高中物理实验教学现状调查及问题解决对策

龙源期刊网高中物理实验教学现状调查及问题解决对策作者：袁杰来源：《中学物理·高中》2017年第07期摘要：科学探究及科学态度与责任是物理学科素养的重要内容，而培养科学探究及科学态度与责任的主要途径是实验教学，通过对高中物理实验教学现状的调查以及对实验教学中出现的问题分析，提出解决这些问题的应对策略.关键词：实验教学；存在问题；对策作者简介：袁杰（1965-），男，湖北人，硕士学位，高级教师.物理是一门建立在实验基础上的学科，几乎每个规律的得出，都离不开实验.物理实验既是物理课学习的重要内容，又是学习物理知识的重要手段.完成好教材中的每一个演示实验及学生实验，对落实物理教学目标有着重要的作用，是培养物理科学探究素养以及科学思维素养的重要途径.1高中实验教学现状调查在新的高考背景下，全国多数学校选用了新课标物理教材.但教材所介绍的实验，由于学校的条件不同限制，可能会出现以下一些问题：（1）教材所介绍的实验，有些效果较差，实施起来较为困难，不能达到预期的目的；（2）有些实验，教材所采用的仪器精度较高，而目前许多学校的器材还无法达到相关的要求，因而只能观看课件；（3）教材介绍的部分实验方法陈旧，与现代科技相距甚远；（4）不能利用身边现有的物质资源进行实验，从而存在脱离实际的倾向.为此，笔者对广州市部分学校进行了如表1所示的实验教学的调研.同时，还对教师做了如下5项调查：（1）你是否曾自制实验仪器？自制了多少个仪器？这些仪器的名称是什么？答：自制过少量的实验仪器，一般也只有两三个，如力的合成、微小形变的演示、离心现象等.（2）你是否曾对现有的实验进行过改进？改进过多少实验？这些实验的名称是什么？答：改进实验的经历不多.（3）你认为在新的课程标准下物理实验所起的作用大吗？龙源期刊网答：作用大（大部分老师的回答）.如帮助学生理解概念，提高动手能力、探究能力和合作能力等.（4）你认为影响实验效果的因素有哪些？答：①由于实验所求的量一般不能直接测出来，要经过计算才能得到，使学生没有耐心做下去；②仪器陈旧、损坏，维修不到位，更新不及时；③没有标准资料，学生不知道怎么做；④学生刻苦钻研的精神不足；⑤教师自身素质、工作负担的影响；⑥教材要求高；⑦实验员水平不高，指导性不强.（5）你对物理实验教学有哪些建议？答：①实验指导书要方便学生自学；②有针对性解决问题，重在探究性实验上；③教材要更具针对性；④提供多种实验方法；⑤充分发挥实验员的作用.2高中物理实验教学中存在的问题21实验的现象不明显调查发现，实验的现象不明显是常见的问题：一是由于实验装置不灵敏或实验条件得不到满足导致实验的现象不明显.例如，静电现象的实验中，用丝绸摩擦玻璃棒生电的效果受天气影响特别大，即使是晴天，观察到验电器的金箔张角也很小.再如，探究两个电荷间的相互作用时，张角大小的变化并不十分明显：二是实验仪表显示的变化不明显占有很大的比例.如在“电阻定律的实验探究”这一实验中，要么是电压表示数变化小，要么是电流表示数变化小.由于实验仪表的变化不明显导致的误差是很明显的，实验也不能显示出它应有的效能.22实验现象可见度低在实际教学中，有时虽然实验的效果非常明显，但由于仪器小、学生距离仪器较远，导致现象的可见度小.比如在做电学的演示实验时，用电表测量电流或电压，演示用电表的灵敏度不够，学生电表的指针偏转情况难以观察到.这时，可以采用投影法、机械放大法或自制教具法来增加实验现象的可见度.23实验对学生的吸引力不够实验的目的之一是要充分激发学生的好奇心和求知欲，但目前高中物理所开设的实验在这方面显然是“力不从心”.实验教学的原动力不足，教学仍然摆脱不了应试教育的制约或阴影，我们的立足点是会解实验习题，而不是使学生获得操作能力、创新能力、探究能力等，在这种思想指导下，使原本十分有趣的实验，变得索然无味.24实验教学中提供的实验可选方案单一龙源期刊网调查显示，学生分组实验基本上只提供了一种方案，也就是高考中经常涉及的方案.而这种方案往往与学生的思维不吻合.而这样做的结果是，不能最大限度地挖掘学生的潜能，久而久之，学生也不用为方案而操心，因为老师早就设计好了.在一定的程度上扼制了学生的思维，不利于学生发散思维的养成.从思想上就滋生了一种惰性，也磨灭了他们的求知欲.25实验隐性效果差实验的隐性效果是一个长期的效果，它不是学生一时学习中的一种表现.隐性效果主要指学生的各种相关能力，隐性效果差体验为学生各种相关的能力没有得到应有的提高.而调查的结果显示，学校的探究性实验教学并没有很好的开展，学生也没有在实验中体验前人的探索过程，没有进行相应的猜想、假设、分析、总结，也就谈不上体验实验所带来的乐趣，更谈不上学生的能力得到发展.26课外实验开出率低、实验效能的延续性不能得到保证由于学生的课业繁多，学习压力大，加之住校等限制，使得课外物理实验开设的相当少.学生没有很好的开发思维，利用身边的现有材料，粗制简单的实验用具.比如说，自制反应时间尺，是一个很有趣的课外实验，材料也很容易找到，但这个实验布置下去后，做的同学却很少，很多同学说没有时间去做.