課程與物理實驗教學內(nèi)容的選擇

張志榮

2011版“新課程標準”中關(guān)于物理實驗的描述，不像現(xiàn)行物理教學大綱那樣，具體規(guī)定哪些知識點需進行什么樣的演示實驗，哪些知識點需進行什么內(nèi)容的學生實驗，以及這些實驗需要使用什么儀器，實驗的總課時是多少等等。過去的演示實驗、學生實驗，甚至隨堂實驗、學生小實驗等，在“新課程標準”中一并以“通過實驗”、“通過實驗探究”、“通過觀察和實驗”等術(shù)語提出了要求，它沒有界定哪些是演示的，哪些是學生做的。這就給教師們提出了新課題：怎樣選擇實驗內(nèi)容？以怎樣的方式引導學生進行各種實驗活動？在實驗活動中應該注意什么問題呢？該怎樣理解“新課程標準”的這些要求和做法的呢？在我們的實際教學中應如何做呢？物理實驗內(nèi)容的選擇應具有以下特點：

一、具有發(fā)展性，有利于促進探究活動的開展

義務教育階段的物理內(nèi)容是相當豐富的，老師們應盡可能多選一些便于學生開展探究活動的內(nèi)容。例如，探究聲音在固體和液體中是否傳播，探究音調(diào)的高低與什么因素有關(guān)，探究光是否總是沿直線傳播，探究平面鏡成像的特點，探究凸透鏡成像原理，探究固體的熔化過程和液體的沸騰過程的規(guī)律，探究各種物質(zhì)的導電性，探究影響壓力大小的因素，探究力的作用效果，探究色光混合與顏料混合的不同現(xiàn)象，探究影響金屬導體電阻的因素，探究怎樣用變阻器改變燈泡的亮度，探究影響電磁鐵的磁性強弱的因素，等等。

二、具有開放性，實驗內(nèi)容可供選擇

教科書中的科學規(guī)律，對于學生可能是未知的，學生可以通過探究活動去學習，從中發(fā)展探究的能力。但是，作為人類的文化財富，學生往往已經(jīng)通過各種途徑對它有所耳聞，特別是教師常會不自覺地以某種方式把相關(guān)的信息傳遞給學生。

例如蘇科版在“令人厭煩的聲音”中設(shè)計了“比較材料的隔聲性能”的活動。先讓學生去感受鬧鐘指針走動時聲音的音調(diào)和響度，比較鬧鐘放在鞋盒內(nèi)聲音的變化情況，接著要求學生收集各種阻隔聲音的材料，預測一下所給各種材料隔聲性能的好差，并自己動手設(shè)計一種簡易的方法來比較材料阻隔性能的差異。教材沒有給出具體的比較方法，而是讓學生自己提出解決問題的方法，讓學生歸納出：要比較不同阻隔材料的隔聲性能，可以采取在同一距離聆聽，比較隔層的厚度，或者在隔層厚度基本相同的條件下，比較聽不到聲音時的距離等方法。但不強求學生把所有的方法一一列舉出來，既培養(yǎng)了學生動手的能力和創(chuàng)新思維能力，又體現(xiàn)了問題適度的開放性。并且活動都留有一定的探究空間，讓學生能夠適度探究，又不過分拔高和放任。

又如探究熱水瓶中水的多少與保溫性能的關(guān)系、比較幾種不同紙張的吸水性能、探究乒乓球的反彈高度與哪些因素有關(guān)、研究電冰箱內(nèi)外的溫度差與所耗電能的關(guān)系并提出節(jié)能措施、比較不同材料的隔音效果等等。

在平時的教學;活動中，還可以根據(jù)學生的認知水平和實際情況，創(chuàng)造性地為學生選擇一些適合他們的探究實驗?？茖W探究的問題可以是學生提出的，也可以是教師提出的，可以是“標準”所要求的科學內(nèi)容，也可以是與“標準”科學內(nèi)容有關(guān)的交叉學科的內(nèi)容。

三、注重實效性，引導學生由物理走向生活

精心設(shè)計一些有意義的實驗探究和實踐活動，以大幅度地增加學生動手和實踐的時間，都可以用現(xiàn)有的儀器和生活中的常用器具完成，并不需要增加多少新的儀器設(shè)備，這樣就可以使學生在親身經(jīng)歷實驗探究和實踐活動的過程中，既學習了物理知識，又學習了物理學的研究方法，同時還受到了情感、態(tài)度與價值觀的熏陶，把過去的教師“講物理”變成學生自己動手“做物理”。

如探究凹透鏡的成像規(guī)律，探究不同材料的物質(zhì)的膨脹能力強弱，怎樣才能使紙飛機飛得更高，比較木頭、瓷、鐵、塑料的傳熱性能，觀察自行車中分別應用了各種不同材料的哪些性能，探究冬天水缸破裂的原因等等。在探究的過程中，不要過分強調(diào)概念、規(guī)律的嚴密性，要讓教師和學生充分地投身于實踐、探究和擴展知識面上，重視學生的生活經(jīng)驗的指導思想。

例如蘇教版教材中，對于“光的反射”，在“標準”中要求“通過觀察和實驗了解光的反射的特征”，因此，“光的反射”實驗中，重在探究活動。而對于反射規(guī)律的表述則是“在反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角”，這種表述沒有提及反射光線是否與入射光線共面，更沒有提及反射光線是否與入射光線分居法線兩側(cè)。因此這樣的表述可以說是不太完整的，但是這種處理符合“標準”對“光的反射”的教學要求，并且容易讓學生抓住光反射的主要特點，使得學生可以更多地專注于探究的過程。

