改革中學物理實驗教學的嘗試

改革中學物理實驗教學的嘗試

中學物理實驗教學如何進行改革？筆者根據現代教育理論，結合中學物理教學實行進行了一些嘗試，制定了整體改革方案，這個方案的指導思想是：改革傳統的教學觀念，強調實驗教學的整體功能，突出構成整體的各個要素的相互作用，從而全面提高學生的能力。為了搞好整體改革，筆者首先從觀念上進行更新，改變傳統的思維方式，建構了思考問題要有整體觀念，從整體出發又以整體力歸宿的思維方式。其次，摒棄了傳統的質量觀，以培養高素質，全面發展的人才為目的，代替過去只強調智育發展，圍繞“兩考”（高考、中考）轉的質量觀。在改革試驗中，我們始終以全體學生為主體，充分發揮學生的作用，把整個教學過程看成是師生共同合作共同探索的過程。整個教學讓學生意識到自己是學習的主體，自覺動手、動腦。
   
   在整體改革試驗中，我們堅持教學的科學性原則，根據系統論原理——整體大于各部分的總和，結合學生的認知規律，實驗教學的完整性規律，把組成整體結構的各個要素有機地組合起來，在總體上通盤考慮。這樣，注意各要素的功能，而且更注意各部分相互聯系形成整體結構的新功能。
   我們還把課內和課外融為一體，把演示實驗和學生實驗統籌安排，把小制做、小發明、實驗競賽、專題講座適時調整。在實驗內容上把科學知識、生活知識全面考慮、互相滲透，把獲取知識、科學觀察、獨立操作、培養實驗技能、發揮聰明才智安排于合理的結構中，充分發揮了各部分互相聯系、互相作用的整體功能。
   
   經過幾年的實踐探索，我總結了比較優化的物理實驗教學框架，下面就是這個框架的要點。
   
   一、進行多項實驗活動，建立立體交叉體系
   如前所述，物理實驗教學總的效果并不等于各個要素效果的機械總和。物理實驗教學的各個要素分為由課內到課外，由演示實驗到學生自制教具和學具等六 個方面。在實驗中，我們把這六個要素進行綜合分析，認為課堂教學、學生實驗、教具學具的制做、小發明和小創造、實驗競賽、專題講座六個要素組成的實驗教學系統的總功能不是各個部門各自直接地、單獨地體現出來的。而是通過它們之間的特殊聯系間接地、綜合地表現出來。例如，在《浮力》這一章的實驗教學中，我們首先讓學生自制學具——一個茶水杯，幾塊形狀不相同的木塊，一塊鐵皮。
   
   在課堂教學中，教師利用演示實驗，調動學生的積極性，激發學生興趣，并根據教學進度，不斷提出問題，如，形狀不同的物體受到的浮力相同嗎？鐵皮放在水里，它一定會沉入水底嗎？同一物體分別放在水里、煤油里，它露在液面上的體積相同嗎？等等。課堂提出問題，要求學生利用自制的學具在課外活動分小組進行實驗，回答上面提出的問題。學生通過自己做實驗得出正確的結論，興趣很高，增添了學生積極進行實驗的信心。在學完了這一章以后，教師還進一步提出，浮力在生活、生產中的運用有哪些？一公斤的水能浮起二公斤的物體嗎？裝在船里石頭，卸一部分在水池子里，水面會上升嗎？等問題。要求學生通過觀察生活或自己動手回答問題。這樣，通過課內、課外，演示實驗和自己動手做實驗的有機聯系，學生既學到了物理知識，又會運用于生活，更重要的是培養了學生利用物理實驗解決實際問題的能力。這些效果只有通過整體結構這個實驗教學體系才能取得。單靠演示實驗，學生實驗在有限的時間內是難以達到的。因此，每個學期，根據教材進度制定教改方案，確定總體目標，建立配套的組織和確定專人負責。
   
   使各個部分為達到這個目的要求而采取相應的措施。從而發揮整體結構的優勢。
   
   二、抓好課堂內的實驗教學，寓實驗課改革于趣味之中
   實驗教學能否達到最優目的，系統各部分能否協調運轉，關鍵的問題是看我們在課堂教學中能否引起學生較大的興趣。如果學生對實驗感到乏味，那是難以達到目的的。興趣的培養必須是通過多種途徑，多種形式綜合進行。物理學科是一門實驗科學，我們把中學物理的42個學生實驗，700多個演示實驗，逐一研究，在揭示物理規律的原則下，每一個實驗都做一些趣味性改進。如在演示水的不善于傳熱的實驗時，把事先準備好的小魚放到試管底部，然后在試管上部加熱使水沸騰時，魚卻在管底沒有什么異樣。學生感到十分驚奇。從而引起了學生的興趣，增添了學生學習知識的積極性。為了充分發揮學生的主體作用，在演示實驗時，我們吸收少數學生參加演示實驗，為做學生實驗時培養了一批骨干。這樣在演示實驗時，同學們觀察十分認真，收到良好的效果。

