课程与物理实验教学内容的选择

张志荣

2011版“新课程标准”中关于物理实验的描述，不像现行物理教学大纲那样，具体规定哪些知识点需进行什么样的演示实验，哪些知识点需进行什么内容的学生实验，以及这些实验需要使用什么仪器，实验的总课时是多少等等。过去的演示实验、学生实验，甚至随堂实验、学生小实验等，在“新课程标准”中一并以“通过实验”、“通过实验探究”、“通过观察和实验”等术语提出了要求，它没有界定哪些是演示的，哪些是学生做的。这就给教师们提出了新课题：怎样选择实验内容？以怎样的方式引导学生进行各种实验活动？在实验活动中应该注意什么问题呢？该怎样理解“新课程标准”的这些要求和做法的呢？在我们的实际教学中应如何做呢？物理实验内容的选择应具有以下特点：

一、具有发展性，有利于促进探究活动的开展

义务教育阶段的物理内容是相当丰富的，老师们应尽可能多选一些便于学生开展探究活动的内容。例如，探究声音在固体和液体中是否传播，探究音调的高低与什么因素有关，探究光是否总是沿直线传播，探究平面镜成像的特点，探究凸透镜成像原理，探究固体的熔化过程和液体的沸腾过程的规律，探究各种物质的导电性，探究影响压力大小的因素，探究力的作用效果，探究色光混合与颜料混合的不同现象，探究影响金属导体电阻的因素，探究怎样用变阻器改变灯泡的亮度，探究影响电磁铁的磁性强弱的因素，等等。

二、具有开放性，实验内容可供选择

教科书中的科学规律，对于学生可能是未知的，学生可以通过探究活动去学习，从中发展探究的能力。但是，作为人类的文化财富，学生往往已经通过各种途径对它有所耳闻，特别是教师常会不自觉地以某种方式把相关的信息传递给学生。

例如苏科版在“令人厌烦的声音”中设计了“比较材料的隔声性能”的活动。先让学生去感受闹钟指针走动时声音的音调和响度，比较闹钟放在鞋盒内声音的变化情况，接着要求学生收集各种阻隔声音的材料，预测一下所给各种材料隔声性能的好差，并自己动手设计一种简易的方法来比较材料阻隔性能的差异。教材没有给出具体的比较方法，而是让学生自己提出解决问题的方法，让学生归纳出：要比较不同阻隔材料的隔声性能，可以采取在同一距离聆听，比较隔层的厚度，或者在隔层厚度基本相同的条件下，比较听不到声音时的距离等方法。但不强求学生把所有的方法一一列举出来，既培养了学生动手的能力和创新思维能力，又体现了问题适度的开放性。并且活动都留有一定的探究空间，让学生能够适度探究，又不过分拔高和放任。

又如探究热水瓶中水的多少与保温性能的关系、比较几种不同纸张的吸水性能、探究乒乓球的反弹高度与哪些因素有关、研究电冰箱内外的温度差与所耗电能的关系并提出节能措施、比较不同材料的隔音效果等等。

在平时的教学;活动中，还可以根据学生的认知水平和实际情况，创造性地为学生选择一些适合他们的探究实验。科学探究的问题可以是学生提出的，也可以是教师提出的，可以是“标准”所要求的科学内容，也可以是与“标准”科学内容有关的交叉学科的内容。

三、注重实效性，引导学生由物理走向生活

精心设计一些有意义的实验探究和实践活动，以大幅度地增加学生动手和实践的时间，都可以用现有的仪器和生活中的常用器具完成，并不需要增加多少新的仪器设备，这样就可以使学生在亲身经历实验探究和实践活动的过程中，既学习了物理知识，又学习了物理学的研究方法，同时还受到了情感、态度与价值观的熏陶，把过去的教师“讲物理”变成学生自己动手“做物理”。

如探究凹透镜的成像规律，探究不同材料的物质的膨胀能力强弱，怎样才能使纸飞机飞得更高，比较木头、瓷、铁、塑料的传热性能，观察自行车中分别应用了各种不同材料的哪些性能，探究冬天水缸破裂的原因等等。在探究的过程中，不要过分强调概念、规律的严密性，要让教师和学生充分地投身于实践、探究和扩展知识面上，重视学生的生活经验的指导思想。

例如苏教版教材中，对于“光的反射”，在“标准”中要求“通过观察和实验了解光的反射的特征”，因此，“光的反射”实验中，重在探究活动。而对于反射规律的表述则是“在反射现象中，反射角等于入射角”，这种表述没有提及反射光线是否与入射光线共面，更没有提及反射光线是否与入射光线分居法线两侧。因此这样的表述可以说是不太完整的，但是这种处理符合“标准”对“光的反射”的教学要求，并且容易让学生抓住光反射的主要特点，使得学生可以更多地专注于探究的过程。

