感悟劉炳昇物理實驗教育思想

(江蘇省海州高級中學，江蘇 連云港 222001)

1 引言

劉炳昇是南京師范大學物理科學與技術學院教授、物理課程與教學論博士生導師，曾任中國教育學會物理教學專業(yè)委員會副理事長，為國家課程初中科學課程標準研制組核心成員。劉老師長期從事物理教學論、物理實驗教學及研究工作，在國內贏得了崇高威望。

筆者在南京師大物理系學習時有幸成為劉老師的學生，當時，劉老師給我們上的是《中學物理教學法》，雖然時隔多年，但對劉老師的課仍然印象深刻。課堂上，劉老師以生動的案例、精彩的實驗、深入淺出的講解、幽默風趣的語言深深吸引著每位學生。工作后，又多次聆聽劉老師關于中學物理教學方面的報告，也曾在一些教研活動中向劉老師請教過中學物理實驗教學方面的問題。在跟劉老師學習的過程中，深深感到他在實驗探索和實驗教學研究中所表現(xiàn)出的大智慧。學習劉老師的物理實驗教育思想，我有以下幾點粗淺的感悟與大家分享。

2 對劉炳昇物理實驗教育思想的幾點認識

2.1 物理實驗的作用是不可替代的

劉老師非常強調物理實驗的重要作用，明確指出：實驗是物理教學的重要基礎、重要內容和重要方法；中學物理實驗能激發(fā)學生學習物理的興趣和求知欲望，能為學生創(chuàng)設生動的物理學習情境，能發(fā)展學生的能力，使學生掌握科學方法；實驗還有利于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神。他認為：實驗在學生發(fā)展過程中的作用是不可替代的。實驗有利于激發(fā)學生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學生的學習興趣；實驗能創(chuàng)設有效獲取和掌握知識的學習環(huán)境；實驗是培養(yǎng)學生各種能力和訓練科學方法的有效途徑；實驗有利于培養(yǎng)學生良好的道德素養(yǎng)和科學作風。

聽過他講課和看過他實驗的學生和老師，都能被他精彩的實驗表演和剖析所感動，并留下極深刻的印象。課程標準實施以來，由于各種原因，中學物理教學中普遍存在不做實驗的傾向，他通過文章和培訓講座明確指出：加強實驗是我國理科教學的歷來主張，實驗體現(xiàn)了科學的本質特征，是科學探究的重要思想和方法，實驗的素養(yǎng)(觀念、思想方法、技能方面)是科學素養(yǎng)形成和發(fā)展的基礎和組成部分，在新課程實施中必須強化實驗教學。

2.2 積極倡導自制教具

劉炳昇老師深受著名物理教育家朱正元教授的影響，繼承和發(fā)展了大師的物理實驗教育思想，長期以來，他堅持不懈地努力從理論和實踐兩方面研究中學物理實驗教學問題。他與他的同事一道創(chuàng)建了具有“自制教具”特色的物理教學論實驗室和實驗課程。

他設計了許多看似非常簡單，但卻能使學生有意想不到發(fā)現(xiàn)的實驗。例如水中蠟燭的實驗：把蠟燭粘在碗的底面上，點燃蠟燭，再往碗中注水，燃燒過程中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象(如圖1)？絕大多數(shù)同學都認為：當蠟燭的上表面與水面相平時，火焰就會熄滅。

圖1

但實際上隨著燃燒進程，蠟燭越來越短，火焰越來越接近水面，并沒有熄滅，上表面逐漸下凹，上蠟面的邊界始終與水面相平，也不坍塌，燃燒一段時間后火焰越來越小，大家都認為蠟燭就要熄滅了，但沒有想到，火焰又變大起來，隨后逐漸變小，小到一定程度，火焰又變大了，然后再變小，如此反復幾次才最終熄滅。大家看得非常興奮，因為他們完全想象不到會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。

劉老師認為：生活中不乏奇妙的物理現(xiàn)象，每個人都有發(fā)現(xiàn)的機會，但“視而不見”的現(xiàn)象卻是屢見不鮮的，因為我們的教育太忽視學生好奇心的激發(fā)和培養(yǎng)了。沒有強烈的好奇，問題從何而來，創(chuàng)新從何而來！他主張用最平常的東西，引導學生獲得不平凡的發(fā)現(xiàn)。

