物理教學中實驗創新的內涵及意義

韓獨石

(白銀市普通高中通用技術課程韓獨石工作室 甘肅 白銀 730799)

新課程實施中，為了搞好物理課程的實驗教學工作，不能不開展實驗創新．要進行實驗創新首先得弄清實驗創新的內容．現就科學課程實驗創新內涵，依據筆者膚淺的理解，圖示說明如下，供同行借鑒．

1 科學課程實驗創新的內涵

中學科學課程(物理、化學、生物)實驗創新是為搞好科學課程中設計實驗必須開展的繼承性創新，并非高不可攀的創造性創新；是為了做好現有教材上的實驗對客觀存在問題不斷發現、研究和解決的過程，即為了提高實驗效果，不斷改進欠操作性實驗裝置、革新設計欠科學性實驗裝置，制作新設計實驗裝置所需教具，改革教師為主體的過時實驗管理辦法和不斷總結交流創新實驗教學研究的過程．換句話說，科學課程實驗創新就是在科學課程實驗教學的過程中，不斷發現問題、研究問題和解決問題的過程；在這一務實而嚴謹的過程中，必須要做好實驗改進、自制教具、實驗管理和實驗教研四方面的工作．這些不可或缺的實驗教學工作，正是科學課程實驗創新的內涵(見圖1)．

圖1 實驗創新內涵示意圖

2 物理教學中實驗創新的意義

物理實驗創新，是搞好物理課程實驗教學工作的助推劑，應當積極提倡，全面推行．物理實驗創新的方方面面，都是物理實驗教師和物理任課教師的實驗教學本職工作，不存在想搞不想搞的問題．現就科學課程實驗創新內涵，結合物理實驗教學實際，闡述物理實驗創新的意義.

2.1 實驗改進

物理實驗創新必須具備求實態度和質疑精神，求實是從實際出發，老老實實做好教材上的現有實驗；質疑是敢于向權威挑戰，大膽改進創新教材上的設計欠理想實驗．教材上的實驗裝置按理說是科學合理的，然而，由于它主要是為講科學原理和定律所提供的原理性裝置，真正用于實驗時相當一部分卻缺乏可操作性．這就不能不鼓勵一線教師從實際出發去大膽改進，使其便于操作，圓滿完成實驗教學任務．如驗證動量守恒定律學生實驗，原實驗設計因存在地上鋪紙易移動、碰撞小球二次落地點跡與被碰小球首次落地點跡易混淆和小球滾動難控制三點不足而導致難以實施．針對三點不足筆者采用將紙移到桌面、將斜槽固定到鐵架臺立柱上、用兩個沙盤分別承接兩個小球的諸多措施，使該實驗具有了十分可靠的操作性，讓筆者所任教的學校年年按32組完美無缺地開了出來[1]．這一實驗設計改進，就是一個完美的實驗創新．還如研究勻變速直線運動學生實驗，按教材裝置圖做實驗時，存在著小車落地被摔壞、定滑輪被小車碰壞、重物砸壞地面的危險和課堂秩序混亂、相當一部分學生完不成預定實驗任務的問題．采用給斜面板前端安裝撞車器和給地面放置承接重物用沙盤措施，將實驗裝置改進后，以上所有危險全被排除，所有問題也全被解決，實驗效果一下變得無比良好[2]．這樣的例子不勝枚舉，由此說明實驗改進就是實驗創新，實驗創新對于提高實驗效果具有極為重要的作用，可以斷然地說，實驗創新是搞好實驗本職工作不能不開展的一項重要活動．

