新課標下中學(xué)物理實驗改革的探索

曾錫元

摘 要：物理學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在高中物理課程的教學(xué)中，實驗占據(jù)了很大一部分內(nèi)容。在實驗教學(xué)中，教師要深化對學(xué)生實驗?zāi)芰σ约白灾魈骄磕芰Φ呐囵B(yǎng)，這樣才能夠讓高中物理實驗教學(xué)收獲更好的教學(xué)成效。

關(guān)鍵詞：新課標；中學(xué)物理；物理實驗

創(chuàng)新是人類社會發(fā)展與進步的永恒主題。當前我國中學(xué)生的創(chuàng)新能力與發(fā)達國家的學(xué)生的差距，使我們不得不重新審視中學(xué)教育體制。從素質(zhì)教育的提出到新課標及新教材的推行，都反映了我國教育界正在進行一場重要的改革運動。

物理學(xué)中任何規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、理論的掌握、假設(shè)的驗證都要靠實驗來判斷它的正確與否，可見實驗在物理學(xué)中的地位。因此對中學(xué)物理實驗的改革的探索變得很有意義。

一、當前物理實驗教學(xué)面臨的主要問題

1.教師與學(xué)生的觀念存在偏差

由于過去高考的實驗題一般是體現(xiàn)為實驗原理性的考查，不重視實際操作和創(chuàng)新能力的考核。教師的理論講授（也做少量的演示實驗）和大量筆頭練習(xí)成為對付實驗的普遍方法，實驗變成物理教學(xué)中極其薄弱的環(huán)節(jié)。教師指導(dǎo)學(xué)生做分組實驗的積極性不高，更談不上挖掘教材本身的價值，去拓寬學(xué)生的思路，創(chuàng)造性地進行實驗教學(xué)。

2.片面夸大多媒體模擬實驗的功能和作用

隨著多媒體技術(shù)的普及，以上機模擬代替接觸實物和實際操作，大搞“紙上談兵”成為一些教師常用的手段。探索根源，其實就是許多教師怕麻煩、怕出問題。因為儀器設(shè)備的準備、操作指導(dǎo)、維修實驗器材都是很煩瑣的問題，故有些教師干脆就用多媒體演示實驗來代替真實的實驗。更有甚者，把能否進行物理課堂改革歸結(jié)為該校是否有多媒體教室，錯誤地認為課堂改革就是實行多媒體教學(xué)，沒有多媒體的課堂就不可能有改革的存在。這是極其荒謬的。這一現(xiàn)象嚴重妨礙了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才，因為該方法直接剝奪了學(xué)生自己動手的機會。

3.學(xué)生為做實驗而做實驗

中學(xué)物理實驗的探究要素沒有得到充分的體現(xiàn)，教學(xué)方式呆板，從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式?jīng)]有給學(xué)生留出足夠的發(fā)展空間。

例如，在分組實驗中，教材詳細地列出實驗?zāi)康?、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項，而每次實驗課前教師都要先上實驗理論課，用于講明實驗?zāi)康?、原理……學(xué)生要做的就是照著現(xiàn)成的實驗步驟或跟著教師動手操作，記錄幾個數(shù)據(jù)，計算出結(jié)果，填好表格，實驗就算完成了。由于缺少學(xué)生的主動參與，就不可避免地出現(xiàn)了學(xué)生為實驗而實驗的場面。學(xué)生上完實驗課后，感到收獲不大，有些甚至還不知道實驗的目的和價值。此外，現(xiàn)階段實驗?zāi)Ｊ绞峭鄬W(xué)生在同一時間用同一種方法、相同的儀器，在規(guī)定時間內(nèi)完成同一實驗，得出同一結(jié)論。這種教學(xué)模式使學(xué)生失去了實驗神秘感和興趣，這就失去了實驗本身的價值和意義。面對這樣的實驗課堂，學(xué)生何來興趣，何來創(chuàng)新？那么我們的學(xué)生能在奧賽中獲獎卻沒有什么創(chuàng)新發(fā)明也就不足為怪了。

從以上分析可以看到，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)，很大程度上受長期以來應(yīng)試思想的影響，教師始終是一種主體的姿態(tài)，沒有啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不敢放開手培養(yǎng)學(xué)生的獨立實驗?zāi)芰Α?chuàng)新能力，沒有創(chuàng)設(shè)應(yīng)有的情境引導(dǎo)學(xué)生體驗科學(xué)家所經(jīng)歷的探索過程，學(xué)生也就不易培養(yǎng)科學(xué)的思維方法和創(chuàng)新能力。另一方面，學(xué)生也因升學(xué)壓力、創(chuàng)新意識淡薄等諸多緣由難以自覺、主動地開展物理實驗。

二、改革的探索

1.研究新課標，提倡教學(xué)方式多樣化

（1）《普通高中物理課程標準》的第三部分內(nèi)容標準——科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰σ?，對教學(xué)中應(yīng)注意的問題、實驗內(nèi)容、實驗技能、實驗教學(xué)方法和考核等方面提出了一些新的要求。其中心思想是希望從面向21世紀提高受教育者科學(xué)技術(shù)文化思想素質(zhì)的高度出發(fā)，改變實驗在物理教學(xué)中的薄弱狀況，全面提高物理教學(xué)質(zhì)量。

