中学物理实验教学的现状分析和对策研究

1中学物理实验教学的现状分析和对策研究萍乡市教研室 汤华物理学是一门以实验为基础的自然科学，实验教学是培养学生科学探究能力、科学思维能力和动手操作能力的有效途径。实验是物理教学的重要组成部分，随着基础教育新课程的实施和深入展开，现有中学物理实验条件和实验教学活动能否适应和满足新课程要求，是所有物理教育工作者最关心的问题。本文采用调查的方法，对区域中学学校物理实验教学现状进行抽样调查，从而了解中学物理实验教学现状，分析中学物理实验教学中存在的问题，进而针对这些问题提出若干应对策略。一、初中生开展物理实验活动的意义和作用实验，是自然科学研究的重要方法，也是自然学科教学的重要手段。初中物理实验活动的开展主要是为了激发学生学习科学的兴趣, 提高学生的科学素养， 通过实验活动培养学生的实验技能并学会科学研究方法,通过实验活动逐步提高学生的实践操作能力和创新能力。经过长期的教学实践，我认为初中生通过物理实验活动可以获得以下五个方面的能力:1.培养学生识别和应用实验仪器的能力 学生识别和应用实验仪器的能力不仅是学生正确完成物理实验的保证，也是以后在工作和学习中必需的最基本的能力，如生活中各种测量工具的使用无不需要这方面的知识。所以要让学生了解仪器的结构、仪器的安装方法、仪器的保养和维护、仪器的使用条件和注意事项，或按实际要求制作简单的实验装置等等。尤其是初中学生刚接触物理实验仪器的时候要对学生进行这方面的能力培养，如刻度尺、温度计、天平、电流表电压表等，教师要着重引导学生识别仪器的规格和性能，察看铭牌或说2明书，弄清测量范围、分度值、零刻度及其调节方法以及使用方法和注意事项。掌握了这些知识，就能保证实验精确的完成和仪器安全的使用。 2.培养学生观察、分析能力实验现象的观察分析是实验能力的重要体现。学生良好的观察心理品质和观察分析能力是在实验过程中通过有针对性的培养逐步形成的。教师在演示实验或指导示范性学生实验时，利用规范的操作，简洁恰当的语言、文字和图示，准确地展示实验现象，能使学生在观察时达到心明（目的明确）、眼亮（观察主要步骤和现象），分析归纳出实验结论。 例如，在观察水沸腾的实验时，要明确提出以下观察目标：开始加热时杯底和杯壁会出现许多小气泡，沸腾前这些小气泡将会怎样变化？水沸腾时小气泡将会怎样变化？水温变不变？将沸腾的水停止加热，水是否继续沸腾？引导学生明确观察目标，有目的、有秩序的进行观察，避免观察时手忙脚乱。由于温度计测量时存在误差以及大气压对沸点的影响，水的实际沸点不一定是 100，这时，教师应要求学生实事求是地记录数据，并分析、评估实验数据。许多自然现象和实验中的物理现象，有时是稍纵即逝。只有认真、仔细地观察，才能捕捉到所要观察的现象；只有深入细致地观察，才能发现细微的变化和隐蔽的特征。在实验观察中，要提倡眼脑并用，把观察和思维紧密结合起来。3.培养学生的实验操作能力 学生的实验操作能力的高低对他们今后的工作和学习有着重要的影响。生活中小到照明电路的安装，各种物体质量的测量，大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力，所以新课标把培养学生的实验操作能力作为素质教育中很重要的一个方面。物理实验本身就是一个操作过程，学生分组实验，每个人都有动手3操作机会；演示实验，可让部分学生配合教师一起完成，条件许可时，还可将演示实验改为学生实验由学生们自己去完成；课外小实验更是学生操作的天地，像学过量筒、弹簧测力计、天平等知识后，可布置小实验让学生利用自制的天平、量筒、橡皮筋测力计来测测质量、体积、力的大小等等，我想学生的积极性一定会很高，效果一定会更好。总之，应尽量多给学生亲自动手动脑的机会，这对提高学生的操作能力是很有帮助的。4.培养学生的整理分类能力实验结束后要让学生养成仪器归位的好习惯并引导学生对记录的数据进行整理, 学会利用制成的表格、图像等进行分析。例如：在“ 探究熔化和凝固的实验” 时，可要求学生 设计实验记录表格，将测温时间和测得的温度记录在表格中，并按实验数据在坐标格中做出温度随时间变化的图像。再根据表格中记录的数据和所作图像，分析归纳出该物质在熔化与凝固过程中的特点。如果在实验过程中有机引导学生根据事物的异同进行分类、取舍，从而了解和评价各种实验方案的优劣, 或许能做出更优化的改进。5.培养学生的创新能力 目前的物理教科书倡导的是探究式学习，书中所安排的 “探究” 表现 最为突出。 过去的实验，学生所做的工作很少， 题目是由教材定的，结论多是已知的，方案是教材或教师决定的，甚至步骤也在实验报告册中陈述得一清二楚。