淺談新課程背景下的物理實驗教學

陳世滋

《普通高中物理課程標準》把“科學探究及物理實驗能力要求”、“共同必修模塊”、“選修模塊”并列，表明了科學探究和物理實驗在高中物理教學中的重要地位。《標準》對物理實驗和科學探究一并提出能力要求，明確了物理實驗和科學探究的關系。物理實驗和科學探究一樣，它不僅是物理教學中的重要內容和學習方式，而且是物理教學中的教學目標。在提出科學探究的能力要求時，實際上包括了對物理實驗的能力要求。下面就高中新課程實施幾年來的實驗教學談幾點看法。

一、明確《課程標準》對實驗教學的要求

實施新課程以前，《教學大綱》對實驗要求是很明確的，必做還是選做，演示還是分組都有明確的規定，而《課程標準》則沒有具體的要求。但是，沒有具體的要求并不是弱化實驗要求，《課程標準》用不同的行為動詞給出了明確的對實驗的不同要求。比如：用“測量、測定、操作、會、能、制作、設計”等行為動詞表示對獨立操作的不同層次要求。用“觀察、實驗、探究”等行為動詞表示對實驗經歷的不同層次要求。《大綱》中的選做實驗，是指選學內容中的相關實驗；而《課程標準》則是在必學的內容中設置許多選做的實驗。《課程標準》中的必做實驗是國家對高中教育的最低要求，是實驗教學要求的下限，實際教學中應盡量往上靠，在完成必做實驗基礎上，盡量多完成選做實驗。對于課標中未明確規定是分組實驗還是演示實驗，應盡量安排分組實驗。《課程標準》對實驗的彈性要求，有利于不同地區根據地方條件靈活地把握。《課程標準》對實驗過程的要求更加明確，總體要求并不比《教學大綱》低，象“物理實驗結果進行預測”、“嘗試選擇實驗方法及所需要的裝置與器材”，以及收集與處理數據等方面，對某些能力的要求比原《大綱》還更高一些。

舊教材中的實驗都給出了統一的器材，并有明確的操作步驟，而《課程標準》下的教材并沒有規定用什么樣的器材來完成實驗，更談不上具體的操作步驟。這主要是為了適應各地區的不同條件，有條件的地區可以用高級的器材做實驗，比如用DIs數據采集系統進行定量研究，沒有條件的地區想辦法用低成本的自制儀器同樣也可以完成實驗，同時也給不同的學校和老師更大的自主性和選擇性，能更好地展示師、生的創造力，充分體現了新課程背景下，教師應該要用教材而不是教教材。

二、實驗教學過程中應重視培養學生的實驗技能

要培養學生的實驗操作技能，首先應著力培養學生使用基本儀器的技能，學會規范操作。學生對基本儀器的正確操作是很好地完成實驗的前提，培養學生的操作技能可以從引導學生學會正確使用基本儀器人手，將操作技能的培養滲透在日常的物理教學中。教師在教學中應當重視引導學生掌握正確的操作方法，并讓學生模仿體驗。在教學過程要重視關注學生的操作細節，發現問題及時給予點拔、糾正。技能的掌握不是靠做幾道習題就能實現的，而應當靠一定數量的動手操作才能熟練掌握。不僅在實驗課中教師應有計劃、有目的讓學生自己動手組裝、調試器材，排除一些簡單的故障，平時也應多創造機會讓學生反復體驗，不斷感悟，才能使學生像工人那樣有熟練的操作技能。例如。教師在下班輔導時，可以經常隨身攜帶諸如游標卡尺和螺旋測微器這樣的小器材，為學生提供更多的體驗機會。

三、重視演示實驗，培養學生學習興趣，激發求知欲

“百聞不如一見”，演示實驗是物理教學的重要手段，也是物理課堂教學的有機組成部分。德國物理教育界流傳著這樣一種說法：“沒有演示實驗的課，不算是一堂成功的課”，德國的物理教師除了極少數純理論課沒有演示實驗外，一般每堂課要做2，3個實驗。美國物理教師也很重視演示實驗，他們每一節課至少要做一個演示實驗，而且這些實驗都是他們自己設計，所用器材都是他們自己動手制作的。教師在課堂上通過演示實驗，重現前人已經發現了的物理現象，讓學生身臨其境，耳聞目睹，親自獲得具體的直接經驗，得到清晰的感性認識，學生在教師的啟發引導下，經過分析和推理、歸納和概括，上升到理性認識，形成物理概念，導出物理規律。所以，演示實驗能形象直觀、生動有趣地為學生提供感性認識。使學生更好地理解和掌握物理概念和規律，同時培養學生的觀察能力、分析綜合能力及邏輯思維能力，還為學生實驗的正確操作起著示范的作用。作為一名物理教師，應該盡一切可能，在課堂上為學生展現出豐富多采的物理現象和活生生的物理情景，教師不僅要用好課程標準上規定的實驗，甚至教材上的一段話、一幅插圖、一道習題也可以將它搬上“講臺”，進行演示。通過趣味新奇的物理實驗演示，激發學生的好奇心理，從而培養他們的學習興趣，激發求知欲。例如在講授平拋運動之前，先演示“槍打落猴”的實驗，就能在活躍的氣氛中引入新課，打開學生思路，收到良好的教學效果。

