高中物理實驗教學現狀調查及問題解決對策

摘要：科學探究及科學態度與責任是物理學科素養的重要內容，而培養科學探究及科學態度與責任的主要途徑是實驗教學，通過對高中物理實驗教學現狀的調查以及對實驗教學中出現的問題分析，提出解決這些問題的應對策略.

關鍵詞：實驗教學；存在問題；對策

作者簡介：袁杰（1965-），男，湖北人，碩士學位，高級教師.

物理是一門建立在實驗基礎上的學科，幾乎每個規律的得出，都離不開實驗.物理實驗既是物理課學習的重要內容，又是學習物理知識的重要手段.完成好教材中的每一個演示實驗及學生實驗，對落實物理教學目標有著重要的作用，是培養物理科學探究素養以及科學思維素養的重要途徑.

1高中實驗教學現狀調查

在新的高考背景下，全國多數學校選用了新課標物理教材.但教材所介紹的實驗，由于學校的條件不同限制，可能會出現以下一些問題：（1）教材所介紹的實驗，有些效果較差，實施起來較為困難，不能達到預期的目的；（2）有些實驗，教材所采用的儀器精度較高，而目前許多學校的器材還無法達到相關的要求，因而只能觀看課件；（3）教材介紹的部分實驗方法陳舊，與現代科技相距甚遠；（4）不能利用身邊現有的物質資源進行實驗，從而存在脫離實際的傾向.為此，筆者對廣州市部分學校進行了如表1所示的實驗教學的調研.

同時，還對教師做了如下5項調查：

（1）你是否曾自制實驗儀器？自制了多少個儀器？這些儀器的名稱是什么？

答：自制過少量的實驗儀器，一般也只有兩三個，如力的合成、微小形變的演示、離心現象等.

（2）你是否曾對現有的實驗進行過改進？改進過多少實驗？這些實驗的名稱是什么？

答：改進實驗的經歷不多.

（3）你認為在新的課程標準下物理實驗所起的作用大嗎？

答：作用大（大部分老師的回答）.如幫助學生理解概念，提高動手能力、探究能力和合作能力等.

（4）你認為影響實驗效果的因素有哪些？

答：①由于實驗所求的量一般不能直接測出來，要經過計算才能得到 ，使學生沒有耐心做下去；②儀器陳舊、損壞，維修不到位，更新不及時；③沒有標準資料，學生不知道怎么做；④學生刻苦鉆研的精神不足；⑤教師自身素質、工作負擔的影響；⑥教材要求高；⑦實驗員水平不高，指導性不強.

（5）你對物理實驗教學有哪些建議？

答：①實驗指導書要方便學生自學；②有針對性解決問題，重在探究性實驗上；③教材要更具針對性；④提供多種實驗方法；⑤充分發揮實驗員的作用.

2高中物理實驗教學中存在的問題

21實驗的現象不明顯

調查發現，實驗的現象不明顯是常見的問題：一是由于實驗裝置不靈敏或實驗條件得不到滿足導致實驗的現象不明顯.例如，靜電現象的實驗中，用絲綢摩擦玻璃棒生電的效果受天氣影響特別大，即使是晴天，觀察到驗電器的金箔張角也很小.再如，探究兩個電荷間的相互作用時，張角大小的變化并不十分明顯：二是實驗儀表顯示的變化不明顯占有很大的比例.如在“電阻定律的實驗探究”這一實驗中，要么是電壓表示數變化小，要么是電流表示數變化小.由于實驗儀表的變化不明顯導致的誤差是很明顯的，實驗也不能顯示出它應有的效能.

22實驗現象可見度低

在實際教學中，有時雖然實驗的效果非常明顯，但由于儀器小、學生距離儀器較遠，導致現象的可見度小.比如在做電學的演示實驗時，用電表測量電流或電壓，演示用電表的靈敏度不夠，學生電表的指針偏轉情況難以觀察到.這時，可以采用投影法、機械放大法或自制教具法來增加實驗現象的可見度.

