新課程理念下高中物理實驗教學的改革嘗試初探

[摘要]中學物理實驗是學生自主學習、科學探究的重要載體。在實踐中，為了改進以往物理實驗教學中的弊端，探索將合作學習與學生的探究活動有機結合，讓學生在合作的動力基礎上進行科學探究，培養學生在學習過程中的探索精神和創新能力。

[關鍵詞]中學物理 實驗教學 合作探究

隨著新課程全面實施，新課程理念指導著課堂教學發生巨大的變化。中學物理實驗作為物理教學的一種重要手段，作為學生自主學習、科學探究的重要載體，在教學中發揮著舉足輕重的作用。

一、傳統高中物理實驗教學中存在的問題和原因分析

日常的實驗課教學過程中，教師生怕學生聽不懂，或者擔心學生在操作過程中會出現這樣或那樣的錯誤，于是教師從實驗原理、步驟、注意事項，甚至連實驗結果都面面俱到地講解，然后由學生按部就班地操作，從而使實驗教學中普遍存在著這樣一些誤區：（1）教學方法上：教師“畫實驗”、“講實驗”和“電腦模擬實驗”得多，學生“背實驗”多，親自動手操作得少。（2）實驗內容上：驗證性實驗多，探究性實驗少。導致學生合作互動少。（3）學生分組實驗：教師約束多，學生自主發揮得少；或者是，以個別同學為主，其它同學旁觀，責任心下降。（4）實驗結果：為了應付檢查，學生互相抄襲數據，造成實驗報告類同，做實驗流于形式。

在實驗課上出現上述情形，分析其原因主要是以下幾點。

1.由于廣大教師和學生對實驗功能認識的局限性，特別關注物理實驗的知識驗證功能而忽視學生動手能力的培養，忽視實驗過程中學生間的交流與合作。

2.高考書面表達的實驗考試形式與學生實際動手能力間存在著不可忽視的矛盾。

3.現在學生大多是獨生子女，與同伴交流與合作意識淡薄。

二、高中物理實驗教學改進的理論依據

合作探究性的學習方式，強調學生運用所學知識和技能親自探索“新”規律、發現“新”現象。主要體現以下特點。

1.學生學習自主性。合作探究性體現學生主動地獲取知識，教師的作用是引導和指導，而不是直接把活動方案或結論性知識現成地傳授給學生，使學生學習的自主性得以充分發揮。

2.活動探究性。學生在自主學習的基礎上，需要根據問題情境，提出準備探究的問題，并對問題提出假設，設計實驗方案，通過觀察獲取實驗數據和事實，并對獲得的實驗數據和事實進行科學的解釋和分析。

3.學生間的合作性。探究性學習能開闊學生的思路，解決疑慮，提高學生的學習積極性，促使相互間啟發和共同探索來完成探究任務。

4.交流互補性。學生通過互相闡述自己小組的實驗結果和實驗誤差分析的過程中，分享了他人的學習成果，也改進了自己的不足。

三、合作探究性學習方式的過程設計和案例分析

我們在教學時以合作探究性的學習方式為指導，采用如下流程圖進行設計：

該實驗教學的過程設計，我們以高中物理學生實驗“描繪小燈泡的伏安特性曲線”為案例進行詳細描述。在這個實驗的教學準備中，認真分析了這個學生實驗，有如下一些特點。

（1）該實驗是聯系初高中電學實驗的紐帶，學生在初中用伏安法測小燈泡的電阻已做過學生實驗，有了一定的基礎。為學生的自主預習提供了條件。

（2）該實驗又為高中后面的電學實驗如測定金屬電阻率、把電流表改裝成電壓表、測定電源電動勢和內阻等提供了基礎，是學生在高中階段必須徹底弄清楚原理的一個實驗。

根據以上特點并結合教學實際和學生實際進行操作過程設計。

1.學生分組

將全班學生分成多個合作組。在學生自愿組合的基礎上進行微調，合作組間可一起分享所獲得數據，但寫實驗報告是要求各人一份。

2.問題提出

在學生預習了實驗之后，提出如下一些典型的問題。

（1）要描繪出小燈泡的伏安特性曲線，必須測出小燈泡的哪些電學參量？

（2）要測小燈泡兩端的電壓和流過小燈泡的電流，應采用怎樣的電路圖？

（3）電流表應采用內接法還是外接法？滑動變阻器采用分壓式接法還是限流式接法？

（4）實驗需記錄幾組數據，數據如何進行處理等。

3.查閱資料，提出假設

以合作組為單位，讓合作組成員將自己所收集的信息及自己的理解進行分享和交流，開展研討，引導學生各抒己見，提出假設，以便尋求正確的答案，為做好實驗作充分的準備。

4.學生實驗方案設計

教師可以精講實驗原理，引導學生自己設計實驗，并動手畫出電路圖。討論他們的設計是否合理，如不合理，再加以修正。

5.實際實驗過程

合作組成員間采用互動式場景對話，鼓勵實驗課堂上的交流與討論。

場景一：熟悉器材，說明各部分的用途——進一步明確實驗原理。

場景二：連接電路，說明其操作方法——討論注意事項。如部分學生按電路圖連接完全正確后，合上電鍵發現兩表均有讀數，可是小燈泡不亮，學生就認為是小燈泡壞了。此時，教師可以適當進行點撥：當流過小燈泡的電流很小時，根據焦耳定律可知，燈絲發出的熱量還不能使它的溫度上升得足夠高，從而燈不亮。

場景三：提示學生，觀察實驗現象——記錄并處理數據。這一階段，學生之間互相配合，了解電表的讀數規則并通過改變滑動變阻器滑片位置記錄數據。

6.小組匯報交流

實驗完成之后，引導小組先組內討論總結，并讓各個小組派代表發言，闡述自己小組的實驗結果和誤差分析。同時，針對部分合作組中出現的故障原因進行探究分析。

7.總結、撰寫實驗報告

由于每個學生在各個程序中充分參與、思考，均有發言和總結的機會，并且每個同學的記錄、總結的著眼點不一樣，學生在完成實驗報告時就有自己的觀點，從而能有效避免實驗報告的雷同和抄襲，提高了實驗教學質量。

四、合作探究性學習方式的實踐反思

1.教師在整個過程中正確地引導著學生走上正確的探究之路，始終是學生學習過程中的參與者和合作者。

2.建立好合作組合作學習的學習紀律機制，強調和培養學生的集體合作交流意識。確保人人動腦、動手，人人有提高。

3.教師要有意識地培養學生，學會傾聽，學會質疑，學會在合作探究中不斷完善自己的認識，不斷產生新的想法，與他人共想思維方法和思維成果。

實踐表明，在實驗教學中運用合作探究性學習，能讓學生在整個實驗過程中熟悉研究過程，了解研究方法，學生能將實驗與科學探究有效地結合起來，學生在實驗教學中的主體作用得到了充分發揮，同時，在探究過程中也加強了相互間的合作意識。學生在整個物理實驗的學習和參與中體驗到了成功。

參考文獻：

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[2]高向斌.走向合作性教學[M].山西教育出版社，2005，9.

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（作者系上海師范大學物理系2006級教育碩士，單位為浙江省長興中學）