四、變“測量”型、“驗證”型實驗為探究性實驗。培養學生的創新能力

課程標準指出：通過科學探究，使學生經歷基本的科學探究過程，學習科學探究方法，發展初步的科學探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學態度。學生在科學探究活動中，通過經歷與科學IT作者進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神。測量型和驗證型實驗對于訓練學生掌握基本儀器的操作，學會對物質的某些特性和某些物理量的測定方法，以及驗證所學物理規律的正確性起著很好的作用，但有關探索性、設計性方面則涉及太少，這又不利于學生通過實驗觀測來模仿前輩科學家的發現過程，不利于培養學生的創新能力，因此在實驗教學中，教師可以不拘泥于教材的安排，進行一些創新設計，將一些“測量”型、“驗證”型實驗改為探究性實驗。通過創設條件，使學生充分地動腦、動手、動口，發揮學生學習的主動性，從而激發學生的創造性思維，在潛移默化培養中學生的創新能力。例如，在驗證機械能守恒定律的實驗中，學生完成規定的實驗要求后教師可以啟發學生思考：你利用現有裝置還能完成哪些試驗?在電學分組實驗中，在掌握實驗原理的基礎上，允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行操作實驗，可以極大地提高學生學習物理的興趣，發展學生的個性，活躍學生的創新思維。在實驗中學生需要在各種因素中取舍，對所得的信息進行篩選，這就要求學生在追求既定目標的過程中應變、思考和探索，使學生的分析、抽象、綜合、表達的能力都得到訓練和發揮。教師還可以不失時機地對學生中的標新立異的方法給予肯定、支持和幫助，鼓勵學生大膽地猜想和獨立地思考，并通過實驗否定錯誤的假設或修正不完善的猜想，從而使學生解決問題的勇氣、信心、毅力、科學的批判精神和創造力得到有效的培養。這樣既可以激發學生的學習興趣，使學生掌握必要的物理知識和技能，又能培養學生嚴謹的科學態度和探究精神，從而有效地提高學生的科學素質。

五、開放實驗室，給學生創造更多的動手機會

由于個體存在差異，在課堂上不可能每個學生都能按時完成實驗任務，開放實驗室可以給他們提供完成課堂實驗的機會。又由于人的個性差異，有些學生往往不滿足于課堂上或書本上所看到或接觸到的實驗。他們往往表現出較強的動手欲望，學生大腦里一旦有了好的想法與設計時，能及時的通過實驗來驗證，就能激發學生的創造熱情。將部分實驗室向學生全天開放，讓學生去熟悉、接觸和選擇各種儀器和設備，進行科學探究，既可以給動手能力強的學生施展身手的機會，又可以為動手能力較差的同學提供鍛煉自己，提高實驗能力的便利。

六、用身邊器材做實驗，打破科學實驗的神秘感

學生實驗不能總是停留在實驗室里，不能總是依賴實驗室的器材。提倡用身邊常見的生活器具來做物理實驗，即使在物理實驗裝備比較齊全的情況下，仍然提倡這樣做。因為這樣可以增強學生把物理知識與生活實踐相聯系的意識。可以增進學生對科學的親近感。例如，利用一次性塑料杯可以做十幾個實驗，如光的折射、大氣壓強、制造凸透鏡等。教師應指導學生利用身邊的物品自己動手探究，生活處處有實驗，破破爛爛些儀器。這樣可以將實驗室“搬出”學校，將儀器“搬回”家中，讓學生擺脫課本、實驗室和器材的限制，真正做到實驗教學的“改革開放”，將課堂向生活延伸，將科學知識與社會、生活相聯系，體現“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課程理念，培養學生的創新精神和實踐能力。

七、充分發揮教材中“迷你實驗室”在教學中的作用

在物理教學過程中，有不少教師認為教材中的“迷你實驗室”是課外知識，與考試無關，因此常被視為可有可無，或被棄之不理。然而這些小實驗卻往往具有取材容易、貼近生活、直觀明了、便于操作的特點，不僅能加深學生對所學知識的理解，而且可以大大豐富感性認識，深化與活化已掌握的物理知識，使課堂教學得到不斷的補充和延伸，幫助學生突破難點，消除對知識的模糊認識，開闊視野，豐富知識，培養學生對科學技術的興趣。它對開發學生的智力和培養學生能力都起著重要的作用。

實驗不僅是傳授知識的一種手段，更是創造性的教學活動，實驗教學與物理知識內容的掌握和創新能力的提高是相輔相成的。只有通過扎實有效的實驗教學，才能使學生在獲取物理知識的同時：潛移默化地提高探究能力，培養創新精神，形成良好的科學素養。

參考文獻：

[1]廖伯琴，高中物理課程標準解讀[M]，武漢：湖北教育出版社，2004