学生只是按部就班地操作、读数和记录。这根本不利于培养学生分析和解决实际问题的能力。现在大多数实验只是给学生提供了科学探究的七个环节，甚至部分实验简单到只是给学生抛出一个课题，而把实际要做的具体工作留给了学生，这样学生就有了足够的思考问题，解决问题的空间。学生动脑动手能力得到很好培养。实验中，学生可应用所学的知识和已有的器材或手边的简单器材，甚至自4制的器材，设计多种实验方案，写出实验方法和步骤，并对每一种实验方案和步骤进行总结和比较，既活跃了学生的创新思维培养了创新精神，又使学生的应变能力分析能力得到训练和发挥。如“探究焦耳定律” 的实验中，课本介 绍的是用温度计示数高低来反映电热的多少，学生也可以用两端开口的玻璃管或在不同的金属丝上涂上石蜡等方案来完成这个实验。其实，学生主动提出自己的见解然后用具体实验解决问题的过程，就是创造性能力的培养过程。二、中学物理实验教学的现状随着素质教育的进一步深化，我们国家不少专家学者和广大物理教师对中学物理实验的重要性的认识和感受逐步加深，物理实验教学改革也正在紧锣密鼓地进行着。但是应看到，事实上到现在为止，物理实验教学的现状在初级中学的教育教学中还不容乐观。1.中学物理实验教学的基本情况据调查和我们周边的实验开展和教学实际，在乡镇中学及部分中学中，课本上所要求的学生实验、教师演示实验完成情况较差，这包括数量上的不足和质量上的效果。不少学校的物理实验数目达不到教学大纲的要求，甚至有相当一部分乡镇中学基本上一个学生实验都不做。即使有的学校按要求完成了，但是实验教学的效果往往不理想（例如：条件差一点的学校在做电学实验时由于缺乏必要的实验器材-演示电路板和电池座，在接通电源的时候就必须要双手拿着电源，用指头按住线头，就会造成学生对接线的误解，如果是高电压也用相同的方法很有可能会造成危险）。2.学校和教师受传统应试教育的影响，普遍存在着单纯追求升学率的办学思想，重理论轻实验5为了使学生在考试中取得一个高分数，教学方法普遍采用讲授法。有的老师甚至认为学生不会动手做实验不要紧，只要会动笔考实验就行。由此而引发了“做实验不如讲实验” ，“讲实验不如背实验”的荒谬作法。一些物理教 师之所以会放弃运用实验的直观教学方法，而对实验教学采取这些所谓的“非常措施” ，也有一部分原因是错误地认为做实验是浪费时间，通过讲实验可以节省时间，又便于突出和促进学生把握有关实验知识要点，继而提高所谓的教学效率。其实，这样教出来的学生一遇到实物就束手无策，不知道如何动手，更不知道如何思维，仅仅只会一种机械的记忆和背诵。3.由于认识上的不足，教师在实验教学的组织上、在教学过程中、在物理成绩的考核上都存在着问题例如：由于教师不愿在实验教学方案的设计上下工夫、花时间，导致实验教学方法形式单一、陈旧；单纯为了完成教学任务而安排实验，对学生实验能力的培养显得没有计划、没有目的、缺乏系统性。同时对于“引导学生积极、主 动地学习，培养学生独立思考的能力和习惯” 的指导思想不够 明确，教师在实验教学中一手包办现象比较突出，学生最多只是机械模仿，缺少动手和动脑的机会，能力得不到相应的提高。4.学生在实验意识、能力存在的问题很大居于日常教学中对学生的耳濡目染，学生的机械思维和机械记忆造成了在组织学生分组探究实验中就显示出一个突出问题：在老师的影响下以及学生的自身原因，学生大都在思想上不重视实验，不愿动手，不敢动手，不知怎样动手，实验能力低下；或者在动手时只是机械的动手，不愿动脑。学生不是带着问题去有目的的进行试验，而是就手边的器材随心所欲。这样对培养学生学习物理的科学态度和良好习惯，提高学生理解能力和素质6方面带来很大的负面效应。这样实验事实上已经失去了探究的价值和意义，更谈不上达到预期的实验效果。以上事实为普通初级中学物理实验教学中普遍存在的问题，其实对于农村初级中学，特别是对于比较偏远的农村初级中学还存在以下几个最具体的实际问题：1学校条件的严重影响由于学校的实际情况和条件的影响，不能把实验室工作放在应有的位置上，学校对实验室工作在素质教育中的作用也有忽视。不同程度的把实验室当作附属用房（比如：物理实验室总是在新学期开始时用作教材堆放室，并多次影响实验开展），把实验教学当作副课处理。并没能将实验教学放在和其他所谓的“主科” 同等的位置和高度，这在一定程度上也 严重影响了实验教学的开展。