2.2 自制教具

自制教具是商品教具、自制教具、代用教具三類教具中最具優勢的一種，它又屬創新實驗的核心內容之一，具有易制作、成本低、可操作性強等諸多優點．自制教具不僅能節省教育經費、補充教具不足、滿足實驗教學要求，它的研究、構思、設計、制作、使用及優化定形過程，是通用技術的思想、方法和技能在實驗教學中的具體運用，更是一個創新實踐活動過程．學生參與自制教具活動，能啟發其創新意識、激發其創新熱情、訓練其創新方法、培養其創新能力，達到提高他們綜合能力的目的；自制教具活動，能讓學生將知識與技能結合、過程與方法結合的過程中對所學知識更深刻領會和理解．綜上可知，自制教具的目的主要有兩點：一是創新實驗教學的需要，二是提高學生技術素養、科學素養和培養學生綜合能力．例如筆者用量筒組裝的10種系列物理實驗教具[3]和用光具座組裝的6種11件系列物理實驗教具[4]，就具備了上述自制教具的所有優點，達到了自制教具的目的．因此，我們在重視自制教具開發和應用的同時，必須認識到自制教具是極有意義的實驗創新活動．

2.3 實驗管理

實驗管理極為重要，它是搞好實驗教學的軟件保障．實踐證明，過去由任課教師向實驗員借領儀器后，邊做實驗邊管理的老辦法，隨著新課程的實施和學生實驗數量的增多而徹底過時，應運而生的學生參與、師生共管的新實驗管理辦法取代過時的老辦法已成必然．

實驗教師服務，任課教師輔導，學生自主實驗、自主管理，是各種實驗的共同管理目標．創新的物理實驗管理辦法具體如下.

學生實驗：實驗教師主導、任課教師輔導，學生管理;

隨堂實驗：教師主導，學生主體，傳遞教具，邊講邊實驗；

課外實驗：教師服務，學生管理、自主實驗、形式多樣．

對于實驗管理的創新，筆者僅舉一例說明其必要性和意義.本人探索的一套由大量學生參與的“狠抓學生實驗五方面，注重實驗過程十環節”[5]的學生實驗師生共管辦法，有38人參與管理，分工細致，責任明確，交、驗儀器迅速，有效解決了實驗時間不夠用的問題，提高了實驗效果，降低了儀器損耗率．由此看來，實驗管理的變革是實驗創新不可或缺的內容之一．

2.4 實驗教研

實驗教研是基礎教育科學研究領域的一個分支，它在新課程強化科學課程實驗的大背景下，顯得尤為重要．實驗教研是對實驗創新過程的如實記載，對實驗創新經驗總結完善、不斷提高的最有效活動形式．由從事各種實驗創新活動、撰寫實驗教研論文、進行基礎教育科研、潛心實驗課題研究到校本教材編寫，再到用校本教材指導實驗教學創新，是實驗教研活動的完整運行過程；也是提升研究者的教育科研能力和教育教學水平，將自己錘煉成為教育科研型人才的過程．如筆者編寫的《中學理化實驗創新研究》一書，從一件件創新成果的產生、到撰寫成論文發表交流或參與各種形式的競賽評比，再到匯編成冊并出版發行，就是一個完整的理化實驗教研過程，也是典型的實驗創新過程，其意義在于總結交流經驗的同時，不僅提高了自己的教學教研水平，更為廣大理化課程教師的創造性教學提供了積極的啟發．

綜上所述，實驗創新的意義不僅在于提高實驗效果，還兼有培養學生動腦動手能力，提高學生技術和科學素養的廣泛遷移功能．要想成為一名創新型、研究型物理教師，應必須了解物理實驗創新的內涵，并在物理課程教學中積極去研究問題，探索以實驗改進、自制教具、實驗管理和實驗教研為內容的物理實驗創新經驗，不斷取得物理實驗創新的新成果．

參考文獻

1 韓獨石. 對“驗證動量守恒定律”學生實驗的幾點改進.物理教學探討，2005(10)：55～56

2 韓獨石.在研究勻變速直線運動實驗中如何保護實驗儀器.實驗教學與儀器，2008(增刊)：42

3 韓獨石.量筒用途拓展實例三則.教學儀器與實驗，2007(5)：35～36

4 韓獨石.“光具座”用途拓展實例三則.物理通報，2013(2)：43～46

5 韓獨石.中學理化實驗創新研究.西安：陜西人民教育出版社，2011.155～158