2.3 強調實驗教學要不斷創(chuàng)新

劉老師提出：實驗需要創(chuàng)新，要關注激發(fā)學生學習的興趣，尤其要加強實驗內容、手段、教學方法的創(chuàng)新。

2006年劉老師對新課程實施以來的實驗教學進行了反思，他以“繼承傳統(tǒng)，開拓創(chuàng)新”為題寫了三篇文章，總結了20世紀后期我國中學物理實驗教學的變化及主要經驗，強調加強物理實驗是我國物理教學的歷來主張、創(chuàng)新需要繼承的觀點。他還分別對實驗教學內容創(chuàng)新、實驗教學技術手段創(chuàng)新和探究教學的改革提出了自己的觀點。劉老師指出：實驗不是探究的唯一方法，理論探究也是不可少的，在通常情況下實驗、理論、數(shù)學需要相互結合起來。同時實驗也不都是探究的，基本的儀器使用、操作訓練等類型的實驗也是不可少的。

2.4 在物理實驗中要合理運用現(xiàn)代信息技術

現(xiàn)代信息技術和實驗技術的應用，極大地推動了物理實驗的發(fā)展，也極大地提高了實驗教學的質量。現(xiàn)代教育技術進入實驗教學領域，已使或將使實驗教學的面貌發(fā)生大的變化。

劉老師認為：傳感技術、計算機技術與真實實驗的結合，有利于使學生了解現(xiàn)代實驗技術的思想方法，有利于解決教學中的實驗難點，可提供更多的探究實驗課題，有利于學生進行探究實驗設計和探究技能的訓練；它有其優(yōu)勢，也有其不足，需要選擇能發(fā)揮其優(yōu)勢的實驗內容、應用合適的教學方法。重要的是實驗本身的創(chuàng)造構思，離開了實驗的創(chuàng)造性內涵，任何強大的技術手段也發(fā)揮不了應有的作用。

3 研究劉炳昇物理實驗教育思想的重要意義

在大力倡導新課程理念的今天，研究劉炳昇物理實驗教育思想，對促進中學物理實驗教學、踐行新課程理念、培養(yǎng)學生觀察能力、動手能力，激發(fā)學生的學習興趣和學習內驅力，使學生養(yǎng)成良好的學習態(tài)度、熱愛科學、獻身科學的品質，進而提高物理課堂教學的有效性以及教師自身專業(yè)發(fā)展無疑具有重要的現(xiàn)實意義。

3.1 在物理教學中進一步發(fā)揮實驗的作用

新課程改革更新了教師的理念，突出了學生的主體地位，強調激發(fā)學生的學習興趣。但是，如何激發(fā)學生的學習興趣？如何保持與提高學生的好奇心與求知欲？單純的理論說教是不可能實現(xiàn)的。劉老師倡導的“小實驗、大智慧”的物理實驗教育思想可以幫助我們解決這一困惑，用學生喜聞樂見的、與學生生活密切相關的實驗是最有效的途徑。但在我們的課堂教學中，實驗特別是探究性實驗沒有得到應有的重視。許多教師用多媒體展示實驗過程，進行模擬實驗，讓學生看到明顯的實驗現(xiàn)象，但與實際實驗操作相比，缺少了真實性和震撼力，缺少了讓學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的機會，更重要的是學生失去了動手操作的機會，無法感悟實驗過程的艱辛，無法使學生感受實驗成功的喜悅。劉老師將實驗從課內延伸到課外的思想，擴大了實驗教學的外延，培養(yǎng)了學生觀察生活、體驗生活和思考生活的習慣，使學生能夠留意生活中的點滴小事，能夠從生活中一些看似平凡的“小”事情中挖掘出“大”道理，并且把課內所獲得的知識和技能應用于生活實踐中。

3.2 在物理教學中進一步加強實驗教學

物理學是一門以實驗為基礎的科學，任何物理規(guī)律的建立，都必須經過實驗的驗證，理論物理學家運用嚴密的理論分析和數(shù)學推導，建立新的物理學理論，必須經過實驗驗證才能得到世人的公認；離開物理實驗作為基礎與支撐的物理學理論只能是空中樓閣，是無源之水、無本之木。