（2）新課標指出，高中生應(yīng)該在科學(xué)探究和物理實驗中達到以下六個科學(xué)探究要素：①提出問題；②制訂計劃與設(shè)計實驗；③進行實驗與搜集證據(jù)；④分析與論證；⑤評估；⑥交流與合作。

2.更新觀念，辨證地對待傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式

傳統(tǒng)實驗教學(xué)已經(jīng)成為眾矢之的。我們必須看到傳統(tǒng)實驗教學(xué)的優(yōu)點，要辨證地對待傳統(tǒng)實驗教學(xué)。當然，新的形勢要求實驗教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。實質(zhì)上改革同樣可以在傳統(tǒng)教學(xué)方式上體現(xiàn)，其根本就在于教師如何巧妙地設(shè)計、安排實驗。因此，教師要挖掘?qū)嶒灡旧淼膬?nèi)涵和外延，重視學(xué)生獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力培養(yǎng)，同時增加實驗的創(chuàng)造成分，啟迪學(xué)生的思想；對于演示實驗，在培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生觀察能力的同時，要提高學(xué)生的參與意識。請看下面一個實例：

“用一根細鋼絲能否從一大決冰中間切過且不留痕跡？”學(xué)生興趣很高，回答各異；“若在鋼絲兩邊各掛一個重物呢？”部分學(xué)生陷入深思；最后討論提議用實驗驗證。分析原因時，為調(diào)動學(xué)生的積極性和活躍氣氛將學(xué)生分為正反兩方進行辯論：

正方：鋼絲與冰接觸面積小，加上重物后，鋼絲對冰面壓強大，故鋼絲壓入冰塊之中。

反方：正方所說鋼絲對冰壓強大，根據(jù)P=F/S=G/S令人信服，但一開始掛上鋼絲冰面并未留下明顯壓痕（形變效果取決壓強），另一方面壓入冰塊中鋼絲上面并未留下壓入痕跡（表明反方觀察能力較強）。

正方：冰是晶體，其熔點與壓強大小有關(guān)，壓強小，熔點低……

反方：為什么一般晶體當壓強大時熔點高，現(xiàn)在冰卻相反呢？

教師引導(dǎo)：水變成冰即凝固時體積如何變化？“增大”；而逆過程呢？“縮小”。如果對在熔化時體積縮小的晶體，如冰、灰鑄鐵、鉍等，則增大壓強可使其熔化溫度降低（注：大約壓強每增加相當于標準大氣壓的壓強時，冰的熔點下降0.0075℃）。這是由于增大壓強有助于體積縮小。故把鋼絲掛上重物跨在冰上，在鋼絲之下冰受到很大壓強，因此熔點降低，接觸局部開始熔化（溶解熱來自冰本身）。已熔化的水流到鋼絲繩上后，一方面由于壓強減小，另一方面鋼絲繩下的冰在繼續(xù)熔化過程中吸收了熱量，所以，水又結(jié)成了冰，結(jié)果鋼絲穿過而冰面既無壓入的痕跡，又未將冰塊一分為二。經(jīng)過引導(dǎo)，學(xué)生又提出了對冬天滑冰的認識，冰刀在冰面上流動時，冰面未留下明顯痕跡，冰刀壓在冰面上暫時也會熔化，將干摩擦變?yōu)闈衲Σ?，好像加了一層潤滑劑，滑行時滑動摩擦力減小，使滑行更加便利自如。教師對學(xué)生的分析給以肯定和鼓勵。這樣不僅活躍了課堂氣氛，而且使學(xué)生增長了知識，學(xué)生的諸多能力也得到進一步提高。

3.培養(yǎng)探索能力

增加學(xué)生的實驗機會，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自己動手做實驗，從中探索并理解規(guī)律，比教師枯燥地講解，學(xué)生生硬地記憶好得多。學(xué)生在實驗過程中，難免會出現(xiàn)一些問題，就會對教材中的結(jié)論產(chǎn)生“懷疑”，這就迫使他們想盡辦法去解決，鍛煉了他們的實踐能力，也培養(yǎng)了他們創(chuàng)新能力所需的“自我獨立性”。如，增加讓學(xué)生自己動手通過實驗探索和理解凸、凹透鏡的成像規(guī)律；增加“全反射”實驗，讓學(xué)生自己動手通過實驗探索和理解全反射的現(xiàn)象和條件等；增加“沖擊擺”實驗，研究能的轉(zhuǎn)化與守恒等。

通過前面的探索，認為開放式、探究式實驗教學(xué)是當前實驗的較好方式。但是教學(xué)有法，教無定法，無論怎樣改革，我們都要明確改革是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，而實施方式是多樣化的，我們的探索就將是無止境的。

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編輯 韓 曉