新課標下中學物理實驗改革的探索

曾錫元

摘 要：物理學科是一門以實驗為基礎的自然科學，在高中物理課程的教學中，實驗占據了很大一部分內容。在實驗教學中，教師要深化對學生實驗能力以及自主探究能力的培養，這樣才能夠讓高中物理實驗教學收獲更好的教學成效。

關鍵詞：新課標；中學物理；物理實驗

創新是人類社會發展與進步的永恒主題。當前我國中學生的創新能力與發達國家的學生的差距，使我們不得不重新審視中學教育體制。從素質教育的提出到新課標及新教材的推行，都反映了我國教育界正在進行一場重要的改革運動。

物理學中任何規律的發現、理論的掌握、假設的驗證都要靠實驗來判斷它的正確與否，可見實驗在物理學中的地位。因此對中學物理實驗的改革的探索變得很有意義。

一、當前物理實驗教學面臨的主要問題

1.教師與學生的觀念存在偏差

由于過去高考的實驗題一般是體現為實驗原理性的考查，不重視實際操作和創新能力的考核。教師的理論講授（也做少量的演示實驗）和大量筆頭練習成為對付實驗的普遍方法，實驗變成物理教學中極其薄弱的環節。教師指導學生做分組實驗的積極性不高，更談不上挖掘教材本身的價值，去拓寬學生的思路，創造性地進行實驗教學。

2.片面夸大多媒體模擬實驗的功能和作用

隨著多媒體技術的普及，以上機模擬代替接觸實物和實際操作，大搞“紙上談兵”成為一些教師常用的手段。探索根源，其實就是許多教師怕麻煩、怕出問題。因為儀器設備的準備、操作指導、維修實驗器材都是很煩瑣的問題，故有些教師干脆就用多媒體演示實驗來代替真實的實驗。更有甚者，把能否進行物理課堂改革歸結為該校是否有多媒體教室，錯誤地認為課堂改革就是實行多媒體教學，沒有多媒體的課堂就不可能有改革的存在。這是極其荒謬的。這一現象嚴重妨礙了培養具有創新能力的人才，因為該方法直接剝奪了學生自己動手的機會。

3.學生為做實驗而做實驗

中學物理實驗的探究要素沒有得到充分的體現，教學方式呆板，從教學內容到教學方式沒有給學生留出足夠的發展空間。

例如，在分組實驗中，教材詳細地列出實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項，而每次實驗課前教師都要先上實驗理論課，用于講明實驗目的、原理……學生要做的就是照著現成的實驗步驟或跟著教師動手操作，記錄幾個數據，計算出結果，填好表格，實驗就算完成了。由于缺少學生的主動參與，就不可避免地出現了學生為實驗而實驗的場面。學生上完實驗課后，感到收獲不大，有些甚至還不知道實驗的目的和價值。此外，現階段實驗模式是同班學生在同一時間用同一種方法、相同的儀器，在規定時間內完成同一實驗，得出同一結論。這種教學模式使學生失去了實驗神秘感和興趣，這就失去了實驗本身的價值和意義。面對這樣的實驗課堂，學生何來興趣，何來創新？那么我們的學生能在奧賽中獲獎卻沒有什么創新發明也就不足為怪了。

從以上分析可以看到，傳統的實驗教學，很大程度上受長期以來應試思想的影響，教師始終是一種主體的姿態，沒有啟發學生的創造性思維，不敢放開手培養學生的獨立實驗能力、創新能力，沒有創設應有的情境引導學生體驗科學家所經歷的探索過程，學生也就不易培養科學的思維方法和創新能力。另一方面，學生也因升學壓力、創新意識淡薄等諸多緣由難以自覺、主動地開展物理實驗。

二、改革的探索

1.研究新課標，提倡教學方式多樣化

（1）《普通高中物理課程標準》的第三部分內容標準——科學探究及物理實驗能力要求，對教學中應注意的問題、實驗內容、實驗技能、實驗教學方法和考核等方面提出了一些新的要求。其中心思想是希望從面向21世紀提高受教育者科學技術文化思想素質的高度出發，改變實驗在物理教學中的薄弱狀況，全面提高物理教學質量。

