發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)改革中的作用

摘 要：物理學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)上的一門(mén)自然科學(xué)學(xué)科，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高高中物理教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，以及提升學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新能力都起著重要的作用，是中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)形式中不可或缺的組成部分，也是將枯燥單調(diào)的物理理論有效表達(dá)的具體形式。

關(guān)鍵詞：高中物理；實(shí)驗(yàn)；科學(xué)素養(yǎng)；科學(xué)創(chuàng)新能力

一、概述

我國(guó)基礎(chǔ)教育改革的基本目標(biāo)是素質(zhì)教育，即培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)能力和個(gè)性化能力的教育。一方面，基礎(chǔ)教育是普及型教育，就是為所有學(xué)生提供平等的教育機(jī)會(huì)，另一方面，個(gè)性化教育是基于不同學(xué)生的不同特點(diǎn)，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有賴(lài)于教育的差異性要求和教育資源的差異性使用。因此這是一對(duì)矛盾體。事實(shí)上，高中物理教育過(guò)程就是在其間不斷尋找恰當(dāng)平衡點(diǎn)的過(guò)程。

二、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

社會(huì)變遷是基礎(chǔ)教育課程改革的動(dòng)因，新課程改革對(duì)高中物理課程提出新的要求，對(duì)高中物理教科書(shū)提出新的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也對(duì)高中物理教學(xué)和實(shí)驗(yàn)提出更高的目標(biāo)。高中階段作為連接基礎(chǔ)教育（小學(xué)初中）和研究性教育（大學(xué)及以上）的紐帶，是學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)思考轉(zhuǎn)變的過(guò)渡階段，因此這個(gè)階段對(duì)于學(xué)生有了第一次理性和感性的選擇——文理分科，有了在基礎(chǔ)知識(shí)上研究問(wèn)題的探究、思考問(wèn)題的方法以及創(chuàng)新思維的引導(dǎo)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)正是把學(xué)生引入這個(gè)嶄新殿堂的鑰匙。受傳統(tǒng)應(yīng)試教育影響，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的更多地傾向于教師如何教，學(xué)生照本宣科地做，其共同目標(biāo)是如何讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)完成得更加規(guī)范，獲得更好的分?jǐn)?shù)，而忽略了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程思考的主體性，忽視了讓學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)偉大的創(chuàng)造性，學(xué)生因而失去了愉快體驗(yàn)的過(guò)程。

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架的分類(lèi)方法有以下四種：（1）根據(jù)物理學(xué)科知識(shí)內(nèi)容，分為力學(xué)實(shí)驗(yàn)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)、電學(xué)實(shí)驗(yàn)和近代實(shí)驗(yàn)；（2）根據(jù)研究目的分類(lèi)，分為決斷性實(shí)驗(yàn)、模擬性實(shí)驗(yàn)、對(duì)照實(shí)驗(yàn)；（3）根據(jù)教學(xué)目的和要求，分為探索性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、基本訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)、測(cè)定物理常數(shù)和物理量的實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；（4）根據(jù)物理學(xué)科知識(shí)本質(zhì)及知識(shí)探究本質(zhì)類(lèi)型，分為測(cè)量物理量、探究驗(yàn)證物理規(guī)律、物理知識(shí)應(yīng)用?，F(xiàn)行人教版高中物理教科書(shū)共有實(shí)驗(yàn)177個(gè)，其中包括11個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，26個(gè)課堂實(shí)驗(yàn)，50個(gè)演示實(shí)驗(yàn)和90個(gè)課下實(shí)驗(yàn)。其中11個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，本文將著重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)展開(kāi)探討。

由上表可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與課堂教學(xué)內(nèi)容基本匹配，總體實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)也基本合理。但也可以看到現(xiàn)階段物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍存在一些問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不夠豐富。按照物理學(xué)科知識(shí)內(nèi)容，力學(xué)實(shí)驗(yàn)有7個(gè)，就占全部學(xué)生實(shí)驗(yàn)的63.6%，其次有部分電學(xué)實(shí)驗(yàn)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)，而熱學(xué)和近代物理的實(shí)驗(yàn)完全沒(méi)有。由此可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍以應(yīng)試知識(shí)為主。（2）缺乏實(shí)驗(yàn)方法的總結(jié)性教學(xué)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中沒(méi)有獨(dú)立的篇章指出科學(xué)實(shí)驗(yàn)的手段，而是將它們分散到各個(gè)實(shí)驗(yàn)中，就好像修理一輛車(chē)之前，沒(méi)有工具箱，而是現(xiàn)湊各種工具一樣，缺乏一定條理性，因此，我們可以借鑒美國(guó)中學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)教材。（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的深度有欠缺。例如：實(shí)驗(yàn)練習(xí)使用多用電表一節(jié)中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)僅限于會(huì)使用電表，而缺乏足夠判斷電路故障的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。內(nèi)容稍顯單薄，實(shí)驗(yàn)課成為過(guò)場(chǎng)課。（4）資源配備略顯不足。無(wú)論是硬件還是軟件配置上都有待進(jìn)一步提高，特別對(duì)于一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)，實(shí)驗(yàn)器具嚴(yán)重不足，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無(wú)法完成，實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的培訓(xùn)、交流不夠，制約教學(xué)資源的公平配給等。探究以上四個(gè)方面的原因，實(shí)驗(yàn)很難完全發(fā)揮其在物理教學(xué)中的重要作用，為此將所謂“次要知識(shí)”主題化，有效利用實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的紐帶作用，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)科學(xué)精神是我們亟待解決的問(wèn)題。

