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淺談新課改下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探討
摘要：新課改下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)尊重學(xué)生差異發(fā)展，以學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)為突破口，通過實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，使開放實(shí)驗(yàn)室成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基地，努力構(gòu)建尊重學(xué)生差異發(fā)展的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式，為學(xué)生的終身發(fā)展提供動(dòng)力。
關(guān)鍵詞：探索性實(shí)驗(yàn) 趣味實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)
高中物理實(shí)驗(yàn)及其教學(xué)是物理課程和物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它既是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)，又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育中具有獨(dú)特的地位和全方位的功能。新課程改革倡導(dǎo)科學(xué)探究，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。新課改要求重視物理實(shí)驗(yàn)，改革高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式。
1、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的現(xiàn)狀與問題
現(xiàn)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，經(jīng)常可以看到一些見怪不怪的模式，具體表現(xiàn)為以下四種模式：
模式之1：“看實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式。老師往往會(huì)用“媒體實(shí)驗(yàn)”代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)，“媒體實(shí)驗(yàn)”就是學(xué)生通過媒體“看實(shí)驗(yàn)”。落后時(shí)代的實(shí)驗(yàn)“看黑板”，現(xiàn)代技術(shù)的今天實(shí)驗(yàn)“看錄像”、“看投影”。令人難以理解的是，一些原本可以讓學(xué)生動(dòng)手做的實(shí)驗(yàn)卻用多媒體來展示，還美其名曰是“現(xiàn)代技術(shù)的運(yùn)用”。
模式之2：“程式化實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式。這種模式下的實(shí)驗(yàn)雖然學(xué)生動(dòng)了手，但以單純的機(jī)械操作為主。學(xué)生根據(jù)教師講解的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、器材、步驟，像做廣播操那樣。學(xué)生按照規(guī)定的程式進(jìn)行操作，去獲取教師(或書本)所要求得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(或?qū)嶒?yàn)結(jié)果)，而不需要去考慮實(shí)驗(yàn)為什么要這樣做，怎樣去做，更不必考慮實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)存在什么問題，以及有問題如何去解決等。
模式之3：“試題實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式。就是教師要求學(xué)生“用筆做實(shí)驗(yàn)”。由教師編制的大量實(shí)驗(yàn)試題不僅增加了學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，而且挫傷了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的積極性，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“應(yīng)試”的泥潭里越陷越深。
模式之4：“應(yīng)試式、齊步走實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式。這種模式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一方面僅重視高考實(shí)驗(yàn)，而不重視非高考要求的小實(shí)驗(yàn)及生活中的實(shí)驗(yàn);另一方面又不能針對學(xué)生的實(shí)際和學(xué)生發(fā)展的差異因材施教、發(fā)展興趣實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，而是統(tǒng)一要求。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式會(huì)降低學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，扼殺學(xué)生的創(chuàng)造力。
上述物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式從一定程度上反映了高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，那就是“重知識、輕方法;重講授、輕活動(dòng);重結(jié)論、輕過程;重機(jī)械訓(xùn)練、輕實(shí)質(zhì)體驗(yàn);重統(tǒng)一要求、輕個(gè)體差異”。長此以往，學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性必然會(huì)受到壓抑，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也將流于形式，事倍功半甚至勞而無功。
2、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的變革