23實驗對學生的吸引力不夠

實驗的目的之一是要充分激發學生的好奇心和求知欲，但目前高中物理所開設的實驗在這方面顯然是“力不從心”.實驗教學的原動力不足，教學仍然擺脫不了應試教育的制約或陰影，我們的立足點是會解實驗習題，而不是使學生獲得操作能力、創新能力、探究能力等，在這種思想指導下，使原本十分有趣的實驗，變得索然無味.

24實驗教學中提供的實驗可選方案單一

調查顯示，學生分組實驗基本上只提供了一種方案，也就是高考中經常涉及的方案.而這種方案往往與學生的思維不吻合.而這樣做的結果是，不能最大限度地挖掘學生的潛能，久而久之，學生也不用為方案而操心，因為老師早就設計好了.在一定的程度上扼制了學生的思維，不利于學生發散思維的養成.從思想上就滋生了一種惰性，也磨滅了他們的求知欲.

25實驗隱性效果差

實驗的隱性效果是一個長期的效果，它不是學生一時學習中的一種表現.隱性效果主要指學生的各種相關能力，隱性效果差體驗為學生各種相關的能力沒有得到應有的提高.而調查的結果顯示，學校的探究性實驗教學并沒有很好的開展，學生也沒有在實驗中體驗前人的探索過程，沒有進行相應的猜想、假設、分析、總結，也就談不上體驗實驗所帶來的樂趣，更談不上學生的能力得到發展.

26課外實驗開出率低、實驗效能的延續性不能得到保證

由于學生的課業繁多，學習壓力大，加之住校等限制，使得課外物理實驗開設的相當少.學生沒有很好的開發思維，利用身邊的現有材料，粗制簡單的實驗用具.比如說，自制反應時間尺，是一個很有趣的課外實驗，材料也很容易找到，但這個實驗布置下去后，做的同學卻很少，很多同學說沒有時間去做.這樣，一個方法只是在上課有一點時間接觸，課后動手的時候少，使得實驗過程中的各種能力的延伸發展得不到保證，不利于鞏固學生的能力.

27教師自制儀器少、課堂實驗啟發性弱

由于學校的評價體制更注重的是學生成績，所以教師的大部分時間耗費在如何提高學生的成績上，鮮有老師想方設法利用現有材料制作簡易而又效果明顯的實驗器材.教師過分依賴教材、拘泥于教材，不能勇于創新.比如，利用廢棄的可樂瓶制作完全失重的裝置，這是一個很簡單的實驗裝置，材料易得，制作簡單.但調查結果表明，自已動手制作的老師并不多.目前，教材中所涉及的實驗儀器，離我們的生活太遠，學生覺得物理知識遠離我們的生活，不具親和力.而自制的實驗教具恰好能彌補這個缺陷.教師自制的教具少了，實驗教學難免有一點紙上談兵，不能啟發學生的思維.

28用仿真實驗或電腦課件來代替真實的實驗

在我們的實驗教學中，部分老師為了節約時間，增加知識傳授的效率，往往用實驗的模型來代替真實的實驗，在電腦普及的今天，課堂上用課件或仿真實驗來代替真實實驗的情況很多.多媒體技術的引入，無疑給我們的物理教學帶來了一場革命，但過分依賴多媒體，卻使物理實驗喪失了它的真實性、動手操作性、趣味性和實踐性.

3解決物理實驗教學中問題的對策

從調查的情況來看，實驗教學仍然是高中物理教學的一個薄弱環節，高中物理實驗教學的低效性表現得比較突出，它極大地影響著物理教學質量的提高，與時代發展對人才的要求很不適應.教師能否轉變觀念，從理念和思想、實質和行動上研究實驗，改進實驗教學，提高物理實驗的效率，使實驗教學走出困境？

31充分重視實驗前的準備

“工欲善其事，必先利其器”.充分的準備是做好實驗的前提.對演示實驗，教師要精心設計實驗，力求使實驗儀器結構簡單、實驗操作簡單、由演示現象到得出結論的過程簡單，實驗現象明顯、可靠、成功率高.對學生分組實驗，實驗前要使學生明確：實驗的目的、依據的原理、所需要的器材以及器材的用途和規格；并要求學生在實驗操作的步驟和細節中做到心中有數，避免學生在實驗過程中的盲目性；學生要了解實驗數據處理的方法.