四、具有延伸性，實驗由課內(nèi)延伸到課外

作為科學探究主體的學生，在面對紛繁復雜的科學世界時，會產(chǎn)生無比的激情和盎然的興趣，教師必須尊重學生的意愿，以開放的觀念和心態(tài)，為他們營造一個寬松、和諧、民主、融洽的學習環(huán)境，不能把上下課鈴聲當作教學的起點和終點，科學的探究僅僅憑課堂40分鐘是不夠的，應積極地把學生學習的場所引向生活和大自然，幫助學生不斷擴展對周圍世界科學現(xiàn)象的體驗，豐富他們的學習經(jīng)歷。

課外實驗活動即學生的實踐活動，內(nèi)容是豐富多彩的，可以是以實驗探究為主的實踐活動。我們從學科和生活中選擇或設(shè)計具有實踐性的研究課題，讓學生采用類似于科學研究的方法主動探究、發(fā)現(xiàn)、獲取知識，解決問題，在實踐中學會學習。以實驗探究為主的實踐活動，選擇課題范圍要小一些，研究和實驗的操作性要強一些。課題來源包括物理課程標準中的實踐活動參考題，也可以由教師們設(shè)計一些課題或?qū)W生提出自己感興趣的課題。

如學習了熱學方面的知識后，可探究保溫瓶裝水量與水溫變化的關(guān)系。學生可研究一下不同顏色物體的吸熱本領(lǐng)、服裝面料的保溫性能、蔬菜大棚的功能。

學習了摩擦力知識后，設(shè)計一個實驗驗證“在相同的條件下，滾動摩擦遠小于滑動摩擦”，來說明這一結(jié)論的正確性。

在學習完大氣壓的知識后，學生可能會提出這樣的問題：氣體的壓強與氣體的溫度有關(guān)系嗎？老師應給予必要的幫助，使學生明確研究的方向。如實驗的條件：將氣體的體積保持不變，研究它的壓強會不會隨著溫度的變化而變化;儀器的選?。簾?、水、溫度計、燒瓶、U形管、橡皮管等;實驗步驟及數(shù)據(jù)的處理：在燒瓶中封入一定質(zhì)量的某種氣體，燒瓶的一端連接在壓強計上，將燒瓶放入水中，通過溫度計可以測得水的溫度，也就是瓶中氣體的溫度。

用注射器、測力計、刻度尺測出大氣壓的值。

觀察音樂廳的墻壁結(jié)構(gòu)，思考這對聲音的傳播有什么好處;探究不同材料的物體吸音效果的強弱。

學習了凸透鏡成像知識后，讓學生探究大小、形狀相同的凸透鏡的焦距與制作材料是否有關(guān)，包括大小、形狀等等。自制簡易測力計，探究彈簧的彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。測自己站立時對地面的壓強……還可以設(shè)計以動手制作為主的實踐活動。這類活動要劃定范圍，要具體，并且要留出足夠的創(chuàng)造空間和制作時間。

例如制作一輛電動競速車。在這個活動中，只發(fā)給每組學生一個電動機，其他自己設(shè)計，自己找材料。先進行設(shè)計圖紙的答辯、論證和評比，然后根據(jù)圖紙做出電動競速車進行比賽。

舉行一次自制樂器音樂會，讓學生用藥瓶、盤子、燒杯、橡皮筋等材料制作的吹奏、打擊、彈撥樂器演奏出千曲曲動聽的樂曲。自制有透鏡的照相機;自制針孔照相機;利用光在兩面鏡子之間多次反射，自制一個萬花筒;用兩個不同焦距的凸透鏡制作望遠鏡。學習了顏色的知識后，用手電筒和彩色透明膠片，為晚會設(shè)計一套能變換出許多色彩的燈具。用熱管設(shè)計太陽能熱水器，等等。

學生可以自己選題，但要申報，教師給予指導。實驗內(nèi)容是豐富多彩的，根據(jù)本地的條件和學生的具體情況，可以靈活地選擇。但無論是什么樣的實驗，它的目的是明確的，就是讓學生通過實驗學習物理知識，更重要的是學會學習，學會探索，形成正確的價值觀，使其具有強烈的好奇心和旺盛的求知欲，形成良好的物理素養(yǎng)，主動參與、樂于探究，具有創(chuàng)新意識，能獨立思考，勇于有根據(jù)地懷疑，養(yǎng)成尊重事實、大膽想象的科學態(tài)度和科學精神，這是我們每一位物理教師的責任。

傳統(tǒng)的中學物理實驗教學方式存在哪些弊端呢？其教學內(nèi)容、教材編排、教學方式都沒有給學生留出足夠的發(fā)展空間。就分組實驗來說，教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項，寫得面面俱到。然而每次實驗課，教師還要花相當長的時間根據(jù)教材講實驗目的、原理等，然后學生照著現(xiàn)成的實驗步驟或跟著教師動幾下，取幾個數(shù)據(jù)，實驗就算完成了。這樣做實驗，收獲并不大。再說，現(xiàn)階段往往是一個班的學生同一時間做同一個實驗，用同一種方法、相同的儀器，都要在規(guī)定時間內(nèi)做完，得出同一結(jié)論，這樣就有可能導致部分學生看別人怎么做，自己就怎么做，特別是多人合做時，有極少數(shù)學生只看不動手，也不留心實驗觀察，不記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，更談不上去思考。這種教學模式不利于提高學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，不利于引導學生突破思維定勢這個思維障礙，不利于學生創(chuàng)新思維方法的形成，不利于學生智能的發(fā)展。

總之，傳統(tǒng)實驗教學不注重學生的差異，讓課堂成為“教案劇”出演的“舞臺”，教師是主角，好學生是配角中的主角，大多數(shù)學生只是不起眼的群眾演員，很多情況下只是觀眾和聽眾。顯然，在這樣的教學中，學生的主動性、創(chuàng)造性和學習潛能是不可能得到充分發(fā)揮的。