中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的歷史回顧與前景展望

[摘要]物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理教學(xué)中怎樣體現(xiàn)這一學(xué)科特性是新課程標(biāo)準(zhǔn)理念下中學(xué)物理改革的重要內(nèi)容。本文重在回顧中學(xué)物理教學(xué)的歷史，分析當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀并展望未來(lái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前景。鑒于現(xiàn)今中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況，提出一些參考意見，旨在幫助學(xué)生建立正確的實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高全面的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，培養(yǎng)高尚的實(shí)驗(yàn)品格。

[關(guān)鍵詞]物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 課程標(biāo)準(zhǔn) 教學(xué)目標(biāo) 教育功能

長(zhǎng)期以來(lái)，人們往往把物理實(shí)驗(yàn)分成兩種基本形式：一種是演示性實(shí)驗(yàn)；一種是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。前者定位于培養(yǎng)觀察能力，后者著眼于培養(yǎng)操作技能和驗(yàn)證物理原理。這種基本思想和教學(xué)目標(biāo)決定了實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)和基本教學(xué)方式。演示實(shí)驗(yàn)中，教師做、學(xué)生看，教師講、學(xué)生聽，體現(xiàn)了以教師為中心的傳統(tǒng)物理教學(xué)模式。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)雖然是學(xué)生動(dòng)手，但實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹x器準(zhǔn)確、操作步驟、實(shí)驗(yàn)報(bào)告全部由教師預(yù)先設(shè)計(jì)好，學(xué)生僅僅是熟悉儀器，進(jìn)行連接，然后按步驟進(jìn)行操作、觀察、記錄和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得到結(jié)果。在這種實(shí)驗(yàn)中，缺乏學(xué)生自主的獨(dú)立思考和創(chuàng)造性活動(dòng)。

造成傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)這種局面的原因是多方面的。首先，過(guò)去的物理教學(xué)大綱沒有良好的體現(xiàn)以“實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”的學(xué)科特征，只是對(duì)有限的十幾個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)作了規(guī)定。對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的教育功能缺乏根本性的認(rèn)識(shí)，僅僅把實(shí)驗(yàn)看成是一種技能訓(xùn)練，沒能認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)在知識(shí)、能力、方法、情感態(tài)度價(jià)值觀等綜合科學(xué)素質(zhì)教育中的重要作用。其次，考慮指揮棒的影響，長(zhǎng)期以來(lái)筆試占絕對(duì)統(tǒng)治地位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在升學(xué)考試內(nèi)容中一直缺乏應(yīng)有的地位，所以評(píng)價(jià)方式也是導(dǎo)致人們對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏足夠重視的重要原因。

隨著教育改革的逐步深入，人們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重要性逐漸有了新的認(rèn)識(shí)。首先從課程結(jié)構(gòu)上突破了演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的界限，在兩者之間派生出一個(gè)“邊講邊實(shí)驗(yàn)”，或“隨堂實(shí)驗(yàn)”。除此之外，還形成豐富多彩的身邊小實(shí)驗(yàn)也稱小實(shí)驗(yàn)、小制作。這樣在物理教學(xué)中就形成了四個(gè)實(shí)驗(yàn)層次，即：演示性實(shí)驗(yàn)，隨堂實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和小實(shí)驗(yàn)。從上世紀(jì)八十年代開始，物理通報(bào)社編寫九年義務(wù)教育教材，在序言中就明確提出了這四種實(shí)驗(yàn)，并將這四種實(shí)驗(yàn)層次納入物理通報(bào)版九年義務(wù)教育物理教科書之中，受到廣大師生的普遍歡迎，對(duì)我國(guó)物理教學(xué)改革起到了積極推動(dòng)作用。

