高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查及問題解決對策

摘要：科學(xué)探究及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理學(xué)科素養(yǎng)的重要內(nèi)容，而培養(yǎng)科學(xué)探究及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的主要途徑是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過對高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查以及對實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的問題分析，提出解決這些問題的應(yīng)對策略.

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；存在問題；對策

作者簡介：袁杰（1965-），男，湖北人，碩士學(xué)位，高級教師.

物理是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，幾乎每個(gè)規(guī)律的得出，都離不開實(shí)驗(yàn).物理實(shí)驗(yàn)既是物理課學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)物理知識的重要手段.完成好教材中的每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)及學(xué)生實(shí)驗(yàn)，對落實(shí)物理教學(xué)目標(biāo)有著重要的作用，是培養(yǎng)物理科學(xué)探究素養(yǎng)以及科學(xué)思維素養(yǎng)的重要途徑.

1高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查

在新的高考背景下，全國多數(shù)學(xué)校選用了新課標(biāo)物理教材.但教材所介紹的實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)校的條件不同限制，可能會出現(xiàn)以下一些問題：（1）教材所介紹的實(shí)驗(yàn)，有些效果較差，實(shí)施起來較為困難，不能達(dá)到預(yù)期的目的；（2）有些實(shí)驗(yàn)，教材所采用的儀器精度較高，而目前許多學(xué)校的器材還無法達(dá)到相關(guān)的要求，因而只能觀看課件；（3）教材介紹的部分實(shí)驗(yàn)方法陳舊，與現(xiàn)代科技相距甚遠(yuǎn)；（4）不能利用身邊現(xiàn)有的物質(zhì)資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而存在脫離實(shí)際的傾向.為此，筆者對廣州市部分學(xué)校進(jìn)行了如表1所示的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的調(diào)研.

同時(shí)，還對教師做了如下5項(xiàng)調(diào)查：

（1）你是否曾自制實(shí)驗(yàn)儀器？自制了多少個(gè)儀器？這些儀器的名稱是什么？

答：自制過少量的實(shí)驗(yàn)儀器，一般也只有兩三個(gè)，如力的合成、微小形變的演示、離心現(xiàn)象等.

（2）你是否曾對現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過改進(jìn)？改進(jìn)過多少實(shí)驗(yàn)？這些實(shí)驗(yàn)的名稱是什么？

答：改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷不多.

（3）你認(rèn)為在新的課程標(biāo)準(zhǔn)下物理實(shí)驗(yàn)所起的作用大嗎？

答：作用大（大部分老師的回答）.如幫助學(xué)生理解概念，提高動手能力、探究能力和合作能力等.

（4）你認(rèn)為影響實(shí)驗(yàn)效果的因素有哪些？

答：①由于實(shí)驗(yàn)所求的量一般不能直接測出來，要經(jīng)過計(jì)算才能得到 ，使學(xué)生沒有耐心做下去；②儀器陳舊、損壞，維修不到位，更新不及時(shí)；③沒有標(biāo)準(zhǔn)資料，學(xué)生不知道怎么做；④學(xué)生刻苦鉆研的精神不足；⑤教師自身素質(zhì)、工作負(fù)擔(dān)的影響；⑥教材要求高；⑦實(shí)驗(yàn)員水平不高，指導(dǎo)性不強(qiáng).

（5）你對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有哪些建議？

答：①實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要方便學(xué)生自學(xué)；②有針對性解決問題，重在探究性實(shí)驗(yàn)上；③教材要更具針對性；④提供多種實(shí)驗(yàn)方法；⑤充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)員的作用.

