发挥实验在高中物理教学改革中的作用

摘 要：物理学是建立在实验上的一门自然科学学科，中学物理实验对于提高高中物理教学质量，培养中学生的科学素养，以及提升学生科学创新能力都起着重要的作用，是中学物理教学内容或教学形式中不可或缺的组成部分，也是将枯燥单调的物理理论有效表达的具体形式。

关键词：高中物理；实验；科学素养；科学创新能力

一、概述

我国基础教育改革的基本目标是素质教育，即培养学生基础能力和个性化能力的教育。一方面，基础教育是普及型教育，就是为所有学生提供平等的教育机会，另一方面，个性化教育是基于不同学生的不同特点，学生科学素养的提高和创新能力的培养有赖于教育的差异性要求和教育资源的差异性使用。因此这是一对矛盾体。事实上，高中物理教育过程就是在其间不断寻找恰当平衡点的过程。

二、高中物理实验教学现状

社会变迁是基础教育课程改革的动因，新课程改革对高中物理课程提出新的要求，对高中物理教科书提出新的质量标准，也对高中物理教学和实验提出更高的目标。高中阶段作为连接基础教育（小学初中）和研究性教育（大学及以上）的纽带，是学生从被动学习向主动思考转变的过渡阶段，因此这个阶段对于学生有了第一次理性和感性的选择——文理分科，有了在基础知识上研究问题的探究、思考问题的方法以及创新思维的引导，科学实验正是把学生引入这个崭新殿堂的钥匙。受传统应试教育影响，物理实验教学目的更多地倾向于教师如何教，学生照本宣科地做，其共同目标是如何让学生将实验完成得更加规范，获得更好的分数，而忽略了学生对实验过程思考的主体性，忽视了让学生体会实验伟大的创造性，学生因而失去了愉快体验的过程。

高中物理实验教学框架的分类方法有以下四种：（1）根据物理学科知识内容，分为力学实验、热学实验、光学实验、电学实验和近代实验；（2）根据研究目的分类，分为决断性实验、模拟性实验、对照实验；（3）根据教学目的和要求，分为探索性实验、验证性实验、基本训练性实验、测定物理常数和物理量的实验、设计性实验；（4）根据物理学科知识本质及知识探究本质类型，分为测量物理量、探究验证物理规律、物理知识应用。现行人教版高中物理教科书共有实验177个，其中包括11个学生实验，26个课堂实验，50个演示实验和90个课下实验。其中11个学生实验是物理实验教学中的重点，也是难点，本文将着重对学生实验展开探讨。

由上表可见，实验教学内容与课堂教学内容基本匹配，总体实验结构也基本合理。但也可以看到现阶段物理实验教学仍存在一些问题：（1）实验内容不够丰富。按照物理学科知识内容，力学实验有7个，就占全部学生实验的63.6%，其次有部分电学实验和光学实验，而热学和近代物理的实验完全没有。由此可见，实验设计仍以应试知识为主。（2）缺乏实验方法的总结性教学设计。实验教学中没有独立的篇章指出科学实验的手段，而是将它们分散到各个实验中，就好像修理一辆车之前，没有工具箱，而是现凑各种工具一样，缺乏一定条理性，因此，我们可以借鉴美国中学的物理实验教材。（3）实验设计的深度有欠缺。例如：实验练习使用多用电表一节中，学生的实验仅限于会使用电表，而缺乏足够判断电路故障的实验内容。内容稍显单薄，实验课成为过场课。（4）资源配备略显不足。无论是硬件还是软件配置上都有待进一步提高，特别对于一些欠发达地区，实验器具严重不足，实验内容无法完成，实验教师队伍的培训、交流不够，制约教学资源的公平配给等。探究以上四个方面的原因，实验很难完全发挥其在物理教学中的重要作用，为此将所谓“次要知识”主题化，有效利用实验在教学中的纽带作用，提高学生的实验科学精神是我们亟待解决的问题。

三、高中物理实验教学的发展方向

多数高中学生在学习物理时会感到困难且乏味，主要是因为学生无法体会到物理知识包含的生活价值和现实意义，将知识与生活的相关性分割开来。因此，教师在教学的过程中，应当深入挖掘教材内涵，重视教材中实验的功能，将物理知识活灵活现地展现给学生。朱棣文（1997年诺贝尔物理学奖得主）教授曾经说过：“中国的学生学习很刻苦，书本成绩很好，但是动手能力差，创新精神明显不足。”在中国传统教育的模式下，已习惯于动脑能力的培养，忽视了动手能力的锻炼。尽管新课标中倡导学生有效的学习活动不是单纯地依赖模仿和记忆，应将动手实践、自主探索与合作交流作为学生学习的重要方法，但与其他国家（例如美国）教材相比，物理教材的层次和梯度上还有差异，特别是知识广度方面，缺少更为前沿的学习内容。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。我认为新课标中实验教学主要应达到以下几个目标。

（一）培养学生动手的意识和能力

以实验教学活动为基础，切实提高学生的动手能力。鼓励学生大胆动手，保护学生的动手热情。苏霍姆林斯基说：“让学生体验到一种自己在亲身参与中掌握知识的情感，是唤起青少年特有的对知识的兴趣的重要条件。”启发学生积极参与科学实验，保证每位学生都有动手操作的机会，使学生能体验到实验过程的美妙和成功的乐趣。

（二）培养学生独立思考的能力和创新精神

在实验教学中更多地注重学生的主观能动性，鼓励发散性思维，是启发学生探究性学习的最佳时机。通过让学生观察、演示、动手操作，获得对抽象的概念、定理、结论等的感性认识，并上升为理性认识，强化学生对于枯燥理论知识的理解，使学生认识到实验是物理理论科学的基石。

（三）培养学生的科学思维方法和严谨的实验态度

实验教学既可开发学生的智力因素，又可开发学生的非智力因素。实验前，学生应了解实验的对象、基本内容和实验目标，了解应解决的问题。实验过程中，引导学生自主探索、动手实践、寻求自己解决问题的方法。实验后，指导学生通过讨论具体操作过程和实验结果，分析、比较、概括得出结论。

通过实验教学，转变学生对物理学科厌学、畏难的心理态度，逐步唤起学生学好物理的信心，引导学生注重与日常生活的联系，形成观察的良好学习习惯，加强与各学科的融合，体会知识在人类文明进步中的动力作用，学生从怕学到想学，從想学到学好，要让学生养成在学习中不仅用脑，更要用手、用眼、用耳的习惯，调动全身的每一个细胞，将自己融入科学知识的海洋。

参考文献：

[1]杨广军，俎源源.差异与均衡：美国典型高中物理教材设计特点分析[J].外国中小学教育，2006（4）：38-41，27.

[2]冷冰冰.高中物理课程标准的核心素养分析[J].教育导刊，2015（8）：49-52.

[3]袁博.中美高中物理教材的比较研究[D].山东师范大学，2011.

作者简介：蒋建辉（1971年—），男，江苏省高邮市，山西省太原市第五十五中学校，中小学一级教师，大学本科，高中物理教学。