建構高中物理實驗教學體系初探

陳建春

傳統(tǒng)教學觀對物理實驗較為忽視，在教學大綱的制定、教材的編寫和教學的過程中，都沒有使物理實驗形成一個完整的體系。這樣將不利于充分發(fā)揮物理實驗在教學過程中的作用，不利于達到物理教學目標。本文將對高中物理實驗教學體系的構建做初步探討。

一、建構高中物理實驗教學體系的原則

(一)實驗選擇的原則

(1)探究性原則

中學教育在承傳人類已積累的知識與技能的同時，還要通過引導學生親身經(jīng)歷科學探究的過程，形成科學的態(tài)度和科學探究的能力。實驗體系應注意選擇有利于發(fā)揮學生主動性的實驗，適合于形成發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、得出結論的學習過程。

(2)啟發(fā)性原則

作為內涵，啟發(fā)性是指用各種方式啟發(fā)學生深入理解教學內容；作為外延，是指有利于學生智能的開發(fā)，即啟迪學生開拓性、創(chuàng)造性的思維。

(3)直觀性原則

由于學生對物理過程想象力和抽象思維能力還很有限，不用直觀教學很難使知識具體化、形象化，學生也很難領會和掌握，特別是實際操作技能和技巧。

(二)實驗整合的原則

(1)系統(tǒng)性原則

物理實驗是一項系統(tǒng)工程，它是由教學目標、實驗內容、實驗技能三個子系統(tǒng)所組成，各子系統(tǒng)的功能不是等價的，其中教學目標起著制約其他子系統(tǒng)的作用。

(2)可行性原則

物理實驗體系必須具備兩個可行性條件。主觀上應考慮學生的年齡特點、已有知識基礎和師資水平。客觀上應考慮教學設備、地區(qū)差異等因素。只有當這兩個基本條件具備，實驗體系才能達到預期目的。

(3)科學性原則

科學性原則是指實驗目的、原理、實驗材料和實驗手段的選擇都是正確無誤的，是符合邏輯的。實驗內容應方法科學、結構合理、邏輯嚴密、可重復性強。

(4)順序性原則

物理教材作為學生掌握物理知識的最要的資料，其實驗的安排要與學生的認知水平和心理發(fā)展水平相適應。實驗內容的組織，要遵循由易到難、由具體到抽象、由簡單到復雜、循序漸進、逐步上升的原則。

二、建構物理實驗教學體系的指導思想

古希臘大哲學家蘇格拉底善于用啟發(fā)的方法使學生在不知不覺中接受影響，這種做法在今天仍不失積極的借鑒意義，即可以考慮用教育心理學理論指導物理實驗教學體系的建構。學生可能在啟發(fā)中形成完全不同的觀點，彼此交流，加深理解，融合調整。這樣既能發(fā)揮學生的主體作用，增強多向信息傳遞，培養(yǎng)學生的傾聽能力、獨立思考的能力、口頭表達能力和創(chuàng)造能力，又能使學習由封閉轉向開放，實現(xiàn)教學的民主化，使受學生得到全面發(fā)展。

例如，在進行《自由落體運動》一節(jié)的教學時，首先讓學生觀察紙片、粉筆頭同時下落的情況，學生會有“重的物體下落快”的想法。再讓學生觀察“紙片與紙團”同時下落的實驗，學生會想出“物體下落的快慢與重力無關”。于是學生會發(fā)現(xiàn)問題：“物體下落的快慢與重力無關，為什么會出現(xiàn)粉筆頭比紙片下落快的現(xiàn)象呢?”。然后引導學生討論得出：“空氣的阻力作用非常小時，物體下落的一樣快”的觀點。此時教師要適時進行總結：“我們現(xiàn)在知道了物體下落的規(guī)律：物體下落的快慢與重力無關，當空氣的阻力作用非常小時，物體下落的一樣快”。然后要對提出“重的物體下落快”想法的學生進行鼓勵。接下來向學生出示：粉筆頭、紙團、鑰匙、板擦等物品，讓學生設計實驗方案。學生通過“兩個不同粉筆頭”同時下落的實驗、“粉筆頭與紙團”同時下落的實驗或“紙團與鑰匙”同時下落的實驗等驗證上面的觀點。再引導學生得出“沒有空氣時，紙片和其它物體下落的一樣快”的推論。然后教師出示“牛頓管”驗證上面的結論。最后進行總結：“今天，我們不僅學到了物體下落的規(guī)律即‘沒有空氣時，紙片和其它物體下落的一樣快，而且發(fā)現(xiàn)了自己的缺點，更為重要的是還能克服自己的不足取得成功。”這讓學生既享受了自己的成功，又學會了面對挫折和困難時充滿勇氣和信心，最終將科學的價值觀內化為學生的意志情感。

三、建構高中物理實驗教學體系的策略

(一)實驗目標體系的建構

實驗體系的構建必須以教學目標為指導，才能讓實驗體系更好地為教學服務。實驗教學目標整體考慮，構成體系，才能科學、合理地安排實驗。

(二)實驗內容體系的建構

實驗能力中操作儀器設備的能力處于核心地位。是培養(yǎng)重點，抓住這個關鍵可以有效地帶動其它各項實驗能力的發(fā)展。

(三)實驗技能體系的建構

動手操作是物理實驗的顯著特點，操作的過程是手腦并用的活動，即操作技能提高的過程，一定有大腦思維技能的參與并且會得到發(fā)展，這樣對于培養(yǎng)學生獨立從事科學研究打下基礎。

四、總結

高中物理實驗教學是素質教育的重要組成部分，通過實驗能培養(yǎng)學生學習科學的興趣和實事求是的科學態(tài)度，樹立創(chuàng)新意識。研究高中物理實驗教學體系對提高學生素質具有重要意義。隨著研究的深入和教育工作者的努力，高中物理實驗教學理論將會日趨完善。