2高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

21實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不明顯

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不明顯是常見的問題：一是由于實(shí)驗(yàn)裝置不靈敏或?qū)嶒?yàn)條件得不到滿足導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不明顯.例如，靜電現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，用絲綢摩擦玻璃棒生電的效果受天氣影響特別大，即使是晴天，觀察到驗(yàn)電器的金箔張角也很小.再如，探究兩個(gè)電荷間的相互作用時(shí)，張角大小的變化并不十分明顯：二是實(shí)驗(yàn)儀表顯示的變化不明顯占有很大的比例.如在“電阻定律的實(shí)驗(yàn)探究”這一實(shí)驗(yàn)中，要么是電壓表示數(shù)變化小，要么是電流表示數(shù)變化小.由于實(shí)驗(yàn)儀表的變化不明顯導(dǎo)致的誤差是很明顯的，實(shí)驗(yàn)也不能顯示出它應(yīng)有的效能.

22實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可見度低

在實(shí)際教學(xué)中，有時(shí)雖然實(shí)驗(yàn)的效果非常明顯，但由于儀器小、學(xué)生距離儀器較遠(yuǎn)，導(dǎo)致現(xiàn)象的可見度小.比如在做電學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，用電表測量電流或電壓，演示用電表的靈敏度不夠，學(xué)生電表的指針偏轉(zhuǎn)情況難以觀察到.這時(shí)，可以采用投影法、機(jī)械放大法或自制教具法來增加實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可見度.

23實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的吸引力不夠

實(shí)驗(yàn)的目的之一是要充分激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，但目前高中物理所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)在這方面顯然是“力不從心”.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原動力不足，教學(xué)仍然擺脫不了應(yīng)試教育的制約或陰影，我們的立足點(diǎn)是會解實(shí)驗(yàn)習(xí)題，而不是使學(xué)生獲得操作能力、創(chuàng)新能力、探究能力等，在這種思想指導(dǎo)下，使原本十分有趣的實(shí)驗(yàn)，變得索然無味.

24實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提供的實(shí)驗(yàn)可選方案單一

調(diào)查顯示，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)基本上只提供了一種方案，也就是高考中經(jīng)常涉及的方案.而這種方案往往與學(xué)生的思維不吻合.而這樣做的結(jié)果是，不能最大限度地挖掘?qū)W生的潛能，久而久之，學(xué)生也不用為方案而操心，因?yàn)槔蠋熢缇驮O(shè)計(jì)好了.在一定的程度上扼制了學(xué)生的思維，不利于學(xué)生發(fā)散思維的養(yǎng)成.從思想上就滋生了一種惰性，也磨滅了他們的求知欲.

25實(shí)驗(yàn)隱性效果差

實(shí)驗(yàn)的隱性效果是一個(gè)長期的效果，它不是學(xué)生一時(shí)學(xué)習(xí)中的一種表現(xiàn).隱性效果主要指學(xué)生的各種相關(guān)能力，隱性效果差體驗(yàn)為學(xué)生各種相關(guān)的能力沒有得到應(yīng)有的提高.而調(diào)查的結(jié)果顯示，學(xué)校的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)并沒有很好的開展，學(xué)生也沒有在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)前人的探索過程，沒有進(jìn)行相應(yīng)的猜想、假設(shè)、分析、總結(jié)，也就談不上體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)所帶來的樂趣，更談不上學(xué)生的能力得到發(fā)展.

26課外實(shí)驗(yàn)開出率低、實(shí)驗(yàn)效能的延續(xù)性不能得到保證

由于學(xué)生的課業(yè)繁多，學(xué)習(xí)壓力大，加之住校等限制，使得課外物理實(shí)驗(yàn)開設(shè)的相當(dāng)少.學(xué)生沒有很好的開發(fā)思維，利用身邊的現(xiàn)有材料，粗制簡單的實(shí)驗(yàn)用具.比如說，自制反應(yīng)時(shí)間尺，是一個(gè)很有趣的課外實(shí)驗(yàn)，材料也很容易找到，但這個(gè)實(shí)驗(yàn)布置下去后，做的同學(xué)卻很少，很多同學(xué)說沒有時(shí)間去做.這樣，一個(gè)方法只是在上課有一點(diǎn)時(shí)間接觸，課后動手的時(shí)候少，使得實(shí)驗(yàn)過程中的各種能力的延伸發(fā)展得不到保證，不利于鞏固學(xué)生的能力.