四、具有延伸性，实验由课内延伸到课外

作为科学探究主体的学生，在面对纷繁复杂的科学世界时，会产生无比的激情和盎然的兴趣，教师必须尊重学生的意愿，以开放的观念和心态，为他们营造一个宽松、和谐、民主、融洽的学习环境，不能把上下课铃声当作教学的起点和终点，科学的探究仅仅凭课堂40分钟是不够的，应积极地把学生学习的场所引向生活和大自然，帮助学生不断扩展对周圍世界科学现象的体验，丰富他们的学习经历。

课外实验活动即学生的实践活动，内容是丰富多彩的，可以是以实验探究为主的实践活动。我们从学科和生活中选择或设计具有实践性的研究课题，让学生采用类似于科学研究的方法主动探究、发现、获取知识，解决问题，在实践中学会学习。以实验探究为主的实践活动，选择课题范围要小一些，研究和实验的操作性要强一些。课题来源包括物理课程标准中的实践活动参考题，也可以由教师们设计一些课题或学生提出自己感兴趣的课题。

如学习了热学方面的知识后，可探究保温瓶装水量与水温变化的关系。学生可研究一下不同颜色物体的吸热本领、服装面料的保温性能、蔬菜大棚的功能。

学习了摩擦力知识后，设计一个实验验证“在相同的条件下，滚动摩擦远小于滑动摩擦”，来说明这一结论的正确性。

在学习完大气压的知识后，学生可能会提出这样的问题：气体的压强与气体的温度有关系吗？老师应给予必要的帮助，使学生明确研究的方向。如实验的条件：将气体的体积保持不变，研究它的压强会不会随着温度的变化而变化;仪器的选取：烧杯、水、温度计、烧瓶、U形管、橡皮管等;实验步骤及数据的处理：在烧瓶中封入一定质量的某种气体，烧瓶的一端连接在压强计上，将烧瓶放入水中，通过温度计可以测得水的温度，也就是瓶中气体的温度。

用注射器、测力计、刻度尺测出大气压的值。

观察音乐厅的墙壁结构，思考这对声音的传播有什么好处;探究不同材料的物体吸音效果的强弱。

学习了凸透镜成像知识后，让学生探究大小、形状相同的凸透镜的焦距与制作材料是否有关，包括大小、形状等等。自制简易测力计，探究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。测自己站立时对地面的压强……还可以设计以动手制作为主的实践活动。这类活动要划定范围，要具体，并且要留出足够的创造空间和制作时间。

例如制作一辆电动竞速车。在这个活动中，只发给每组学生一个电动机，其他自己设计，自己找材料。先进行设计图纸的答辩、论证和评比，然后根据图纸做出电动竞速车进行比赛。

举行一次自制乐器音乐会，让学生用药瓶、盘子、烧杯、橡皮筋等材料制作的吹奏、打击、弹拨乐器演奏出千曲曲动听的乐曲。自制有透镜的照相机;自制针孔照相机;利用光在两面镜子之间多次反射，自制一个万花筒;用两个不同焦距的凸透镜制作望远镜。学习了颜色的知识后，用手电筒和彩色透明胶片，为晚会设计一套能变换出许多色彩的灯具。用热管设计太阳能热水器，等等。

学生可以自己选题，但要申报，教师给予指导。實验内容是丰富多彩的，根据本地的条件和学生的具体情况，可以灵活地选择。但无论是什么样的实验，它的目的是明确的，就是让学生通过实验学习物理知识，更重要的是学会学习，学会探索，形成正确的价值观，使其具有强烈的好奇心和旺盛的求知欲，形成良好的物理素养，主动参与、乐于探究，具有创新意识，能独立思考，勇于有根据地怀疑，养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神，这是我们每一位物理教师的责任。

传统的中学物理实验教学方式存在哪些弊端呢？其教学内容、教材编排、教学方式都没有给学生留出足够的发展空间。就分组实验来说，教材从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项，写得面面俱到。然而每次实验课，教师还要花相当长的时间根据教材讲实验目的、原理等，然后学生照着现成的实验步骤或跟着教师动几下，取几个数据，实验就算完成了。这样做实验，收获并不大。再说，现阶段往往是一个班的学生同一时间做同一个实验，用同一种方法、相同的仪器，都要在规定时间内做完，得出同一结论，这样就有可能导致部分学生看别人怎么做，自己就怎么做，特别是多人合做时，有极少数学生只看不动手，也不留心实验观察，不记录有关数据，更谈不上去思考。这种教学模式不利于提高学生发现问题和解决问题的能力，不利于引导学生突破思维定势这个思维障碍，不利于学生创新思维方法的形成，不利于学生智能的发展。

总之，传统实验教学不注重学生的差异，让课堂成为“教案剧”出演的“舞台”，教师是主角，好学生是配角中的主角，大多数学生只是不起眼的群众演员，很多情况下只是观众和听众。显然，在这样的教学中，学生的主动性、创造性和学习潜能是不可能得到充分发挥的。