關于高中物理實驗教學的相關調查及幾點建議

周嘉茵

【摘要】物理學是以實驗為基礎的自然科學。本文將高中分為省級重點、市級及市級以下重點和普通高中三大類進行分類調查并以此調查為基礎，分析討論高中物理應如何加強實驗教學并對高中物理實驗教學提出幾點建議意見。

【關鍵詞】高中物理實驗；實驗教學；建議

一、 物理實驗教學在中學物理教學中的地位

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗教學是中學物理教學的堅實基礎。物理實驗本身包括了重要的基礎知識、基本技能和基本方法，是中學物理教學的重要內容，是教師要教、學生應該學的重要內容。

二、物理實驗教學在中學物理教學中的作用

（一）物理實驗教學能激發學生學習物理的興趣

實驗教學是激發學生學習興趣的最有效方法，直觀生動的實驗現象還可以提高學生的學習積極性，激發學生的求知欲望。

（二）物理實驗能提高學生對物理概念與規律的理解，培養學生的能力

直觀生動的實驗現象便于學生獲得豐富的感性認識，通過感性的認識使學生得出理性的結論，有利于學生通過最簡捷的思維活動建立物理概念，總結得出物理規律，加深學生對物理概念與物理規律的理解。

（三）物理實驗能幫助學生學習和掌握科學研究方法

在實驗過程中，運用實驗儀器重現某種實驗的現象，模仿其實驗科學研究過程，使學生學習掌握實驗研究的方法。

（四）物理實驗能培養學生實事求是的科學態度和嚴謹的科學作風

物理實驗本身是一個嚴格的科學探究過程，實驗活動還可以磨練學生的意志、培養學生遵守紀律、愛護儀器的優良品質，養成交流合作的習慣。

2. 研究的實施過程及結果分析

本文研究的主要內容是，學生在不同高中物理教學情況下的物理實驗學習中的區別影響，討論高中物理應如何加強實驗教學并對高中物理實驗教學提出幾點建議。

2.1研究對象的選取

本次研究對象的選取，在清遠市內隨機選取了清遠市一中、英德二中、梓琛中學的高三級學生進行調查。本次調查發放的問卷共200份，回收問卷187份，有效問卷183份，有效率為91.5%。

2.2對高中實驗教學現狀的調查研究

在對高中物理實驗的調查中把高中等級分為省級重點、市級重點、縣（區）級重點、市級普高、縣（區）級普高等，方便數據分析時對不同等級學校學生的分類統計。調查大致包括：學校物理實驗配備、教師物理實驗教學技能、學生物理實驗能力三大類，參考相關的調查問卷分析制定選擇題。下面將對調查結果進行分析，并將對應等級學校簡稱為“省重點、市重點、普高”。

2.2.1學校的物理實驗配備

物理實驗儀器等條件性課程資源是開展物理實驗教學的物質保障，在很大程度上制約著物理實驗教學的順利開展，也是有效落實物理課程目標基本的物質條件。在調查高中實驗配備的情況時設計制定了四道題目，分別從教師演示實驗、學生分組實驗、實驗室設施等方向來進行調查，以下從實驗室硬件設施和儀器的利用情況具體分析。

三、實驗室硬件設施

高中物理實驗室的硬件設施調查中，分為落后、一般、較為先進、非常先進四個等級。據調查結果顯示，學校的物理實驗室配備情況中，省重點較為先進的比例超過38%，市重點較為先進的比例減少了近一半僅為19%，相比之下普高的實驗室配備情況稍顯落后，較為先進的比例僅為6%。

四、實驗儀器利用情況

在高中實驗儀器的利用情況調查中，教師演示實驗和學生分組實驗調查結果如下，省重點的老師全做了及多數做了教材上演示實驗的比例超過了53%，而市級及市級以下重點則相對減少，全做及多數做了教材上演示實驗的比例為25%，普高的比例僅僅為18%。省重點教材上所要求的學生分組實驗全做及多數做了的學生比例為48%。市重點比例為19%，而普高的比例減少為11%。數據表明，三大類等級不同的學校中，省重點的物理實驗設施相對是比較完善的，演示實驗及學生分組實驗的開設率也比其他兩類等級的學校要高。

造成該現象的原因，筆者認為是由多方面引起的。不同學校的實驗設備不同，普高的硬件設備較重點高中的有一定差距，實驗儀器不足或者陳舊對開展實驗教學起著較大的影響。學校教師資源、生源質量、教育理念、教學管理等區別也影響著實驗的開展。

2.2.2教師的物理實驗教學技能

教師的物理實驗教學技能直接影響著學生實驗能力的培養，所以要充分發揮教師的主導地位，提高教師自身的教學技能。在調查高中教師對比物理實驗教學技能時，發現在省重點教師的實驗教學中，每次及大多數實驗都會明確提出實驗目的、觀察重點、相關儀器的名稱及用途的比例占83%，而市重點和普高的對比差異不明顯。