32注重實驗中學生之間的交流與合作

培養學生的合作能力，是實踐新課程理念的一個體現.在實驗中進行交流與合作應作為物理教學的一個基本要求.有的實驗要求一個同學操作、另一個同學觀察記錄，這時就需要兩名同學密切的配合，方能確保實驗的成功，對實驗猜想、數據的分析也可以通過同伴的交流，取長補短、去粗取精.實驗課堂的交流與合作精神的培養，可以規范學生的任務意識、合作意識、責任感及團結合作的精神，為學生今后走入社會奠定一定的基礎.

33注重實驗方案的多樣性和選擇性

過去的實驗，往往只是提供一種方案，所提供的器材也非常有限，而課程標準要求我們在課程實施過程中體現多樣性和選擇性.實驗教學也要體現這一理念.尤其在我們進行探究性實驗時，學生的思維可能不只是局限于老師所提供的器材.例如，“探究外力做功與物體動能的關系”這一實驗，就有多種實驗方案：利用自由落體、小車在斜面上的加速運動、用DIS與氣墊導軌等多種方案，這時我們要提供多種器材供學生選擇.

34充分重視實驗的過程

江西省物理特級教師黃恕伯曾強調：重視學生自主經歷某種有價值的學習活動（例如觀察、實驗、解釋、分析、概括、交流等）.通過該活動，在實現知識與技能目標的同時，讓學生獲得體驗，形成意識，掌握方法，提高能力.在物理實驗教學中要重結果但更要重過程，因為在具體的實驗過程中能獲得相關知識、掌握實驗的技能、初步了解科學研究的一般方法、體現實驗的樂趣.

35重視實驗過程中的猜想

在探究性的實驗中，學生要根據課題，針對發現的問題，在回憶總結已有的知識和經驗、收集和整理信息的基礎上，作出大膽假設或猜想，并通過實驗對提出的假設或猜想進行證實或證偽.猜想不是毫無依據的瞎想，而是建立在一定的實驗事實基礎上的一種科學的推斷.

36注重對實驗結果的分析，找出實驗成敗的原因

實驗完成后對實驗結果的分析也是提高學生能力的重要環節，對成功的演示實驗，我們可以讓學生通過觀察總結規律；對學生分組實驗，可能成功，也可能失敗，成功和失敗都是一種經驗，特別對于失敗的實驗，要認真分析造成實驗失敗的原因，通過修改設計方案、規范操作過程、減小偶然因素的影響等促成實驗的成功，充分體驗“失敗是成功之母”的含義.

37開放實驗室 拓寬學生的視野

提高學生對物理實驗的興趣，僅僅局限在課堂是不行的.特別是探究性的學生分組實驗，往往一節課不能解決所有的問題，如果開放實驗室，可以延續學生的研究，還可以為學生的課外實驗的開展提供必要的保障.

38加強學生的課外實驗

演示實驗、隨堂實驗和學生分組實驗能夠充分的激發學生的興趣，而課外實驗卻可以使學生保持這種興趣，能充分發揮學生的自主性、獨創性.這是對課堂學習的一個必要的補充.課外實驗以學生為主體，教師對學生的課題作適當的指導或評估，肯定、鼓勵他們的行為，讓他們充分體驗實驗的快樂.

39對部分物理實驗進行改進

教材所提供的實驗方法或實驗室所提供的實驗器材總是有限的，各地的學生情況不同、教學條件不同，實驗的效果也不盡相同，我們在實際教學中，可以適時、適當的對現有實驗進行改進.