这样，一个方法只是在上课有一点时间接触，课后动手的时候少，使得实验过程中的各种能力的延伸发展得不到保证，不利于巩固学生的能力.27教师自制仪器少、课堂实验启发性弱由于学校的评价体制更注重的是学生成绩，所以教师的大部分时间耗费在如何提高学生的成绩上，鲜有老师想方设法利用现有材料制作简易而又效果明显的实验器材.教师过分依赖教材、拘泥于教材，不能勇于创新.比如，利用废弃的可乐瓶制作完全失重的装置，这是一个很简单的实验装置，材料易得，制作简单.但调查结果表明，自已动手制作的老师并不多.目前，教材中所涉及的实验仪器，离我们的生活太远，学生觉得物理知识远离我们的生活，不具亲和力.而自制的实验教具恰好能弥补这个缺陷.教师自制的教具少了，实验教学难免有一点纸上谈兵，不能启发学生的思维.28用仿真实验或电脑课件来代替真实的实验在我们的实验教学中，部分老师为了节约时间，增加知识传授的效率，往往用实验的模型来代替真实的实验，在电脑普及的今天，课堂上用课件或仿真实验来代替真实实验的情况很多.多媒体技术的引入，无疑给我们的物理教学带来了一场革命，但过分依赖多媒体，却使物理实验丧失了它的真实性、动手操作性、趣味性和实践性.3解决物理实验教学中问题的对策龙源期刊网从调查的情况来看，实验教学仍然是高中物理教学的一个薄弱环节，高中物理实验教学的低效性表现得比较突出，它极大地影响着物理教学质量的提高，与时代发展对人才的要求很不适应.教师能否转变观念，从理念和思想、实质和行动上研究实验，改进实验教学，提高物理实验的效率，使实验教学走出困境？31充分重视实验前的准备“工欲善其事，必先利其器”.充分的准备是做好实验的前提.对演示实验，教师要精心设计实验，力求使实验仪器结构简单、实验操作简单、由演示现象到得出结论的过程简单，实验现象明显、可靠、成功率高.对学生分组实验，实验前要使学生明确：实验的目的、依据的原理、所需要的器材以及器材的用途和规格；并要求学生在实验操作的步骤和细节中做到心中有数，避免学生在实验过程中的盲目性；学生要了解实验数据处理的方法.32注重实验中学生之间的交流与合作培养学生的合作能力，是实践新课程理念的一个体现.在实验中进行交流与合作应作为物理教学的一个基本要求.有的实验要求一个同学操作、另一个同学观察记录，这时就需要两名同学密切的配合，方能确保实验的成功，对实验猜想、数据的分析也可以通过同伴的交流，取长补短、去粗取精.实验课堂的交流与合作精神的培养，可以规范学生的任务意识、合作意识、责任感及团结合作的精神，为学生今后走入社会奠定一定的基础.33注重实验方案的多样性和选择性过去的实验，往往只是提供一种方案，所提供的器材也非常有限，而课程标准要求我们在课程实施过程中体现多样性和选择性.实验教学也要体现这一理念.尤其在我们进行探究性实验时，学生的思维可能不只是局限于老师所提供的器材.例如，“探究外力做功与物体动能的关系”这一实验，就有多种实验方案：利用自由落体、小车在斜面上的加速运动、用DIS与气垫导轨等多种方案，这时我们要提供多种器材供学生选择.34充分重视实验的过程江西省物理特级教师黄恕伯曾强调：重视学生自主经历某种有价值的学习活动（例如观察、实验、解释、分析、概括、交流等）.通过该活动，在实现知识与技能目标的同时，让学生获得体验，形成意识，掌握方法，提高能力.在物理实验教学中要重结果但更要重过程，因为在具体的实验过程中能获得相关知识、掌握实验的技能、初步了解科学研究的一般方法、体现实验的乐趣.35重视实验过程中的猜想龙源期刊网在探究性的实验中，学生要根据课题，针对发现的问题，在回忆总结已有的知识和经验、收集和整理信息的基础上，作出大胆假设或猜想，并通过实验对提出的假设或猜想进行证实或证伪.猜想不是毫无依据的瞎想，而是建立在一定的实验事实基础上的一种科学的推断.36注重对实验结果的分析，找出实验成败的原因实验完成后对实验结果的分析也是提高学生能力的重要环节，对成功的演示实验，我们可以让学生通过观察总结规律；对学生分组实验，可能成功，也可能失败，成功和失败都是一种经验，特别对于失败的实验，要认真分析造成实验失败的原因，通过修改设计方案、规范操作过程、减小偶然因素的影响等促成实验的成功，充分体验“失败是成功之母”的含义.37开放实验室拓宽学生的视野提高学生对物理实验的兴趣，仅仅局限在课堂是不行的.特别是探究性的学生分组实验，往往一节课不能解决所有的问题，如果开放实验室，可以延续学生的研究，还可以为学生的课外实验的开展提供必要的保障.38加强学生的课外实验演示实验、随堂实验和学生分组实验能够充分的激发学生的兴趣，而课外实验却可以使学生保持这种兴趣，能充分发挥学生的自主性、独创性.这是对课堂学习的一个必要的补充.课外实验以学生为主体，教师对学生的课题作适当的指导或评估，肯定、鼓励他们的行为，让他们充分体验实验的快乐.39对部分物理实验进行改进教材所提供的实验方法或实验室所提供的实验器材总是有限的，各地的学生情况不同、教学条件不同，实验的效果也不尽相同，我们在实际教学中，可以适时、适当的对现有实验进行改进.龙源期刊网