學校教師對實驗理論知識（即是指物理實驗的基本實驗方法、數據處理方法等）的教授情況調查中，省重點和市重點的對比不是很明顯，學習過基本的物理實驗方法及數據的基本處理方法的比例分別為46%和53%，相比之下，普高的比例僅為22%，只學習了高考要求的物理實驗方法及數據基本處理方法的比例是三類學校中相對最高的，超過了72%。

2.2.3學生的物理實驗能力

學生在高中時期需要培養的物理實驗能力為選擇發現問題的能力、實驗操作的能力、實驗觀察的能力、數據處理能力等，對學生高中階段的實驗能力的調查中發現高中階段總是及經常能熟練正確的完成實驗現象和數據的觀察記錄及處理，省重點所占比例為43%，市重點所占比例為30%，普高的比例相對較少僅為22%。數據表明，學生對物理實驗知識的掌握角度上，三類等級不同的學校對比差異不是很大，但省重點的學生掌握情況還是略微比其他兩類要優秀。

3.幾點建議

五、對高中實驗教學的幾點建議

（一）提高教師的實驗教學技能和實驗素質

提高物理教師的實驗教學技能可從以下著手：

1.演示實驗是以教師為主要操作者的表演示范實驗，在引入新課、鞏固新課或闡述概念、導出規律時，可以安排不同類型的演示實驗，來引導激發學生學習興趣，為學生提供感性素材，提供示范作用。

【示例3-1】“力之間的相互作用”教學片斷

教師：這里有兩塊磁鐵，我們知道磁鐵的同極之間是相互排斥的。這是兩個小車，在受到里的作用下會在實驗臺上運動。

現在將磁鐵分別放在兩個小車上面，現在固定左手，讓A小車不懂，而釋放右手，現在來觀察B車的運動狀態，我們可以觀察到什么樣的現象呢？

學生：B車向外走了。

教師：是的，B小車被排斥開了，也就是說在這個過程中，A小車給了B小車一個力的作用。

……

在演示力的作用是相互的實驗中，教師對實驗器材、實驗操作步驟和實驗注意事項都作了清晰的講解。為學生提供了一個良好的實驗操作示范，讓學生在實驗中注意觀察實驗現象，有利于學生的實驗觀察能力的培養。

2.學生分組實驗是培養其實驗能力、發展創造力和研究方法及養成良好科學習慣的主要途徑，教師在進行學生分組實驗時，應該做好實驗前的準備工作，認真做好實驗指導工作，善于啟發學生實驗的主動性和積極性，體現教師為主導、學生為主體的教學思想。

【示例3-2】“打點計時器實驗”教學片斷

教師先引入對打點計時器的相關知識，及測量速度的方法。布置學生對照儀器看說明書，引導學生注意其重點：觀察打點計時器并閱讀其使用說明書，明確電磁打點計時器的結構、各部分的名稱、工作原理及使用方法。并且讓學生明確振動片的振動周期與電源的電流變化周期一致，若使用50Hz的交流電，打點的時間間隔為0.02s。這個值正好是電源頻率的倒數。

教師指導學生自主閱讀教材中的實驗步驟提示，學習打點計時器的使用方法，對學生講清注意事項及安全問題。指導學生動手練習使用打點計時器，并引導學生思考：紙帶上的點與小車的位移和時間是如何對應的，怎樣將紙帶上的點變成相關的數據？根據學生的實際操作，讓學生體會操作過程的樂趣，指導學生解決實驗過程中遇到的問題。

在這個示例中，教師起到了引導的作用，引入打點計時器的知識，并且引導學生對打點計時器的進一步認識，讓學生注意實驗重點及注意事項，以學生為主體對實驗進行操作，讓學生親自體驗實驗探究的過程，培養學生的實驗能力以及獨立分析解決問題的能力。

3.邊學邊實驗是教師一邊講授，一邊指導學生做有關實驗，從而使學生學習一定的物理知識和技能的實驗教學形式。教師應該發揮主導作用，引導學生通過自己動手學習物理知識。邊學邊實驗的教學方式可以多種多樣，教師應該加強對知識的靈活運用能力，能夠靈活的展開簡單易做的實驗。