三、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展方向

多數(shù)高中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)會(huì)感到困難且乏味，主要是因?yàn)閷W(xué)生無(wú)法體會(huì)到物理知識(shí)包含的生活價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，將知識(shí)與生活的相關(guān)性分割開(kāi)來(lái)。因此，教師在教學(xué)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)深入挖掘教材內(nèi)涵，重視教材中實(shí)驗(yàn)的功能，將物理知識(shí)活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)給學(xué)生。朱棣文（1997年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主）教授曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“中國(guó)的學(xué)生學(xué)習(xí)很刻苦，書(shū)本成績(jī)很好，但是動(dòng)手能力差，創(chuàng)新精神明顯不足?！痹谥袊?guó)傳統(tǒng)教育的模式下，已習(xí)慣于動(dòng)腦能力的培養(yǎng)，忽視了動(dòng)手能力的鍛煉。盡管新課標(biāo)中倡導(dǎo)學(xué)生有效的學(xué)習(xí)活動(dòng)不是單純地依賴(lài)模仿和記憶，應(yīng)將動(dòng)手實(shí)踐、自主探索與合作交流作為學(xué)生學(xué)習(xí)的重要方法，但與其他國(guó)家（例如美國(guó)）教材相比，物理教材的層次和梯度上還有差異，特別是知識(shí)廣度方面，缺少更為前沿的學(xué)習(xí)內(nèi)容?！凹埳系脕?lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”。我認(rèn)為新課標(biāo)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)目標(biāo)。

（一）培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手的意識(shí)和能力

以實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)為基礎(chǔ)，切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手能力。鼓勵(lì)學(xué)生大膽動(dòng)手，保護(hù)學(xué)生的動(dòng)手熱情。蘇霍姆林斯基說(shuō)：“讓學(xué)生體驗(yàn)到一種自己在親身參與中掌握知識(shí)的情感，是喚起青少年特有的對(duì)知識(shí)的興趣的重要條件?！眴l(fā)學(xué)生積極參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)，保證每位學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，使學(xué)生能體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)過(guò)程的美妙和成功的樂(lè)趣。

（二）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)新精神

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中更多地注重學(xué)生的主觀能動(dòng)性，鼓勵(lì)發(fā)散性思維，是啟發(fā)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的最佳時(shí)機(jī)。通過(guò)讓學(xué)生觀察、演示、動(dòng)手操作，獲得對(duì)抽象的概念、定理、結(jié)論等的感性認(rèn)識(shí)，并上升為理性認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于枯燥理論知識(shí)的理解，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)是物理理論科學(xué)的基石。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度

實(shí)驗(yàn)教學(xué)既可開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力因素，又可開(kāi)發(fā)學(xué)生的非智力因素。實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生應(yīng)了解實(shí)驗(yàn)的對(duì)象、基本內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，了解應(yīng)解決的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生自主探索、動(dòng)手實(shí)踐、尋求自己解決問(wèn)題的方法。實(shí)驗(yàn)后，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)討論具體操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析、比較、概括得出結(jié)論。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)物理學(xué)科厭學(xué)、畏難的心理態(tài)度，逐步喚起學(xué)生學(xué)好物理的信心，引導(dǎo)學(xué)生注重與日常生活的聯(lián)系，形成觀察的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，加強(qiáng)與各學(xué)科的融合，體會(huì)知識(shí)在人類(lèi)文明進(jìn)步中的動(dòng)力作用，學(xué)生從怕學(xué)到想學(xué)，從想學(xué)到學(xué)好，要讓學(xué)生養(yǎng)成在學(xué)習(xí)中不僅用腦，更要用手、用眼、用耳的習(xí)慣，調(diào)動(dòng)全身的每一個(gè)細(xì)胞，將自己融入科學(xué)知識(shí)的海洋。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊廣軍，俎源源.差異與均衡：美國(guó)典型高中物理教材設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析[J].外國(guó)中小學(xué)教育，2006（4）：38-41，27.

[2]冷冰冰.高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的核心素養(yǎng)分析[J].教育導(dǎo)刊，2015（8）：49-52.

[3]袁博.中美高中物理教材的比較研究[D].山東師范大學(xué)，2011.

作者簡(jiǎn)介：蔣建輝（1971年—），男，江蘇省高郵市，山西省太原市第五十五中學(xué)校，中小學(xué)一級(jí)教師，大學(xué)本科，高中物理教學(xué)。