(cè)什么?如何測(cè)?);裝置調(diào)試;標(biāo)尺制作;實(shí)地拍攝;照片分析;實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師提供的幫助:方案設(shè)計(jì)提示;頻閃技術(shù)指導(dǎo);參與討論，提供器材，進(jìn)行質(zhì)疑，點(diǎn)撥思維。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中扮演的是主角，以實(shí)踐者、研究者的身份積極參與，使其主動(dòng)性得到充分的發(fā)揮。

(2)合作學(xué)習(xí)

合作與交流是一種高效的學(xué)習(xí)方式。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中采用小組合作的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在合作交流中獲得知識(shí)，促進(jìn)理解，提高能力，增長(zhǎng)才干，形成學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，對(duì)學(xué)生的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。

(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能力的較高要求，是對(duì)學(xué)生操作技能和思維品質(zhì)的綜合檢測(cè)，是有效的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式之一。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是情景新、方法活，具有開(kāi)放性，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理有透徹的理解，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材有所取舍和組合，能根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和條件，進(jìn)行分析和判斷，制定實(shí)驗(yàn)的方案，通過(guò)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的描述和具體步驟的實(shí)施，得出有關(guān)的結(jié)論并做出必要的說(shuō)明。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則:合理性;準(zhǔn)確性;可行性;簡(jiǎn)潔性。高一學(xué)生研究單擺及其規(guī)律之后，教材提供了測(cè)重力加速度的方案。當(dāng)教師提出“能否自行設(shè)計(jì)測(cè)定重力加速度的其他方案?”時(shí)，立刻激發(fā)了學(xué)生的發(fā)散思維。同學(xué)們提出了多種方案，并走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)去體驗(yàn)，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的合理性，分析測(cè)量結(jié)果的可靠性，而不是僅僅停留在理論的假設(shè)上。

(4)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度、習(xí)慣，學(xué)會(huì)科學(xué)表達(dá)的重要環(huán)節(jié)，也是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的必要形式。課題組不贊成過(guò)去那種“填充式”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，主張學(xué)生自己撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格。明確要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面總結(jié)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理、實(shí)驗(yàn)儀器選用與步驟、數(shù)據(jù)測(cè)量與處理過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與問(wèn)題討論，以及實(shí)驗(yàn)條件與干擾因素等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)力求準(zhǔn)確可靠、完整簡(jiǎn)明、表達(dá)規(guī)范、有創(chuàng)意。

(5)小課題作業(yè)

適當(dāng)布置類(lèi)似于課題研究的“小課題作業(yè)”，讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)收集信息、處理信息和得出結(jié)論的過(guò)程，在此過(guò)程中學(xué)習(xí)一些探索的方法，對(duì)改善學(xué)生學(xué)習(xí)方式具有重要作用?！皬纳钭呦蛭锢恚瑥奈锢碜呦蛏鐣?huì)”，是新課程的基本理念。在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中，讓學(xué)生關(guān)心生活、關(guān)心社會(huì)，滲透“科學(xué)#8226;技術(shù)#8226;社會(huì)”(STS)的教育，著眼點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，學(xué)會(huì)從發(fā)展的角度去考慮周?chē)氖澜?，并通過(guò)這種學(xué)習(xí)方式感受生活、感受自然，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)的關(guān)注、好奇和興趣。

例如，高二學(xué)生周晨辰發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常因?yàn)榻淌议T(mén)鎖未開(kāi)，導(dǎo)致一些同學(xué)在門(mén)外無(wú)奈等候。為什么必須用鑰匙開(kāi)門(mén)呢?能否發(fā)明一種定時(shí)開(kāi)門(mén)的鎖?他想到一個(gè)“絕妙”的點(diǎn)子:鬧鐘和門(mén)鎖的組合。于是，幾個(gè)同學(xué)一起組成了“周晨辰小組”，從動(dòng)手拆卸開(kāi)始，研究鬧鐘和開(kāi)鎖的原理，進(jìn)一步設(shè)想用鬧鐘來(lái)控制門(mén)鎖的方案。在教師的幫助和合作下，他們結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)踐和探索，終于成功地研制了“自動(dòng)開(kāi)鎖器”。他們?cè)凇白鲋袑W(xué)”，動(dòng)手解決了實(shí)際的問(wèn)題，極大地提高了學(xué)習(xí)物理的積極性。

實(shí)際上，對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改進(jìn)還很有限。許多問(wèn)題還有待進(jìn)一步的解決。比如:對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)，學(xué)習(xí)方式的個(gè)性化和多樣化，DIS實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)用。這一領(lǐng)域的研究也正是我們物理教育工作者面臨的一個(gè)研究的重點(diǎn)。