初中物理實驗教具的研發(fā)、改進和利用

哈爾濱市第九十五中學

一、問題提出的背景

目前，在應(yīng)試教育的影響下，物理實驗教學難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。許多教師覺得做實驗是一件很麻煩的事，實驗課上的學生很難控制，認為“做實驗不如看實驗，看實驗不如講實驗”，所以很少讓學生動手做實驗，更不愿花時間研究實驗教學，只把實驗課當成收集數(shù)據(jù)、驗證理論、應(yīng)付考試的工具。學生實驗基本上是“教師講、學生做、教師示范、學生模仿”，把學生當成被動的接受者，重結(jié)果而輕過程，為了得到期望的結(jié)果，甚至修改實驗數(shù)據(jù)，沒能使學生養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度，更沒能讓學生學到解決問題的科學方法。新課程指出，物理課程應(yīng)促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。通過多樣的教學方式幫助學生學習物理知識和技能，培養(yǎng)其科學探究能力，使其逐步形成科學態(tài)度和科學精神，因此，物理實驗教學迫切需要改革。

目前初中物理教科版教材中編入了大量的實驗，有演示實驗、學生分組實驗，還有家庭實驗室里的小實驗、小制作等，減少了一些驗證性實驗，增加了更多的探究性實驗，提倡將演示實驗盡量轉(zhuǎn)化為學生的隨堂實驗，同時提倡學生在教師的指導下進行探索性實驗，強調(diào)突出培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實驗能力，提倡“引導學生質(zhì)疑、調(diào)查、探究、在實踐中學習”。從我們這幾年在教學實踐中對該教材的使用情況來看，其中還存在許多問題，例如：有些實驗因為自身設(shè)計、器材或?qū)嶋H教學條件的局限，效果不夠理想；從物理實驗的意義和作用來看，教材里有的內(nèi)容完全可以改成演示實驗，必要時還須加入一些演示實驗；從教師的實際教學情況來看，即使是同一套實驗器材，教學設(shè)計理念不同、執(zhí)教的教師不同，產(chǎn)生的效果也往往不同。基于以上原因，我們提出了“物理實驗教具的研發(fā)、改進和利用”這一課題。

二、需要解決的問題及解決方法

1. 從學生角度看，學生不喜歡枯燥的課堂，不喜歡只聽教師講實驗，課堂參與度隨著所學內(nèi)容難度的增加越來越低。物理本身有些知識邏輯性很強，一些抽象晦澀難懂的知識，僅憑課堂的講述及簡單的演示實驗和學生分組實驗很難達到預設(shè)的效果。按照這樣的教學方式，學生學習物理的積極性和熱情會越來越低，這不是高效課堂所要的狀態(tài)。學生學得累，教師教得累，收獲非常少。有問題不怕，想出解決問題的辦法才是關(guān)鍵。因此我們?nèi)w物理教師坐下來開會研究，決定將物理實驗作為主陣地。每一個問題的研究都不是一蹴而就的，都需要經(jīng)過長期的實踐和積累，“物理實驗教具的研發(fā)、改進和利用”共經(jīng)歷了三個階段：器材維修階段、開發(fā)與改進實驗器材階段和學生自主研發(fā)階段。

（1）維修器材階段：我校建校比較早，上級統(tǒng)一給學校配備的實驗器材都有 30 多年的歷史了，實驗器材老化、銹蝕、損毀的現(xiàn)象比較普遍。隨著課程改革的不斷深化，把學習的主動權(quán)還給學生已經(jīng)成為高效課堂追求的目標。而物理是以實驗為基礎(chǔ)的學科，顯然現(xiàn)有的實驗配備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的課堂教學要求。根據(jù)學校現(xiàn)狀，全體物理教師充分利用現(xiàn)有資源重新整理實驗室，對一部分器材進行了焊接、更換零部件、重新組裝、去銹等一系列的維修工作。最終，教師把幾乎已經(jīng)報廢的實驗器材再次應(yīng)用到了課堂上，學生們用著維修過的古老的實驗器材都會嘖嘖感嘆，作為教師的我們非常欣慰。但是，光靠維修、改裝舊器材還是不能滿足學生課堂實驗的需求，于是我們又陷入了新一輪的思考中。

（2）研發(fā)與改進實驗器材階段：正當我們苦思不得其解的時候，2009 年暑期，我們迎來了曙光。王文忠教研員調(diào)入我區(qū)指導物理教學工作后，了解了松北區(qū)物理教學的現(xiàn)狀，同時也看到了九十五中物理組的困惑和努力鉆研的精神，給我們指出了新的方向——開發(fā)與改進。他告訴我們：“維修老化器材僅僅是初級，甚至是低級手段，作為物理教師，應(yīng)該主動研發(fā)實驗教具，研發(fā)在課堂上具有時效性的實驗器材，既可以是效果很明顯的演示實驗器材，也可以是能使學生高效完成分組實驗的器材。這種做法能大大彌補實驗器材不足的缺陷?！庇辛诉@個理念的引導，我們重新確立了努力的方向。在接下來的時間里，全體物理組成員努力創(chuàng)新、研發(fā)實驗器材、改進實驗器材，并在短短3年時間里嘗到了甜頭，取得了一些成績。

（3） 學生自主研發(fā)階段：看到老師們自制的實驗教具，學生們的熱情也被點燃了，他們希望和老師一樣拿出自己的作品，一批又一批“小科學家”涌現(xiàn)出來了。他們模擬教材中家庭實驗室的小制作、小發(fā)明，并在課堂上展示；他們不滿足于照搬照抄，還借助網(wǎng)絡(luò)、書籍，通過與老師交流等不同的手段，認真學習、仔細研究，創(chuàng)作出了屬于自己的原創(chuàng)作品。他們的這些成果不僅應(yīng)用到了物理教學課堂中，還獲得了不同級別的獎項，開拓了視野，激發(fā)了創(chuàng)作欲望和潛力。

2. 從課堂教學角度看，課堂死氣沉沉，沒有生機活力，學生學得無趣，教師教得也累。學校物理室實驗器材能滿足簡單的演示實驗和學生分組實驗，但遠遠達不到我們理想中的高效、充滿生機的課堂效果。教育家們說，理想的課堂是學生們智慧迸發(fā)的集散地，是學生們的思維不斷得以提高的，學會思考、學會動手動腦的集散地。而我們的課堂離理想的境界還有太大的距離。學生是課堂的主人，于是我們把教師的教案改成導學案，導學案的設(shè)計思想依據(jù)《課程標準》和學生的認知規(guī)律，對學生的學習有引導性，注重對學生動手、動腦和表達能力的培養(yǎng)，達到人人參與課堂，人人有事做，讓學優(yōu)生吃飽，讓學困生踮起腳就夠得著的效果。將教材中的圖片變成演示實驗，把演示實驗變成分組實驗，最大限度地加深學生對所學知識的理解，并且更好地應(yīng)用到生活中。

3. 從教師自身的角度看，長期拘泥于常規(guī)的教學模式，無論怎么積累時間，都是重復昨天的故事，學生沒有質(zhì)的飛躍，教師更沒有教學能力、教學方法、教學智慧的提高。作為新世紀的年輕物理教師，我們有接受新知識的渴望和勇于改革創(chuàng)新的勇氣，更有不怕吃苦的精神，我們想進步，想創(chuàng)新，其目的都是希望我們的勞動付出在學生們的身上能體現(xiàn)出更高的價值。我們不想做那種沒有智慧、沒有效率的教師，我們想讓我們的勞動換來學生能力的提高，為學生的終身學習打好基礎(chǔ)。為此，學校鼓勵教師參加培訓和學習，幾年來，派出多位教師外出學習、交流，我們的教師在各級各類比賽中也屢獲嘉獎，并將豐富的經(jīng)驗和教學方法傳授給同行，如王曉雪和安麗麗兩位教師在“國培”中進行了講座，王瑩和申志超兩位教師做了省級示范觀摩課。

三、取得的主要成績

1. 實驗操作技能大賽方面：2010年5月，王曉雪、白寶彥兩位教師在哈爾濱市物理實驗操作技能大賽中獲獎；2012年5月，教師王瑩在哈爾濱市實驗教學技能大賽中獲獎。

2. 自制實驗教具和成果展示方面：2010年10月，教師王嬌的作品《液體壓強的神奇效果》 獲國家級獎項；2012年12月，教師魯云杉的作品《關(guān)于液體壓強的定量自制研究》獲國家級獎項；2013年12月，教師王瑩的作品《交流電和直流電的區(qū)別研究》獲市級獎項；2012 年 7 月，教師白寶彥的作品《光學器材制作》獲市級獎項；2013 年 7 月，教師白寶彥的作品《水氣壓計》被評為市級論著。

3. 學生作品方面：教師白寶彥指導的學生作品“爭當小實驗家”在全國少年兒童科學體驗活動黑龍江賽區(qū)的比賽中獲省級優(yōu)秀指導獎；教師王瑩指導的學生作品在 2013 年“哈爾濱科技四小”展評活動中獲優(yōu)秀指導獎。

4. 通過對初中物理自制教具和實驗教學有效性的研究，結(jié)合我校開展的高效課堂，我們參加了區(qū)、市級及以上的公開課、示范課等展示活動，九十五中的物理教學發(fā)生了飛躍的變化，有力地推動了我校課堂教學模式和學生學習方式的改革，主要表現(xiàn)在：

