關于實驗室課程資源建設的幾點思考

齊　斌

新課程標準通過改變學習內容的呈現方式,引導學生發現問題、解決問題,使學習過程變成學生不斷提出問題、解決問題的探究過程。學生要進行科學探究,離不開實驗。探究活動大多數要在實驗室通過實驗探究完成,實驗室成了學生學習的主要場所,它對發展學生的科學素養具有重要作用。所以實驗室課程資源的開發與建設是課程改革的重要組成部分。在課題《關于高中物理課程資源建設的研究》的實施過程中,筆者對實驗室課程資源建設進行了一些思考。

思考之一正視教材中的薄弱環節,尋找實驗室課程資源的空間

1)實驗數量偏少。經過統計發現,現行高中物理課本所涵蓋的物理實驗共97個,而整個高中物理課本所含知識點131個,平均每個知識點不足一個實驗。再加上有些學校條件有限,有些教師以講代做,在具體教學實踐中很容易使教學重新回到題海戰術的老路上去。摩擦力是高中物理的難點,尤其對靜摩擦力的理解往往會對學生的學習造成很大的困難,但課本上沒有相應的演示實驗,實驗室沒有可操作的儀器,這無疑給教學帶來較大的困難。對作為經典力學兩大基石之一的牛頓運動定律的教學,僅僅依靠3個傳統的演示實驗,就希望學生對其很好掌握是很困難的。

2)實驗設計有欠妥之處。某些實驗在課堂教學中操作性不強,而且誤差較大。例如對簡諧振動圖像的描述,傳統方法是用沙擺描出振動圖線,但是這種做法有3個缺點:靠水平板很難保持勻速;沙漏形成的振動圖線在水平面內,學生觀察不清楚;描出的圖線不規范,實驗效果差。再如熱學中油膜法估測分子大小的實驗,在盛水淺盤不大的情況下,痱子粉撒在水面上給油膜的擴散造成很大的阻力,并且該阻力隨痱子粉所占面積的縮小而增大,實驗效果極差。

3)個別實驗儀器有些復雜。例如共點力作用下物體平衡實驗中采用2個彈簧秤不僅操作起來不便,而且誤差較大。光學用氦氖激光儀器做光學實驗較笨重,而改用文具店買來的激光器做實驗,既靈活又方便,而且效果很好。

4)缺乏自主實驗。實驗教學程序化、實驗結果唯一化的現象還十分普遍,這種華而不實和僵化的實驗教學往往使學生從一種被動學習滑向另一種被動學習,學生積極性與發現、探索精神同樣受到壓抑,實驗教學效率并未提高,物理學的弊端并沒有得到實質性的改變。學生科學探索精神和科學實踐能力的形成,仍可能成為空話。

思考之二轉變傳統觀念,開放實驗室,挖掘學生潛能

1)要讓實驗室成為學生情感教育的場所。新課程標準重視對學生情感、態度、價值觀的教育。在實驗室教學中,應從小處入手,從身邊入手,對學生進行環境保護的教育。例如在實驗課教學中,要教育學生妥善處理每次實驗完畢的廢液、廢棄物,養成良好的環保習慣。在研究演示實驗時,要注重因陋就簡、就地取材、廢物利用,“瓶瓶罐罐當儀器,拼拼湊湊做實驗”,不單為學校節約開支,而且由于取材為學生所熟悉,學生更感興趣,對開發學生智力、提高學生素質有著重要的作用。

2)讓實驗室成為學生課外活動的基地。打破實驗室只是上實驗課的場所這一傳統觀念,充分開發利用實驗室資源為學生的課外學習和探究服務。例如堅持每周六對學生開放實驗室半天,并成立課外興趣小組。學生如果想通過實驗室完成自己設計的實驗,只要寫出書面探究方案,就可利用實驗室開放時間在教師的指導下去完成。

思考之三以科技制作為平臺,建設實驗室課程資源

傳統的教學方法是教師把一大堆由專家歸納總結的現成概念、結論灌輸給學生,很難引起學生的興趣和學習積極性,很難激勵學生活躍的思維和提出新問題。可以結合上級教育部門組織的“四小”作品制作活動和科技制作比賽等活動激勵學生進行實踐,調動學生進行探究。在探索或觀看一些小發明、小制作的過程中,由學生探討涉及哪些科學知識,還可以利用哪些學科知識做得更好。教師也可以有意識地創設情景,引導學生觀察,啟發學生聯系身邊所見所聞,尋找素材,提高他們的實踐探索能力,讓學生在實踐活動中驗證自然規律,深化理解科學知識,不斷地在實踐探索中積累感性認識和直接經驗,提高觀察能力、實踐操作能力、交往能力、抗挫折能力和自我發展能力。

在科技小制作課外活動中,可以制定出一套從中學學生生理、心理特征出發的研究方案,尊重他們自身的發展規律,優選學生感興趣的現代科技、日常生活、社會熱點中的實際問題,構建系列活動體系,用以培養學生發現問題、提出問題、分析問題、創造性解決問題的能力。營造平等、信任、和諧的氛圍,團結協作。讓每個學生能動、自主地參與活動的全過程,通過動腦、動手、動眼、動耳、動口實現多向交流。在活動過程中充分發揮學生的主動性,體現教學民主,善于接納學生的一些設計方案和建議,盡管有時候他們的觀點是不完整的甚至是錯誤的。讓學生成為知識的主動追求者,技能的訓練者,創新的探索者,真理的追求者,真正體現學生的首創精神。還可以征集一些學生的作品充實實驗室。

思考之四:改進實驗自制教具,建設實驗室課程資源

1)利用廢物。如用易拉罐做楞次定律的實驗,用可樂瓶做氣體膨脹做功實驗等,取材方便,制作簡單,演示可見度大。

2)由繁化簡。改用從文具店買來的激光指示器做實驗,上課時既可代替教鞭,又可做物理實驗,極為靈活方便。

3)增加趣味性。在上動量定理時,傳統的方法是用雞蛋做實驗。還可以用“亮亮球”做沖量實驗,當球落到硬地板上時,小球受到較大的沖量,球內便閃閃發光;當球落到松軟物體上時,小球受到的沖量較小,球則不亮。由于該球制作精美、閃光醒目,能引起學生極大的興趣。

4)開發新實驗。現成的實驗裝置往往不能滿足教學的需要。課本上還有許多內容沒有現成的儀器配備,若不做,則學生缺乏感性認識,很難對學生講清楚,且內容顯得枯燥乏味。為此可以開發一些新實驗,如電容器充放電的演示、純電阻電路與非純電阻電路的比較等。

(作者單位:甘肅省酒泉市肅州中學)