淺談高中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

羅瑜

【摘要】物理實(shí)驗(yàn)是獲得感性材料、探索物理規(guī)律、認(rèn)識(shí)物理世界的基本手段，也是檢驗(yàn)物理理論的標(biāo)準(zhǔn)之一。本文在論述了物理實(shí)驗(yàn)的重要性和高中物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出教師對高中物理實(shí)驗(yàn)的理解，進(jìn)而論述了高中物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)包含的程序，文章最后給出了作者的思考和得到的啟發(fā)。

【關(guān)鍵詞】物理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)踐能力

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）6-0215-02

一、引言

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)；物理學(xué)來自于生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，所以觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)和研究物理最基本的方法。在物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過程中，物理實(shí)驗(yàn)自始至終占有極其重要的地位，發(fā)揮了巨大作用；物理實(shí)驗(yàn)是獲得感性材料、探索物理規(guī)律、認(rèn)識(shí)物理世界的基本手段，也是檢驗(yàn)物理理論的標(biāo)準(zhǔn)之一。

二、物理實(shí)驗(yàn)的重要性

在教學(xué)中，通過物理實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察思維能力、動(dòng)手操作能力、分析解決問題的能力和創(chuàng)造能力；更能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和濃厚的學(xué)習(xí)興趣。特別是在強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育的今天，讓廣大學(xué)生在學(xué)校教育的過程中體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)的快樂，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用注意力、觀察力、記憶力、想象力和思維能力來學(xué)習(xí)，具有主體意識(shí)和批判精神，獨(dú)立思考，能利用終身教育提供的各種機(jī)遇獲取知識(shí)，是我國教育改革與發(fā)展必上的一課。

物理實(shí)驗(yàn)綜合能力是在物理實(shí)驗(yàn)教育過程中能夠使學(xué)生逐步形成的一般能力，是通過一系列物理實(shí)驗(yàn)的研究過程，逐步形成的個(gè)性心理特征。在物理實(shí)驗(yàn)問題解決過程中表現(xiàn)出的"方法、程序、思維、步驟"等確定的模式反映了這種心理特征。在物理實(shí)驗(yàn)綜合能力的諸多構(gòu)成因素中，主要是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)觀察能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集及處理能力等。在物理實(shí)驗(yàn)課中開展研究式教學(xué)的必要性和重大意義。

不同的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)的價(jià)值觀和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、激發(fā)學(xué)生潛能、提高學(xué)生的實(shí)踐能力等都會(huì)產(chǎn)生不同的作用。

三、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

2003年3月，教育部頒發(fā)的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》，特別強(qiáng)調(diào)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是基礎(chǔ)教育課程結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，是學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的一種重要活動(dòng)，是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)，對培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新人才，提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展具有獨(dú)特的地位和作用。

然而，由于長期受應(yīng)試教育等多種因素的影響，"重理論、輕實(shí)驗(yàn)"、"重結(jié)果、輕過程"等現(xiàn)象在高中物理教學(xué)中還較為普遍的存在，致使實(shí)驗(yàn)課流于形式，無法將實(shí)驗(yàn)和理論緊密結(jié)合起來。我國高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，理論與實(shí)驗(yàn)相脫離，同新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求還存在著很大的差距。

四、對高中物理實(shí)驗(yàn)的理解

1、對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的含義理解。即：在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的物理知識(shí)，針對研究的實(shí)驗(yàn)課題提出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè)，歸納出物理規(guī)律或抽象物理概念，從而獲取知識(shí)，發(fā)展能力的一種教學(xué)方法。

2、對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)提出自己的理解：

（1）學(xué)生圍繞科學(xué)性問題展開實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)；

（2）學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中獲取可以幫助他們解釋和評(píng)價(jià)科學(xué)性問題的證據(jù)；

（3）學(xué)生根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)獲得的事實(shí)證據(jù)形成解釋，對實(shí)驗(yàn)問題做出回答；

