物理實驗及其教學是物理課程和物理教學中一個重要組成部分,它既是物理教學的重要基礎,又是物理教學的重要內容、方法和手段,在深化教育改革和全面推進素質教育的今天,加強物理實驗教學改革有著重要的現實意義。
一、加強中學物理實驗教學改革的必要性
1.從中學物理實驗教學現狀看
近年來,對中學物理實驗教學現狀的調查表明,中學物理實驗教學的基本原則以及物理實驗在物理教學中的地位和作用沒有得到充分體現。首先,就學生分組實驗來看,教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項,寫得面面俱到,然后學生照著現成的實驗步驟做一下,取幾個數據,實驗就算完成了,這樣做實驗,收獲甚小;再加上有些學校受實驗條件限制,許多同學組成一組做實驗,這樣,部分同學沒有機會動手,只能看實驗;更有少數學校少數師生有“做實驗不如講實驗,講實驗不如講實驗題目”的荒謬做法。其次,就課堂演示實驗來講,由于不同教師對實驗教學理解的偏差和局限,以及實驗教學手段的單一性,影響和制約著實驗發揮其在教學中應有的作用。如由于追求實驗現象的直觀性,忽視了實驗設計思想的展示和創新,由于重視實驗演示的操作過程,輕視了實驗分析的思維過程等,加之科技的發展,多媒體進入教室后,部分教師依賴于多媒體模擬實驗。再次,就教材中大量小實驗、小制作和安排的探研性實驗來看,由于學生受應試教育影響,整天在題海中遨游,導致學生無暇顧及這些實驗,使其在實驗教學中成為“被遺忘的角落”。
2.從現行教材及大綱對物理實驗的要求看
物理教學大綱指出:加強學生實驗和演示實驗,能使學生對物理事實獲得具體的、明確的認識,這是學生理解物理概念和規律的必要基礎;觀察和實驗對于培養學生的觀察和實驗能力,培養學生事實求是的科學態度并引起學習興趣,具有不可替代的作用,可見大綱強調了物理實驗在教學中的重要性。新教材則在總課時減少的情況下增加了學生實驗數量,安排了大量小實驗、小制作,并且設立了“課題研究”,首次在普通高中要求進行課題研究,而課題研究中的探索性實驗,科技制作等都要求中學物理教學要加強實驗的教學與改革,否則學生潛能將得不到充分發揮,實驗教學在物理教學中的獨特作用也將難以顯現。
3.從近年高考對實驗的考查看
從近年高考對物理實驗的考查可看出,對學生實驗能力的要求主要表現在會把學習課本實驗時所獲得的知識和方法去解決新實驗的有關問題。如近幾年高考中流行的“設計性物理實驗題”,就是很好的例證,它要求學生運用學過的實驗方法,突破已學實驗的局限,在一些特定要求和條件下,自行設計新的方案。這些均體現了當前高考改革的精神,對中學物理實驗教學改革具有良好的導向作用,它促進教師加強課本實驗設計思想的教學,將培養學生創新能力作為重要的教學目標來實施。
二、加強物理實驗教學改革的若干構想
1.切實加強課堂實驗教學目標的實施和落實,強調物理實驗手腦并用
通過物理實驗是提高學生實踐能力、創造能力的重要途徑,物理教師要充分認識到它在物理教學中不可替代的作用。在實驗教學中要做到學生實驗人人過關,課堂演示實驗若條件許可盡可能讓學生親自動手,教師還要善于引導學生領悟教材中物理實驗的設計思想,讓他們學會通過實驗測量和有計劃的實踐活動去認識自然,發現自然規律,培養他們科學的思維方法,解決實際問題的能力。
2.加強物理課外實驗教學,拓展實驗教學空間,發揮學生主體功能
教師組織學生開展課外實驗活動作為課堂實驗教學的延續和拓展,對加強學生課內知識的理解和鞏固,培養學生觀察能力、動手動腦能力,提高學習興趣,發展學生個性,開闊學生視野,豐富學生知識等方面具有重要作用。中學生課外實驗活動的組織可按以下三種形式進行:
(1)一讓學生建立個人家庭物理實驗室,開發身邊隨手可得的物件作用,自制器具進行實驗。
(2)開放學校物理實驗室,充分發揮實驗室中器材的功效,教師有組織地利用課外時間指導學生實驗。
(3)成立課外實驗興趣小組,發揚團結合作精神,讓小組成員分工合作,創造實驗條件,進行實驗活動,且小組間相互交流。
中學生課外實驗活動的內容可為:聯系生產生活實際的觀察性實驗,結合教學實際的課外小實驗,體現學以致用原則的小制作,發揮學生聰明才智的小發明,物理規律尋根溯源的小探究等。
3.加強開放性、設計性和探索性實驗的教學,培養學生創新
能力
物理實驗作為一種實踐活動,絕不能僅僅理解為“實驗操作”,物理實驗的全過程應包括:從質疑出的問題開始,經設計、實踐、分析和排除異常現象,到分析實驗數據,分析誤差,寫出實驗報告,得出正確結論的系列實踐和操作過程。開放性實驗因實驗條件或操作方法沒有明確給定,它要求操作者必須從實際問題和實驗目的出發,廣泛發散,全方位考慮各種可能條件,過程和結果,以最終獲得正確結論;設計性實驗則要求實驗者在特定的要求和條件下自行設計新的實驗方案,安排步驟,處理數據,得出結論,分析誤差等;而探索性實驗則要求以學生為主體,由學生自己動手,在實驗過程中能認識到所做實驗反映的物理本質,從而形成正確的物理概念,建立正確的物理規律。可見,開放性、設計性、探索性實驗對激發學生思維狀態,培養學生創新意識,初步形成科學態度,訓練科學方法,提高學生分析、解決實際問題的能力有著舉足輕重的
作用。
4.改革實驗考試方法,加大實驗考核力度,增強師生對物理實驗的重視力度
物理實驗能力包括操作和思維兩種能力,中學物理實驗考試應把理論考試和實際操作考試結合起來,理論考試可全面考查學生掌握實驗基礎知識的廣度和深度,而實驗操作考試則全面反映學生動手動腦能力,而大部分學校平時只注重實驗理論方面的考試而忽視了對學生實驗操作方面的考查。我們應看到,實驗操作總是靈活多樣的,并且預料之外的情況經常發生,在實驗操作過程中學生要發揮分析、綜合、歸納,以及動作、形象、直覺等各種思維的綜合作用,實驗操作是物理實驗能力的核心部分。因此,在中學應加強對學生實驗操作的考查,實驗考試成績應由以下三方面組成:理論考試成績——在單元測驗、期中、期末考試中進行;平時實驗考核成績——在課堂學生分組實驗中進行;操作考試成績——在期末由學生抽簽選定實驗進行。當然,三樣成績要根據學生情況有一個合理的比例分配。
總之,中學物理教學應切實加強物理實驗的教學,改革傳統單一呆板的實驗教學方式,發揮其在教學中的獨特作用,為新世紀培養創新型、能力型人才發揮作用。
(作者單位 湖北省沙市中學)