物理教學的實際現(xiàn)狀是許多一線教師對物理實驗的重要性認識不足，導致物理實驗遠離中學課堂，可有可無，大量的演示實驗被取消或者用多媒體展示替代，學生很少有機會親自動手做實驗。此外，高考中物理學科地位的尷尬、物理實驗的考查方式和實驗所占分值偏小等也在一定程度上影響了實驗教學。研究劉老師的物理實驗教育思想，希望物理教師能改變重理論輕實驗的教學觀念，遵從物理學發(fā)展規(guī)律和學生的認知規(guī)律，以培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)為目標，在教學過程中重視實驗教學，充分發(fā)揮實驗教學功能。

3.3 在物理教學中進一步創(chuàng)新實驗教學

由于部分教師對實驗的輕視，加之學校實驗室的設備陳舊，致使學生對實驗不感興趣。

盡管有的學校為了裝點門面，也會建設探究實驗室、數(shù)字化實驗室，但只是點綴而已，有的根本沒有用過。劉老師通過長期的研究總結出的“小實驗、大智慧”的思想，從學生身邊的現(xiàn)象入手，從簡單中研究出不簡單；利用小玩具做出大文章，在平凡中揭示出不平凡的創(chuàng)新實驗思想，投入很少，簡單易行，無論城市農村都可以實行。正如劉老師所說：“用最平常的東西，引導學生獲得不平凡的發(fā)現(xiàn)”，如果能夠成為廣大一線中學物理教師的自覺行為，對落實新課程理念，培養(yǎng)有擔當?shù)男乱淮鷮W生，其重要意義是不言而喻的。

4 踐行劉炳昇物理實驗教育思想的舉措

4.1 高度重視實驗教學

物理實驗是促進學生個性發(fā)展和成長的一個重要手段，是我們每一個教師都必須認真對待的問題，我們該怎樣做？

首先，我們要澄清認識，從新課程為學生的終身發(fā)展與幸福奠基的理念高度，克服重理論輕實驗、重驗證輕探究的錯誤觀點，高度重視物理實驗。其次，需要以務實的精神和正確的心態(tài)，認真剖析我們的中學物理教學實踐，思考在哪些方面需要改進？如何改進？再次，要重視在實驗開發(fā)和設計中的合作、交流，集眾人的智慧去探索，進行一定的創(chuàng)新。

4.2 加強學習，不斷提升自己實驗技能

在物理實驗教學中，如何才能獲得最佳的教學效益？這是我們必須要認真思考的問題。撇開學生和學校的客觀條件不說，要真正發(fā)揮實驗的作用，首先要求教師要做一個有心人，正如劉老師所說：創(chuàng)造的靈感來自于興趣，來自于“小實驗、大智慧”的觀念，來自于觀察和動手的習慣，來自于會用物理原理進行深入的分析和思考。這就要求我們教師自己要對物理實驗充滿興趣，要有正確的實驗觀念，養(yǎng)成良好的觀察、分析、思考習慣，有意識地培養(yǎng)自身的動手能力，在平時的工作中不斷積累經驗，多動手、多嘗試，提高實驗設計、教學和開發(fā)能力，并以有趣和有效的實驗，讓學生在實踐中學會觀察、思考，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

4.3 結合學校、學生實際，豐富物理實驗內容

以前老師們一致認為學生的成績是第一位的，其他的活動都將會耽誤學生的學習時間，從而影響考試成績。因此，除了課堂教學以外，學生基本沒有什么跟課程相關的活動。其實物理科技周和學校開展的體育活動有相同的一面，那就是因為它們都含有趣味性和參與性，讓學生在嘗試中體會到了快樂的情趣，活動有了生命力，同時還獲取了知識，所以它對學習影響是正面的。有不少成績很差的學生參加課外活動小組后，學習成績大幅度提升，就是因為在活動中學習興趣得到了提高，在參與中體會到了成功的快樂，從而激發(fā)了學習的動機和潛能。

5 結語

劉老師多年致力于物理實驗教學的研究，其物理實驗教育思想對于在新課程推進過程中，更新我們的教育理念，改進我們的教學方法，指導我們的課程改革有著深遠的意義。我們要認真研究學習，并應用于我們的物理教學實踐之中。