（2）新課標指出，高中生應該在科學探究和物理實驗中達到以下六個科學探究要素：①提出問題；②制訂計劃與設計實驗；③進行實驗與搜集證據；④分析與論證；⑤評估；⑥交流與合作。

2.更新觀念，辨證地對待傳統實驗教學方式

傳統實驗教學已經成為眾矢之的。我們必須看到傳統實驗教學的優點，要辨證地對待傳統實驗教學。當然，新的形勢要求實驗教學著重培養學生的創新能力。實質上改革同樣可以在傳統教學方式上體現，其根本就在于教師如何巧妙地設計、安排實驗。因此，教師要挖掘實驗本身的內涵和外延，重視學生獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力培養，同時增加實驗的創造成分，啟迪學生的思想；對于演示實驗，在培養和訓練學生觀察能力的同時，要提高學生的參與意識。請看下面一個實例：

“用一根細鋼絲能否從一大決冰中間切過且不留痕跡？”學生興趣很高，回答各異；“若在鋼絲兩邊各掛一個重物呢？”部分學生陷入深思；最后討論提議用實驗驗證。分析原因時，為調動學生的積極性和活躍氣氛將學生分為正反兩方進行辯論：

正方：鋼絲與冰接觸面積小，加上重物后，鋼絲對冰面壓強大，故鋼絲壓入冰塊之中。

反方：正方所說鋼絲對冰壓強大，根據P=F/S=G/S令人信服，但一開始掛上鋼絲冰面并未留下明顯壓痕（形變效果取決壓強），另一方面壓入冰塊中鋼絲上面并未留下壓入痕跡（表明反方觀察能力較強）。

正方：冰是晶體，其熔點與壓強大小有關，壓強小，熔點低……

反方：為什么一般晶體當壓強大時熔點高，現在冰卻相反呢？

教師引導：水變成冰即凝固時體積如何變化？“增大”；而逆過程呢？“縮小”。如果對在熔化時體積縮小的晶體，如冰、灰鑄鐵、鉍等，則增大壓強可使其熔化溫度降低（注：大約壓強每增加相當于標準大氣壓的壓強時，冰的熔點下降0.0075℃）。這是由于增大壓強有助于體積縮小。故把鋼絲掛上重物跨在冰上，在鋼絲之下冰受到很大壓強，因此熔點降低，接觸局部開始熔化（溶解熱來自冰本身）。已熔化的水流到鋼絲繩上后，一方面由于壓強減小，另一方面鋼絲繩下的冰在繼續熔化過程中吸收了熱量，所以，水又結成了冰，結果鋼絲穿過而冰面既無壓入的痕跡，又未將冰塊一分為二。經過引導，學生又提出了對冬天滑冰的認識，冰刀在冰面上流動時，冰面未留下明顯痕跡，冰刀壓在冰面上暫時也會熔化，將干摩擦變為濕摩擦，好像加了一層潤滑劑，滑行時滑動摩擦力減小，使滑行更加便利自如。教師對學生的分析給以肯定和鼓勵。這樣不僅活躍了課堂氣氛，而且使學生增長了知識，學生的諸多能力也得到進一步提高。

3.培養探索能力

增加學生的實驗機會，讓學生在教師的指導下，自己動手做實驗，從中探索并理解規律，比教師枯燥地講解，學生生硬地記憶好得多。學生在實驗過程中，難免會出現一些問題，就會對教材中的結論產生“懷疑”，這就迫使他們想盡辦法去解決，鍛煉了他們的實踐能力，也培養了他們創新能力所需的“自我獨立性”。如，增加讓學生自己動手通過實驗探索和理解凸、凹透鏡的成像規律；增加“全反射”實驗，讓學生自己動手通過實驗探索和理解全反射的現象和條件等；增加“沖擊擺”實驗，研究能的轉化與守恒等。

通過前面的探索，認為開放式、探究式實驗教學是當前實驗的較好方式。但是教學有法，教無定法，無論怎樣改革，我們都要明確改革是為了培養學生的創新能力以及全面提高學生的綜合素質，而實施方式是多樣化的，我們的探索就將是無止境的。

參考文獻：

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編輯 韓 曉