27教師自制儀器少、課堂實(shí)驗(yàn)啟發(fā)性弱

由于學(xué)校的評價(jià)體制更注重的是學(xué)生成績，所以教師的大部分時(shí)間耗費(fèi)在如何提高學(xué)生的成績上，鮮有老師想方設(shè)法利用現(xiàn)有材料制作簡易而又效果明顯的實(shí)驗(yàn)器材.教師過分依賴教材、拘泥于教材，不能勇于創(chuàng)新.比如，利用廢棄的可樂瓶制作完全失重的裝置，這是一個(gè)很簡單的實(shí)驗(yàn)裝置，材料易得，制作簡單.但調(diào)查結(jié)果表明，自已動手制作的老師并不多.目前，教材中所涉及的實(shí)驗(yàn)儀器，離我們的生活太遠(yuǎn)，學(xué)生覺得物理知識遠(yuǎn)離我們的生活，不具親和力.而自制的實(shí)驗(yàn)教具恰好能彌補(bǔ)這個(gè)缺陷.教師自制的教具少了，實(shí)驗(yàn)教學(xué)難免有一點(diǎn)紙上談兵，不能啟發(fā)學(xué)生的思維.

28用仿真實(shí)驗(yàn)或電腦課件來代替真實(shí)的實(shí)驗(yàn)

在我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分老師為了節(jié)約時(shí)間，增加知識傳授的效率，往往用實(shí)驗(yàn)的模型來代替真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，在電腦普及的今天，課堂上用課件或仿真實(shí)驗(yàn)來代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)的情況很多.多媒體技術(shù)的引入，無疑給我們的物理教學(xué)帶來了一場革命，但過分依賴多媒體，卻使物理實(shí)驗(yàn)喪失了它的真實(shí)性、動手操作性、趣味性和實(shí)踐性.

3解決物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中問題的對策

從調(diào)查的情況來看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然是高中物理教學(xué)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的低效性表現(xiàn)得比較突出，它極大地影響著物理教學(xué)質(zhì)量的提高，與時(shí)代發(fā)展對人才的要求很不適應(yīng).教師能否轉(zhuǎn)變觀念，從理念和思想、實(shí)質(zhì)和行動上研究實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高物理實(shí)驗(yàn)的效率，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)走出困境？

31充分重視實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備

“工欲善其事，必先利其器”.充分的準(zhǔn)備是做好實(shí)驗(yàn)的前提.對演示實(shí)驗(yàn)，教師要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，力求使實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)驗(yàn)操作簡單、由演示現(xiàn)象到得出結(jié)論的過程簡單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、可靠、成功率高.對學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前要使學(xué)生明確：實(shí)驗(yàn)的目的、依據(jù)的原理、所需要的器材以及器材的用途和規(guī)格；并要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的步驟和細(xì)節(jié)中做到心中有數(shù)，避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的盲目性；學(xué)生要了解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法.

32注重實(shí)驗(yàn)中學(xué)生之間的交流與合作

培養(yǎng)學(xué)生的合作能力，是實(shí)踐新課程理念的一個(gè)體現(xiàn).在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行交流與合作應(yīng)作為物理教學(xué)的一個(gè)基本要求.有的實(shí)驗(yàn)要求一個(gè)同學(xué)操作、另一個(gè)同學(xué)觀察記錄，這時(shí)就需要兩名同學(xué)密切的配合，方能確保實(shí)驗(yàn)的成功，對實(shí)驗(yàn)猜想、數(shù)據(jù)的分析也可以通過同伴的交流，取長補(bǔ)短、去粗取精.實(shí)驗(yàn)課堂的交流與合作精神的培養(yǎng)，可以規(guī)范學(xué)生的任務(wù)意識、合作意識、責(zé)任感及團(tuán)結(jié)合作的精神，為學(xué)生今后走入社會奠定一定的基礎(chǔ).