【示例3-3】“超重與失重”教學片斷

教師：同學們的桌子上都有勾碼和紙帶，現在我們用它們來做一個小實驗，像老師這樣把勾碼掛在紙帶下面，掛好了嗎？

學生：掛好了！

教師：我們發現紙帶是能夠承受勾碼重力的，如果現在我們迅速向上提紙帶，注意了，是迅速向上提，會出現什么情況呢？我們一起來做一下，來迅速向上提，開始。

（學生動手做實驗）

教師：出現了什么情況呢？

學生：紙帶斷了。

教師：我們發現，紙帶斷了。這是為什么呢？

（學生思考）

教師：靜止的時候紙帶受到的拉力在豎直方向上等于勾碼的重力，當我們迅速向上提紙帶時，紙帶斷了，這說明，紙帶所受到的拉力變大了，大于了它的承受能力，所以紙帶斷了。

（學生思考）

教師：那么我們物理上就把物體對對懸掛物的拉力大于物體所受的重力的情況，稱為超重現象。那如果一個物體壓著一個支持物上面，二者也是一起迅速向上運動會怎么樣呢？

通過一個簡單的紙帶吊勾碼的實驗，實驗步驟簡單，直觀生動的物理現象有利于進一步使學生形成了超重的概念。教師引導學生一起參與操作實驗，并且在實驗的過程中設置疑問，讓學生思考，加深了學生對實驗現象的理解，有利于學生物理概念的形成。

（二）教育資源公平分配，加強對薄弱學校的建設

近年來，教育部門加大了對薄弱學校的公平投入，學校間的硬件上的差距逐漸減小，必須堅持教育資源的公平分配，加強對薄弱學校的建設，優化學校的實驗設備。

（三）充分利用物理實驗教學設備，提高對實驗儀器的利用率

由于種種原因和具體困難，可能在實驗教學中存在不足之處，教師應設法解決，加強對現有資源的利用率，克服困難，把有限的經費多投入到最基本的教學需要上，為實驗教學的順利開展提供一定的保證。

（四）完善實驗教學的考核制度，提高對實驗教學的重視

物理實驗教學是物理教學的一個重要組成部分，對實驗教學的考評是學科測量和評價的一個重要環節和內容。通過考核可以促進對物理實驗的重視。

附錄

高中物理實驗教學的現狀調查問卷

親愛的同學：

您好！為了解高中物理實驗教學現狀，邀請您參加此次問卷調查。請您根據實際情況和真實想法填寫問卷，期望能得到您真實地反饋。

以下各題中，請在您最符合的實際情況的選項“□”里打“√”，衷心感謝您對本次調查的支持！

1.您的高中學校屬于以下

□A.省級重點高中

□B.市級重點高中

□C.縣（區）級重點高中

□D.市級普通高

□E.縣（區）級普通高中

□F其他___________

2.中學物理教材上的演示實驗，老師都給你們看了嗎？

□A.全做了 □B.多數做了

□C.部分做了 □D.只做了少數

□E.都沒做

3.中學物理教材上的學生分組實驗您都親自動手做了嗎？

□A.全做了 □B.多數做了

□C.部分做了 □D.只做了少數

□E.都沒做

4.中學學校物理實驗室配備怎么樣？

□A.落后 □B.一般

□C.較為先進 □D.非常先進

5.中學老師在黑板上通過板書來“做實驗”的情況多不多？

□A.非常多 □B.比較多

□C.一般 □D.不太多

□E.基本沒有

6.您在高中對物理實驗的理論學習情況是（實驗理論學習指基本的實驗方法、數據處理方法等）

□A.學習過基本的物理實驗方法，及數據的基本處理方法

□B.只學習了高考要求的物理實驗方法，及數據的基本處理方法

□C.沒有學習過物理實驗方法，及數據的基本處理方法

7.高中老師做演示實驗時，會明確提出實驗目的、觀察重點、相關儀器的名稱及用途嗎？

□A.每次實驗都會

□B.大多數實驗會

□C.部分實驗會

□D.很少實驗會

□E.從不介紹

8.在中學階段，您能夠熟練、正確地完成實驗現象和數據的觀察記錄，數據的處理嗎？

□A.總是能 □B.經常能

□C.有時能 □D.很少能

□E.從不能

9.在中學實驗中進行物理量的測量時，您能按照有效數字的規則來讀數嗎？

□A.每次都能 □B.多數實驗能

□C.部分實驗能 □D.從來都不能

參考文獻

[1]張德啟、李新鄉、陶洪、王崇光.物理實驗教學研究[M].科學出版社，2005.

[2]宓子宏.物理教育學[M].浙江教育出版社，1992.

[3]郭懷中.物理教育論[M].安徽大學出版社，2011.

[4]李新鄉 張軍朋.物理教學論[M].科學出版社，2009.

[5]類維平.物理實驗教學技能[M].東北林業大學出版社，2004.

[6]周壯.中外中學物理實驗教學的比較[D].山東師范大學，2012.

[7]馮立萍.高中生物理實驗操作能力現狀調查研究[D].河北師范大學，2012.

[8]陳慶朋.高中物理實驗教學條件和實施過程的調查研究[D].西南大學，2009.

[9]游曉鵬.教育公平在哪里？重點與普通中學的資源較量[N].鄭州晚報，2005.