新課改下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)以學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)為突破口，通過實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，使開放實(shí)驗(yàn)室成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基地，為學(xué)生的終身發(fā)展提供動(dòng)力。具體做到以下幾點(diǎn)：
(1)利用趣味實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
學(xué)習(xí)興趣是一種能促進(jìn)人的智力活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性、自覺性和創(chuàng)新性的心理因素和內(nèi)在動(dòng)力。高中物理教學(xué)中要經(jīng)常引人一些趣味性的實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，學(xué)習(xí)靜電屏蔽時(shí)，可做如下趣味實(shí)驗(yàn)：高壓電網(wǎng)網(wǎng)外有放電火花，而網(wǎng)內(nèi)小鳥卻安然無恙;學(xué)習(xí)力學(xué)時(shí)，可做“瓦碎蛋全”的趣味實(shí)驗(yàn)。這樣的趣味實(shí)驗(yàn)會(huì)強(qiáng)烈激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)。
(2)利用典型物理學(xué)史實(shí)驗(yàn)滲透物理科學(xué)思想
物理學(xué)史中許多經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)是我們進(jìn)行物理科學(xué)思想教育的寶貴資源，我們物理教師要善于選擇改造合適的史學(xué)實(shí)驗(yàn)，利用這些實(shí)驗(yàn)滲透物理科學(xué)思想。例如：自由落體的實(shí)驗(yàn)研究、布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)觀察、電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、密立根油滴實(shí)驗(yàn)、泊松亮斑的演示實(shí)驗(yàn)等，這些實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了物理學(xué)中普遍的思想和特殊的方法，有助于提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。
(3)關(guān)注體現(xiàn)探究的本質(zhì)，改“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”為“探索性實(shí)驗(yàn)”
牛頓認(rèn)為：“沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)”。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要不斷激勵(lì)學(xué)生通過觀察、比較、歸納、類比等探究手段，提出種種假設(shè)和猜想，激發(fā)探究欲望。部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)科學(xué)家的探秘思路和方法，使之達(dá)到不同層次的探究能力目標(biāo)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探索性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式的程序是不同的， 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的程序是：問題--原理--結(jié)論--實(shí)驗(yàn) ;探索性實(shí)驗(yàn)的程序是：問題——實(shí)驗(yàn)——討論——結(jié)論 。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)往往是“教師做，學(xué)生看;教師講，學(xué)生記”的方式，學(xué)生缺少主動(dòng)性，談不上探究能力的訓(xùn)練;而探索性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生通過自己探索、觀察分析，能使學(xué)生學(xué)習(xí)如何發(fā)現(xiàn)問題、觀察實(shí)驗(yàn)、如何用學(xué)過的知識解決新問題或發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，同時(shí)更能激發(fā)其學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，加強(qiáng)學(xué)生的探究能力。例如，新教材中將驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)改為探究加速度與力的關(guān)系、探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系;驗(yàn)證力的平行四邊形定則學(xué)生實(shí)驗(yàn)也可以改為探究力的合成定則實(shí)驗(yàn)。這樣，改“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)” 為“探索性實(shí)驗(yàn)”。通過一種探索的渠道，學(xué)生獲得的就不僅僅是死記的使用儀器的方法和實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的動(dòng)機(jī)得到加強(qiáng)，探究能力也會(huì)有顯著提高。
(4)關(guān)注實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想， 改“測量型實(shí)驗(yàn)”為“設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)”