33注重實(shí)驗(yàn)方案的多樣性和選擇性

過去的實(shí)驗(yàn)，往往只是提供一種方案，所提供的器材也非常有限，而課程標(biāo)準(zhǔn)要求我們在課程實(shí)施過程中體現(xiàn)多樣性和選擇性.實(shí)驗(yàn)教學(xué)也要體現(xiàn)這一理念.尤其在我們進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生的思維可能不只是局限于老師所提供的器材.例如，“探究外力做功與物體動能的關(guān)系”這一實(shí)驗(yàn)，就有多種實(shí)驗(yàn)方案：利用自由落體、小車在斜面上的加速運(yùn)動、用DIS與氣墊導(dǎo)軌等多種方案，這時(shí)我們要提供多種器材供學(xué)生選擇.

34充分重視實(shí)驗(yàn)的過程

江西省物理特級教師黃恕伯曾強(qiáng)調(diào)：重視學(xué)生自主經(jīng)歷某種有價(jià)值的學(xué)習(xí)活動（例如觀察、實(shí)驗(yàn)、解釋、分析、概括、交流等）.通過該活動，在實(shí)現(xiàn)知識與技能目標(biāo)的同時(shí)，讓學(xué)生獲得體驗(yàn)，形成意識，掌握方法，提高能力.在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要重結(jié)果但更要重過程，因?yàn)樵诰唧w的實(shí)驗(yàn)過程中能獲得相關(guān)知識、掌握實(shí)驗(yàn)的技能、初步了解科學(xué)研究的一般方法、體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的樂趣.

35重視實(shí)驗(yàn)過程中的猜想

在探究性的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生要根據(jù)課題，針對發(fā)現(xiàn)的問題，在回憶總結(jié)已有的知識和經(jīng)驗(yàn)、收集和整理信息的基礎(chǔ)上，作出大膽假設(shè)或猜想，并通過實(shí)驗(yàn)對提出的假設(shè)或猜想進(jìn)行證實(shí)或證偽.猜想不是毫無依據(jù)的瞎想，而是建立在一定的實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上的一種科學(xué)的推斷.

36注重對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，找出實(shí)驗(yàn)成敗的原因

實(shí)驗(yàn)完成后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析也是提高學(xué)生能力的重要環(huán)節(jié)，對成功的演示實(shí)驗(yàn)，我們可以讓學(xué)生通過觀察總結(jié)規(guī)律；對學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，可能成功，也可能失敗，成功和失敗都是一種經(jīng)驗(yàn)，特別對于失敗的實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真分析造成實(shí)驗(yàn)失敗的原因，通過修改設(shè)計(jì)方案、規(guī)范操作過程、減小偶然因素的影響等促成實(shí)驗(yàn)的成功，充分體驗(yàn)“失敗是成功之母”的含義.

37開放實(shí)驗(yàn)室 拓寬學(xué)生的視野

提高學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣，僅僅局限在課堂是不行的.特別是探究性的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，往往一節(jié)課不能解決所有的問題，如果開放實(shí)驗(yàn)室，可以延續(xù)學(xué)生的研究，還可以為學(xué)生的課外實(shí)驗(yàn)的開展提供必要的保障.

38加強(qiáng)學(xué)生的課外實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)、隨堂實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺浞值募ぐl(fā)學(xué)生的興趣，而課外實(shí)驗(yàn)卻可以使學(xué)生保持這種興趣，能充分發(fā)揮學(xué)生的自主性、獨(dú)創(chuàng)性.這是對課堂學(xué)習(xí)的一個(gè)必要的補(bǔ)充.課外實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主體，教師對學(xué)生的課題作適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)或評估，肯定、鼓勵他們的行為，讓他們充分體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的快樂.

39對部分物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)

教材所提供的實(shí)驗(yàn)方法或?qū)嶒?yàn)室所提供的實(shí)驗(yàn)器材總是有限的，各地的學(xué)生情況不同、教學(xué)條件不同，實(shí)驗(yàn)的效果也不盡相同，我們在實(shí)際教學(xué)中，可以適時(shí)、適當(dāng)?shù)膶ΜF(xiàn)有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn).