淺談高中新課改下物理實驗的變革

黃兆章

摘要:本文是本人結合新課改以來的教學經歷,著重從“物理實驗”提法的轉變、物理實驗呈現方式的變革、突出分組實驗、增加了探究性、突出了科學思想、加入了設計因素、《新課改標準》更重視圖線法的應用、用信息技術改造原有的實驗等八個方面分析了高中新課改中物理實驗的變革。

關鍵詞:新課改;物理實驗;變革

中圖分類號:G633文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2009)11-0157-01

物理學是一門精確科學,與實驗有密切關系。隨著江蘇05年進入新課改以來,實驗的內容與原來有不同程度的變化。本人將結合自己在課改以來近四年來的物理教學實際,就進行物理實驗教學的一些經歷談一談自己的看法。

一、“物理實驗”提法的轉變

高中物理課程標準將“物理實驗”的提法變為“物理實驗與科學探究”,使物理實驗有了更寬廣的含義。它包含了從提出問題、設計實驗,到收集、處理、分析數據,形成實驗結論和進行表達交流等一系列過程。物理實驗和科學探究不僅是物理教學中重要內容(程序性知識)和學習方式,而且是物理教學中的教學目標。高中物理課程標準中在陳述科學探究的能力時,實際上包括了對物理實驗能力的要求。同時把“科學探究及物理實驗能力要求” 、“共同必修模塊”、“選修模塊”并列,作為內容標準的三大要求。由此不難看出,相對于過去,高中物理課程中科學探究、物理實驗占有更加重要的地位。

二、物理實驗呈現方式的變革

從上面的比較中我們可以看出高中物理課程標準較之高中物理教學大綱有兩個明顯地變化:(1)《物理課程標準》中關于物理實驗的描述,不像現行教學大綱那樣,具體規定哪些知識點需進行什么樣的演示實驗、哪些知識點需進行什么內容的學生實驗,以及這些實驗需要使用什么儀器,實驗的總課時是多少,等等。過去的演示實驗、學生實驗,甚至隨堂實驗、學生小實驗等,在《物理課程標準》中一并以“通過實驗”、“通過實驗探究”、“通過觀察和實驗”等術語提出了要求。事實上《物理課程標準》要求做的實驗比以前大量增加,然而實驗的形式、實驗用的器材、實驗的具體安排卻是靈活的。(2)沒有給出具體的實驗器材,對學生實驗探究能力提出了更高、更新的要求。突出了讓學生自我設計實驗方案并進行科學探究的實驗能力要求。過去的教學大綱列出了22個實驗,并在“說明”欄目中指出了所用的器材和方法。不僅如此,由于當時教科書的唯一性,實驗的操作實際上也被固定下來了。課程標準與此不同,它在“內容標準”中給出的是物理實驗方面的能力要求,實驗的數量比過去多,但對具體器材、方法、操作等的要求卻是非剛性的。應該做的學生實驗與其他教學內容結成一體,散落在各個模塊中。

三、突出分組實驗

培養學生動手操作能力《課程標準》對物理概念和物理規律的學習,從方法上作了重大調整,變教師的傳授、灌輸為學生動手實驗,通過觀察、分析和歸納,達到對概念的理解和規律的掌握。共同必修模塊中內容標準和實例關于實驗有以下條目:①通過實驗,探究速度隨時間的變化規律,體現實驗在發現自然規律中的作用;②通過實驗,研究力的平行四邊形定則,理解力的合成與分解;③通過實驗,測量加速度、力、質量;④通過實驗,探究恒力做功與物體動能變化的關系;⑤通過實驗,驗證機械能守恒定律。對上述所列知識和規律的學習,全部是通過實驗來認識的。過去講這些內容時,主要靠教師演示和講解來完成,而演示實驗是由教師動手的,容易使學生產生依賴教師的不良習慣。新課標突出分組實驗,使學生既動腦又動手,分組實驗的過程,可能會出現實驗現象和實驗結論不一致的情況,這一現象的出現,很容易引起學生對教材中的實驗結論產生“疑點”,疑點將成為學生探索科學真理的驅動力,并為確信自己的實驗結果而重做實驗,甚至多次重做,只有當自己的實驗結果與教材中的結論一致時,才會消除疑點,同時又鍛煉了學生的意志。

四、增加了探究性

探究精神要貫穿于整個課程,包括學生實驗在內。中學課程里的學生實驗有探究性的、驗證性的、測量性的(少數幾個所謂實驗用于技能訓練,其實算不上“實驗”),即使是驗證性的實驗,也要體現探究精神。例如,《物理必修二》中有一個實驗“驗證機械能守恒定律”,過去學生按教師的指示,一步一步地操作,得出結論就可以了;現在不同了,在簡述了實驗原理之后,教科書提出了以下幾個“要注意的問題”。(1)重物下落過程中,除了重力外會受到哪些阻力?怎樣減少這些阻力對實驗的影響?(2)重物下落時,最好選擇什么樣的兩個位置作為過程的開始和終結?這段課文是在“提出問題”,學生要做的是做出猜想、然后通過自己的操作或者邏輯分析得出結論。實際教學中有的學生就曾指出,空氣阻力未必是最重要的,紙帶與計時器的摩擦對實驗的影響可能更大。學生還特意把打點計時器調得不再豎直,把這種情況下測得的下落速度與調直時的測量結果對比,以支持他的觀點。這不就是在做科學探究嗎?在另一個學生實驗“探究求合力的方法”(《物理必修一》第四章)中,沒有像以前一樣寫明應該怎樣操作、會看到什么現象、現象說明什么問題、最后得出什么結論,而是在簡單介紹原理之后指出“探究時應該注意下面幾個問題”。這幾個問題實際上是對學生的指導,不過不是用灌輸的方式,而是引導學生通過自己的思維活動,在獨立思考的基礎上獲得知識。這樣做不僅能使學生更好地學到這段知識,更重要的是使學生提高今后獲取知識的能力,發展自己的獨立人格。

總而言之,高中物理實驗的改革,不是一朝一夕就能奏效的,它需要每個物理教師都做一個有心人,在教學實踐中抓住一切契機,持之以恒地進行滲透、培養,才能獲得成功。