物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生的影響

曹豐錦 （重慶永川區(qū)教育科學(xué)研究所）

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

高中物理新課標(biāo)明確提出要在新課程中培養(yǎng)學(xué)生的四大核心素養(yǎng)，其中科學(xué)探究核心素養(yǎng)是與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密聯(lián)系的。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中出現(xiàn)的問題有：重理論輕實(shí)踐，重結(jié)論輕過程；重習(xí)題操練，輕動手操作；習(xí)慣被動地接受，缺少積極主動的探索。而物理與生活聯(lián)系緊密，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何與現(xiàn)行教學(xué)相結(jié)合就成了一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本課題的研究目的，是探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)對提高學(xué)生能力的影響，對提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的作用，以及對學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)探究核心素養(yǎng)的影響。具體過程如下：

選擇本區(qū)某校高2020 級的4 個(gè)班，實(shí)驗(yàn)安排見下表：

表1 實(shí)驗(yàn)班級與對照班級

這四個(gè)班級的師資水平十分接近，學(xué)生方面，8 班、9 班為提高班，學(xué)生水平接近，14 班、15 班為基礎(chǔ)班，水平也接近，我們選取8 班和14 班作為實(shí)驗(yàn)班級，除了正常的教學(xué)時(shí)間，比9 班、15 班每周多安排了一節(jié)探索性實(shí)驗(yàn)課程及周末簡易實(shí)驗(yàn)制作作業(yè)。由老師給出課題，學(xué)生制作及測量，基本都是開放性實(shí)驗(yàn)，沒有標(biāo)準(zhǔn)步驟和答案，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，從高一進(jìn)校到高二結(jié)束歷時(shí)2 年的時(shí)間，由教師進(jìn)行追蹤調(diào)查，而學(xué)生對我們的計(jì)劃全然不知，因此調(diào)查不會受到人為因素的影響。

三、實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果分析

1.實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)器材除實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)器材外，還包括生活中常見的飲料瓶等廢棄材料，以及網(wǎng)上購買的釹鐵硼強(qiáng)磁鐵、鐵粉、鋼珠、線圈、輝光器、干簧管、特斯拉線圈等常用器材。

進(jìn)入高中一個(gè)月后，開始要求學(xué)生利用所學(xué)知識做實(shí)驗(yàn)，如：顯示微小形變的裝置、剎車時(shí)車輪抱死的利與弊、重力加速度的精確測定等。隨著學(xué)習(xí)的深入，增加實(shí)驗(yàn)如固體小顆粒體積的精密測量、自感現(xiàn)象的演示、水火箭的制作、電磁波發(fā)射裝置的制作、簡易電動機(jī)的制作、利用橡皮泥控制電動小鳥的通斷、隔空點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)制作、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自感現(xiàn)象，等等。此類實(shí)驗(yàn)我們一共開設(shè)了30 多個(gè)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)總分100 分，其中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的新穎與創(chuàng)新為40 分，器材的簡潔程度為30 分，操作的顯著性與可視性為30 分。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

①學(xué)生成績的提高

在高二上期末的學(xué)業(yè)水平合格性考試的實(shí)驗(yàn)操作考試中，按教委要求，全部學(xué)生都必須參考，因此我們對全部學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力進(jìn)行了考查，考查結(jié)果顯示：8 班、14 班成績明顯好于對照的9 班、15 班，特別是優(yōu)秀學(xué)生的人數(shù)，差異在10 個(gè)百分點(diǎn)以上，這說明我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力是有幫助的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是比較成功的。

②學(xué)生能力的提高

經(jīng)過近兩年的訓(xùn)練，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平大為提高，對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知也更加深刻，無論是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力還是動手能力都有了長足的進(jìn)步，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)也更具創(chuàng)新思維。

從上文分析可知，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生的影響比較顯著。從8班、14 班兩年時(shí)間的縱向比較，學(xué)生自身的提高是明顯的，從全年級橫向比較，也可得出此結(jié)果。我們將高二上學(xué)期的物理筆試成績加以比較，發(fā)現(xiàn)8 班、14 班一共只有19 人未達(dá)優(yōu)，無不及格。而 9 班、15 班共有 12 人不及格，34 人沒達(dá)優(yōu)。在高二下期的全區(qū)統(tǒng)考中，8 班、14 班平均成績分別為75.3 和64.1，而對照班級9 班、15 班的平均成績分別為70.2 和61.3，均低于對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)班級。

綜合以上結(jié)果，得出結(jié)論：實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以提高物理思維能力和創(chuàng)新能力，能有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究核心素養(yǎng)。同時(shí)學(xué)生的動手能力提高顯著，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案越來越有創(chuàng)造性，學(xué)生對待物理的態(tài)度也大為轉(zhuǎn)變，甚至有很多同學(xué)在不知不覺中養(yǎng)成了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。