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三、以學生實驗為主要內容，培養學生實事求是的學風
   通過演示實驗調動了學生的積極性，同學們躍躍欲試，但由于課堂時間限制只能吸收少數參加。在這種情況下，學生對學生實驗就非常重視了。我們除了讓學生做完課本上的學生實驗外，還通過制做教具、學具，把許多演示實驗也改成學生實驗，給學生提供了自己動手動腦的機會。如演示浮力的大小，電流強度跟電壓的關系等實驗。在實驗過程中，我們除了要求學生用科學的態度做好實驗外，更重要的是要求學生寫出實驗報告，這是將感性知識上升為理性認識的一項重要工作。通過認真檢查學生的實驗報告，促使學生在實驗過程中，正確理解原理，明確實驗目的，認真設計步驟，詳細記錄數據，分析實驗結果。特別是一些實驗出現了誤差后，要求學生認真討論，分析產生誤差的原因。使學生逐步形成了一 種嚴肅認真，一絲不茍的學風。 
    
   四、把課外活動納入實驗教學的范圍是實驗教學改革的重要環節 

   為了從多方面培養學生做物理實驗的興趣，在學生掌握了一些基本實驗技能后，應按統一計劃，組織好課外活動，配合課堂實驗教學，具體措施，一是根據教材實驗特點和青少年的心理要求，精心設計課外活動的內容。做到既注意內容和形式的統一，又注意活動的趣味性。保證兩課的內在聯系。二是抓好落實，一 學期的實驗內容要事先確定，建立活動小組，安排好輔導老師，以保證課外活動經常化、制度化。
   
   例如：在學習液壓機前，借來油壓千斤頂，利用課外活動操作給學生看并讓學生自己操作，在學了光學后，指導學生自制望遠鏡、潛望鏡等等。這樣把課內和課外內容銜接好，課內課外就能相互補充。
   
   此外，利用課外活動這塊陣地，我們還舉行了許多別開生面的專題講座、專題答辯會、科技信息講座、小制作、小發明等，對促進實驗教學起到了很好的作用。
   
   五、舉辦綜合性實驗競賽，將知識性、趣味性、科學性和群眾性融為一體
   為了鞏固實驗教學的質量，使課外活動具有更大的吸引力，每學期定時舉辦兩次規模較大的實驗競賽活動。如：每學年秋季，當初三學生學完了電學知識后，舉行一次“自制直流電路接線板”的競賽活動，要求在規定的時間內，同時用串、并混聯方法把三個燈泡接亮，?方法是以班編隊，每隊若干人。舉行物理實驗60m接力賽。分別接力領取試題，畫電路圖，安裝，讀數，優勝者給予獎勵。在這一 活動中，初三學生人人動手就地取材，自己設計安裝，自己測試評價，當電路接通，小燈泡以各種明暗程度發光時學生們都歡呼雀躍。這樣既增加了學生學好電學知識的信心，又培養了學生集體主義的思想和設計能力。特別是有自卑心理的差生，當發現自己能夠設計比較合理的電路圖，迅速安裝電路時，一種我不比別人差，我能學好物理的自信心油然而生。除了在初三年級舉行外，還在二年級和高中一年級進行“小制作”，“小發明”競賽活動，五分鐘的實驗操作競賽活動，一分鐘實驗題競賽活動。
   
   六、引導學生日制學具、教具，參加“小發明、小制做”活動，培養創造型人才
   引導學生進行發明創造，參加自制學具、教具的活動，一方面可以鞏固課內實驗所學的知識和初步掌握的基本實驗技能，更重要的是培養了學生的創造能力。
   
   在這個活動中，學生們大膽設想認真設計，精心操作，這是傳統的教學過程無法達到的。每學年開始，在各個教學班成立自學小組，進行超前預習，引導他們自做學具、教具，鼓勵他們創新。在這一活動中，應始終堅持真（原理科學）、新（設計新穎，采用新技術）、美（設計簡單合理，主次分明），在整個活動中自然形成以學生為主體，并由一批骨干隊伍帶動，發展到全班學生紛紛動手，大大提高了學生的實驗技能和理論水平豐富了學生的課外活動的內容。幾年來師生共同研制成功學具、?教具500多件，價值1800多元，如帕斯卡定律演示儀、磁偏角演示儀、電流方向演示儀等30多件具有創新和實用價值的儀器分別獲盛市二三 等獎，?還有100多件獲市科教委的發明創造獎。這些活動，培養了學生的創造能力。特別是當學生用自制的學具演示物理規律時，態度十分認真，對儀器特別愛護這很自然地使學生進入了“科學家的角色”，同時，一反往常，過去那些實驗紀律換散，操作馬虎，敷衍了事，隨意亂放儀器和損壞儀器的現象大大地減少了。

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