關(guān)注實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想就是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不僅僅讓學(xué)生掌握如何去進(jìn)行操作，還要讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)是如何進(jìn)行設(shè)計(jì)的，有什么巧妙之處。如用單擺測定重力加速度、用油膜法估測分子的大小實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了放大的思想，伏安法測電阻、靜電場等勢線描繪實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了等效的思想。高中物理中許多實(shí)驗(yàn)都可以重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或創(chuàng)意，在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。通過學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生的整體思維能力、知識運(yùn)用能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、以及探究能力得到全面提高。例如，測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)本是“測量型實(shí)驗(yàn)”，教材采用伏安法。我們教師可以把它改為“設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)”，通過指導(dǎo)學(xué)生理論探究讓學(xué)生自己選擇測量電路是電流表內(nèi)接還是外接;探究設(shè)計(jì)不同電路產(chǎn)生的測量誤差有何不同;同時(shí)也可以讓學(xué)生自己探究設(shè)計(jì)出“伏歐法”電路和“安歐法”電路;并可以進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生先設(shè)計(jì)測量電流計(jì)電阻電路，然后可以準(zhǔn)確測出電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻。這樣把“測量型實(shí)驗(yàn)”改為“設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)”，對擴(kuò)展學(xué)生視野，活躍學(xué)生思維是很有益的，同時(shí)學(xué)生的探究能力也得到了訓(xùn)練和加強(qiáng)。
(5)關(guān)注實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新精神，把“演示實(shí)驗(yàn)”變?yōu)閹熒餐瑓⑴c的“隨堂實(shí)驗(yàn)”
物理演示實(shí)驗(yàn)具有形象真實(shí)、生動(dòng)有趣的特點(diǎn)，能為學(xué)生在形成物理概念、得出物理規(guī)律前營造出活生生的物理情景，使學(xué)生感受倍深。心理學(xué)研究表明：人的動(dòng)作記憶效率比語言文字記憶效率要高好幾倍。“百聞不如一見，百看不如一做”說的就是這個(gè)道理。在教學(xué)中我們讓學(xué)生參與到演示實(shí)驗(yàn)中,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和注意力。先只讓學(xué)生了解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟等，對實(shí)驗(yàn)結(jié)論不作了解，這樣由看教師做實(shí)驗(yàn)為自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，變被動(dòng)接受知識為主動(dòng)探求知識，變限制性實(shí)驗(yàn)為開放性實(shí)驗(yàn)，既增加學(xué)生對物理規(guī)律的理解深度,又可以加強(qiáng)對演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，極大激發(fā)了學(xué)習(xí)和研究物理興趣的積極性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維能力，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力。
(6)開放物理實(shí)驗(yàn)室，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式變革
開放物理實(shí)驗(yàn)室首先是物理實(shí)驗(yàn)資源的開放，就是將有關(guān)實(shí)驗(yàn)器材擺放在實(shí)驗(yàn)室，供學(xué)生有選擇地進(jìn)行操作、探究。學(xué)生實(shí)驗(yàn)中有解不開的疑惑、對某些現(xiàn)象有特別的興趣，都可以在他們認(rèn)為方便的時(shí)候，到實(shí)驗(yàn)室與教師一起探討并動(dòng)手做。這種開放實(shí)驗(yàn)室能夠創(chuàng)造適合學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境，可以讓不同層次、不同需要的學(xué)生各得其所，便于學(xué)生在寬松、自由的氛圍中積極自由地動(dòng)手和動(dòng)腦，對促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變、開拓學(xué)生的視野和空間、實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的拓展和遷移具有重要的作用，同時(shí)學(xué)生的探究能力更能進(jìn)一步得到發(fā)展。
開放物理實(shí)驗(yàn)室更重要的是教學(xué)觀念和教學(xué)活動(dòng)的全面變革。教學(xué)理念開放，更加注重學(xué)生差異發(fā)展和全面發(fā)展;組織形式開放，學(xué)習(xí)主體可以是師生組合、生生組合、師生加專家、生生加專門研究人員等構(gòu)成的學(xué)習(xí)共同體 ;教學(xué)方式開放，自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式更加普及;實(shí)驗(yàn)類型開放，由驗(yàn)證型向探究型、設(shè)計(jì)型、綜合型過渡;評價(jià)方式開放，既有過程性評價(jià)，又有結(jié)果性評價(jià)，既有教師評價(jià)，又有自我評價(jià)和學(xué)習(xí)伙伴的評價(jià)。
(7)開展基于物理實(shí)驗(yàn)的研究性學(xué)習(xí)，提倡科技小制作、小發(fā)明
指導(dǎo)學(xué)生開展基于物理實(shí)驗(yàn)的研究性學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)研究課題可以從身邊熟悉的事情入手，組織學(xué)生開展科技小制作、小發(fā)明比賽，讓學(xué)生自己選題，自己找材料，收集資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，探索實(shí)驗(yàn)方法，探究涉及的物理原理。通過體驗(yàn)小制作、小發(fā)明設(shè)計(jì)上、操作上的高要求和制作成功的喜悅，可促使學(xué)生形成良好的意志品質(zhì)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提高實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。
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