世紀(jì)之交，我國(guó)啟動(dòng)的基礎(chǔ)教育課程改革，是一場(chǎng)劃時(shí)代的深刻改革，就物理學(xué)科而言，幾乎所有的改革理念都緊緊的聯(lián)系著物理實(shí)驗(yàn)。在這場(chǎng)課程改革中，最基本的課程理念是提倡“以學(xué)生為本”，面向全體學(xué)生科學(xué)素質(zhì)提高，旨在培養(yǎng)全體學(xué)生終生發(fā)展的興趣和能力。因此，怎樣改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)科學(xué)探究的興趣和能力成為課程改革的重點(diǎn)。課程標(biāo)準(zhǔn)理念深刻地改變了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)、性質(zhì)和模式，提出了“知識(shí)與技能，過(guò)程與方法，情感態(tài)度價(jià)值觀”三維教學(xué)目標(biāo)。這樣的物理教學(xué)目標(biāo)決定了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的性質(zhì)、內(nèi)容和模式。課程標(biāo)準(zhǔn)并沒有排斥更沒有否定在改革開放后形成的演示性實(shí)驗(yàn)、隨堂實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和小實(shí)驗(yàn)這樣一種基本結(jié)構(gòu)。相反，在課程標(biāo)準(zhǔn)理念下，更有利于發(fā)揮多層次物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)的教育功能。

課程標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。體現(xiàn)之一是它把實(shí)驗(yàn)與其它教學(xué)內(nèi)容緊密的結(jié)合在一起，而不再規(guī)定所謂的“必做”實(shí)驗(yàn)。例如《課程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究加速度與物體質(zhì)量，物體受力的關(guān)系”，“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解力的合成與分解”……凡是課程標(biāo)準(zhǔn)做出這樣要求的，人教版新教材都安排了實(shí)驗(yàn)。

還有一點(diǎn)與過(guò)去的《教學(xué)大綱》不同：《課程標(biāo)準(zhǔn)》沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)的具體做法，使用的器材等做出硬性的規(guī)定。這樣就可以使師生因地制宜的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，便于提出不同的實(shí)驗(yàn)方法，有利于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)，使師生更注重實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)思想，而不是背誦實(shí)驗(yàn)的器材、步驟等條文。鑒于《課程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的寬泛性，人教版新教材盡可能地對(duì)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)推薦幾種不同的實(shí)驗(yàn)方案，供師生選擇。例如第六章第三節(jié)“探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)”等。

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》指出：課程改革要“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合”。用信息技術(shù)改造某些已有的實(shí)驗(yàn)，增加原來(lái)不能做的實(shí)驗(yàn)，這是大勢(shì)所趨。遵照以上精神，人教版新教材在“做一做”欄目中多次介紹了信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。例如第二章第一節(jié)“用計(jì)算機(jī)繪制v-t圖像”、第四章第五節(jié)“用傳感器研究作用力與反作用力的關(guān)系”等。

《課程標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施旨在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索能力基礎(chǔ)上要求他們有創(chuàng)新的意識(shí)。主要包括：能改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)手段；能獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；能根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的設(shè)計(jì)出新的實(shí)驗(yàn)方案，并能在操作過(guò)程中，對(duì)原實(shí)驗(yàn)方案的合理性、科學(xué)性進(jìn)行檢驗(yàn)；在課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中能應(yīng)用在課堂物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)到的物理知識(shí)，獨(dú)立思考以設(shè)計(jì)出新的實(shí)驗(yàn)方案并動(dòng)手操作。

建議教師在教學(xué)中除了要努力實(shí)現(xiàn)操作領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，還應(yīng)力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)情感領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。讓學(xué)生知道做實(shí)驗(yàn)的意義，并有做好實(shí)驗(yàn)的愿望。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，具有尊重事實(shí)，專心致志，嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍的科學(xué)態(tài)度；培養(yǎng)學(xué)生濃厚的實(shí)驗(yàn)興趣，具有克服困難的堅(jiān)強(qiáng)意志；樹立為科學(xué)獻(xiàn)身，為人類造福的遠(yuǎn)大理想；培養(yǎng)其為科學(xué)真理奮不顧身，勇往直前的優(yōu)良品格。情感領(lǐng)域的這些實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)目標(biāo)里的要求是長(zhǎng)期的，教師應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中加以訓(xùn)練和培養(yǎng)。