（1）改變了課堂教學方式

結(jié)合我校推行的高效課堂的教學模式，通過實驗教學有效性的研究和實踐，改變了課堂教學的面貌，使課堂教學方式產(chǎn)生了變革.學生的學習效率和綜合素質(zhì)得到了很大提高，個性特長得到了充分發(fā)揮。

（2）學生的實驗探究意識和探究能力明顯增強

通過實驗探究式教學，激發(fā)了學生的探究熱情，培養(yǎng)了學生的探究意識和探究能力。學生進行創(chuàng)造發(fā)明和技術(shù)革新的意識增強，特別是通過豐富多彩的課外實踐活動，如小實驗、小發(fā)明、小制作等，動手能力和發(fā)明創(chuàng)造能力明顯增強。

（3）教師的實驗教學水平和能力明顯提高

通過實驗教學有效性的研究，一是提高了教師處理教材和合理利用實驗教學資源的能力，即教師能根據(jù)學生探究性學習的需要，合理地組織教學內(nèi)容。二是提高了教師研究學法的熱情和能力，在實驗探究學習的研究中，最重要的是要激發(fā)學生對實驗探究的興趣和熱情，使他們能積極主動地去探究和體驗，這就要求教師不但要研究每節(jié)課教什么，怎么教，還要研究學生怎么學。三是提高了教師自身的實驗探究精神和探究能力，不具有探究精神的教師是很難培養(yǎng)出具有探究精神的學生的，所以在實驗探究教學中，教師要和學生一起學習、一起成長。四是提高了教師的科研水平。幾年來，物理組的每位教師結(jié)合自己的實際教學和研究撰寫了多篇論文，并將科研成果更好地應(yīng)用于教學、指導教學。

（4）促進了組內(nèi)成員的個人專業(yè)發(fā)展

組內(nèi) 7 個成員中，中學一級教師三人，市級骨干教師一人，區(qū)級骨干教師三人。

在2008年到2011年間，組內(nèi)6位教師的論文和論著分別獲得市級、省級、國家級獎項；從2009年到2011年，組內(nèi)共有5位教師在各級各類公開課比賽中獲得不同級別的獎項；僅2011年一年，組內(nèi)5位教師的7篇教學設(shè)計分別獲得省級和國家級獎項。

四、體會和感想

經(jīng)過幾年的探索，我?！拔锢韺嶒灲叹叩难邪l(fā)、改進和利用”課題得到了多方支持，我們?yōu)榱水敵醯膲粝敫冻隽撕芏?，也收獲了很多，幾年的研究歷程給了我們深深的體會：

1. 教育要改革、模式要創(chuàng)新、教育科研必須先行。

2. 要通過加強初中物理實驗教學有效性的探究這種新型的學習方式，運用發(fā)散思維、求異思維，在民主和諧的探究環(huán)境下，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

3. 引導學生涉身社會，關(guān)注社會物理、經(jīng)濟、科技和社會生活中的熱點問題，并運用所學知識探究、討論，尋求解決辦法、培養(yǎng)實踐能力。

五、存在的問題與思考

1. 由于受考試制度的限制，實驗活動目前還未能在課堂上全面展開，特別是九年級下學期，因?qū)W業(yè)水平測試的壓力，課后的探究性實驗活動常常由于時間不充分而無法正常進行。迫切希望新的評價制度能夠解決這一矛盾。

2. 要在課堂上大量開展探究性實驗活動，實驗儀器要盡可能配套，取用方便。如完全靠課后、課前的自備、自制，費時并且費精力，很難實現(xiàn)。

3. 由于受時間和精力的限制，對某些小組和學生來說，教師的引導和參與往往不能真正到位，教學效果受到一定的影響。這個問題我們還沒有真正解決好，需要大家共同探討。

4. 隨著活動的不斷開展，有的學生的學習興趣得到提升，但同時部分學生的能力呈下降趨勢，這個現(xiàn)象需要全體教師繼續(xù)研究，不斷努力克服，我們還有很長的路要走。

作為一名物理教師，一定要有思想、善于鉆研，一個沒有思考能力的教師，教學一定是盲目的。沒有條件我們就創(chuàng)造條件，沒有教具就自制教具，沒有實驗室就在班級進行實驗，沒有分組的實驗器材就幫助學生準備分組實驗，我們沒有追求名利，有的是對業(yè)務(wù)執(zhí)著的追求和對教育事業(yè)無悔的付出。我們的目標與方向很明確，就是努力、鉆研、奉獻、創(chuàng)新！