（4）學(xué)生根據(jù)其他解釋對自己的解釋進(jìn)行評(píng)價(jià)；

（5）學(xué)生交流和論證他們所提出的解釋。

在物理實(shí)驗(yàn)課中具有上述基本特征的教學(xué)過程有助于學(xué)生對科學(xué)概念和方法形成更明晰、更深刻的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不是絕對的，只要盡量使學(xué)生投入到自己發(fā)現(xiàn)問題或深化問題的活動(dòng)中、適應(yīng)特定的學(xué)習(xí)目標(biāo)要求的教學(xué)過程，即使在這五個(gè)特征上有所變化，也仍然為研究式教學(xué)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的自主程度應(yīng)根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)來把握。

五、設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)包含的程序

根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和物理實(shí)驗(yàn)研究教學(xué)理論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究的教學(xué)操作程序：

1、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)階段：教師編寫實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)。內(nèi)容包含：

（1）實(shí)驗(yàn)的題目；

（2）明確提出實(shí)驗(yàn)的目的；

（3）給學(xué)生課前自學(xué)研究以引導(dǎo)。

實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)在實(shí)驗(yàn)課前兩、三天發(fā)給學(xué)生。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)，明確探索性實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)任務(wù)，結(jié)合自身情況復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)（脫離課本具體實(shí)驗(yàn)知識(shí)），并積極思考。為課上的小組實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。

2、初步實(shí)驗(yàn)階段：

（1）教師引入課題，激發(fā)學(xué)生興趣、求知欲；

（2）學(xué)生自愿2至3人組成實(shí)驗(yàn)小組，對器材管理、資料記錄、匯報(bào)等分工；

（3）各組員交流討論，教師引導(dǎo)總結(jié)，尋找實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵；

（4）小組確定各自實(shí)驗(yàn)方案。

3、深入實(shí)驗(yàn)階段；

（1）小組成員根據(jù)待研究問題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。包括：實(shí)驗(yàn)原理、器材、步驟、注意事項(xiàng)等；

（2）各組介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，教師和學(xué)生一起提問、討論，指出優(yōu)缺點(diǎn)；

（3）各組調(diào)整或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。

4、終結(jié)實(shí)驗(yàn)階段：

（1）學(xué)生嘗試用各種方法在數(shù)據(jù)中總結(jié)結(jié)論；

（2）各組簡單介紹各小組的數(shù)據(jù)處理方法，說明研究結(jié)果；

（3）教師幫助引導(dǎo)學(xué)生找出最優(yōu)數(shù)據(jù)處理方式，得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論；

（4）教師從知識(shí)學(xué)習(xí)角度和研究方法角度對整個(gè)過程作總結(jié)。

5、完善實(shí)驗(yàn)階段：

（1）討論。主要是針對課上遺留的個(gè)別問題，學(xué)生之間、師生之間共同討論；

（2）再實(shí)驗(yàn)。通過開放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)一步研究和拓寬。

在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究中，可根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和具體的實(shí)驗(yàn)教材要求，進(jìn)行探究教學(xué)設(shè)計(jì)的靈活把握。最后，對教學(xué)研究結(jié)果進(jìn)行分討論，初步得出一些結(jié)論：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)法可有效促進(jìn)學(xué)生對物理基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握；能有效提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)綜合能力；能增強(qiáng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。

六、結(jié)語

通過對高中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的探索與研究，筆者也得到了很大的啟發(fā)：

1、物理實(shí)驗(yàn)研究教學(xué)法的實(shí)施相當(dāng)復(fù)雜，涉及因素眾多。探究式教學(xué)的途徑及其組織形式還有待于我們在實(shí)踐中進(jìn)一步摸索。但高中物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)無論如何實(shí)施，都必須以現(xiàn)代科學(xué)理論和實(shí)踐為基礎(chǔ)，以學(xué)生主體性的充分發(fā)揮為條件，以學(xué)生的主動(dòng)探究為主要手段。

2、在探究教學(xué)的實(shí)施中教師不可或缺。但在實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中，教師的指導(dǎo)作用的發(fā)揮很難把握到最好的度。這無疑是對當(dāng)今教師的最大、最難的挑戰(zhàn)之一。所以，在教學(xué)中比較注重教師的引導(dǎo)和幫助，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)強(qiáng)調(diào)盡量符合學(xué)生的實(shí)際，學(xué)生的自主程度體現(xiàn)漸進(jìn)的過程，以最大限度地發(fā)揮出學(xué)生的探究水平。

參考文獻(xiàn)：

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