2实验教学仪器、材料严重不足对实验教学的影响农村中学由于客观实际，仪器配备与配备标准相比大量不足，在新课标要求的实验中有很大部分根本就缺乏实验器材而无法实验（有很多器材只能靠教师自制，根本没有学生探究的可能，另外还有一些实验属于危险物品实验，药品的购买也很难）；另外原有实验仪器设备陈旧，根本无法进行正常的实验教学；加之学校没有专职的实验人员，一般都是任课教师兼管，由于课程多、任务重，不能及时对仪器设备进行维护、保养、修理等，而且有一部分实验器材根本就不能维修（原先购买的仪器中有部分质量问题），又由于使用不当等原因，致使仅有的也损坏严重，更是雪上加霜；要想完成课标所要求的全部实验并且都达到演示和探究的目的，根本就是一句空话。3有的实验即使硬件具备，实验教学也没有正常开展由于学校实验室没有专职的实验人员，多是任课教师兼任，7不少教师的实验技术、素质、素养还有待提高,对顺利完成实验教学任务还有一定的困难。思想上在不同程度上不能把科学或其他学科中实验教学放在与重要位置，嫌麻烦，就只有在口头上做实验了，以讲实验为主，更由于多年来对于物理学科的教育教学考试也与实际的实验教学有很大程度的脱节，靠讲实验和背实验在考试中可以得到高分，更是进一步让很多学校和老师增进入了一种“做试验 不如背实验” 的 观念误区。4实验中的管理问题由于学校实验条件的限制，特别是实验仪器的严重缺乏和实验室的环境制约与实验学生的总人数之间的矛盾尤为突出（例如：我校每班平均人数 75 人，实验桌只有二十张，并且很多实验根本不足二十组，有待甚至只有十一二组），例如：物理学中探究凸透镜成像原理， 中学电学实验，由于器材的严重缺乏使得不能组织更多的探究实验，很多实验 5-6 个人才能分配到一组实验器材，而且在能分到的实验器材中也有不同程度损坏，这就造成了实验效果难以达到。另外更为重要的和突出的还是管理问题，学生由于人数众多，并且在学生实验过程中科任教师在某处辅导时造成无法顾及其他的实验组，有很大程度的学生有捣乱行为，在很大程度不能按照实验要求去完成实验，实验效果不能达到预期目的。以上实验教学的现状，极大地影响着物理教学质量；这样的教学现状与物理教学目的、教育改革的要求和物理实验教学重要地位很不相称，与时代发展对人才的要求很不适应。三、中学物理实验教学对策研究与相关措施我们应当看到当前中学物理实验教学薄弱，是有很多方面的原因。在分析问题、解决问题的时候也应从这些方面入手，应针对中学物理实验教学现状，站在素质教育的高度，从这些制约8因素出发，进行中学物理实验教学改革，使实验教学能充分发挥其在素质教育中的特殊作用。那么要加快实验教学改革的步伐，首先要抓好以下几个措施： 1.加大投入、改善实验教学条件完善各项制度，确保实验顺利开展。学校应建立健全对实验教学的资金投入制度，在教育经费中画出一定的资金用于实验教学，并落实到位，确保专款专用，及时更新仪器设备及定期补充易耗品，并且制定实验教学的管理监督制度，使实验教学不流于形式。加强业务学习，为实验做好充分准备。定期对教师进行业务能力的培训，并采用循环制教学，尽量减小班额，适当减轻物理教师的工作负但，让他们有足够的时间和充沛的精力进行实验教学活动和研究。我认为，每次开展实验活动前都要做好实验探究的准备工作，无论是开展什么实验，之前教师的教学必须为学生的学习活动做好足够的知识储备，同时教师必须课前为学生作好实验的物质准备，使物理实验保质保量的开展。2.改革考试制度，增强师生对实验的重视程度近几年的中考命题虽然加大了对实验的考查力度，从实验的数量上和所占的分数比例上都有所体现，但考查的内容上仍是认知领域的笔试考核，仍是纸面上的实验操作，由于中考题无法直接考查学生的动手实验，学生的操作能力并不能真正在有限的卷面上完全反映出来，因此科学探究的精神无法得到体现。虽然近几年中考活动中有“理、化、生”实验操作技能的考查，但它只是中考录取的一个参考而已，不能增加师生对它的重视程度。主要表现在：考查的内容狭窄而且公开。在考试前，各校学生基本上都知道考查的内容，有的学校和教师甚至将考查中的实验操作步骤印发给学生，学生只需背一背就行，实验操作的考9查意义就失去了。考查内容片面、单一。实验操作考查应该是对整个实验过程的考查，包括所有实验内容，从设计到操作过程到最后的实验报告的完成，但分解到各个给分点的无非是部分最基本的操作而已。考查评分流于形式。考察时一名教师同时监考几名同学操作，教师对每名学生每项的操作正确与否很难做到准确细致，只能依据学生最后对实验结论的得出的正确与否来确定，而实验的结论，学生在实验操作前就已经知道，也就是说，即使学生不会做该实验，他也能得出正确的结论。因而，教师依此给出评分只是一种形式。如果把实验操作考试真正纳入中考的有机组成部分，从出题到监考最后到评分做到保密、科学、慎重、规范，必定会引起老师和学生对实验教学的足够重视。我认为实验考查形式应该灵活多样，比如根据情境提出问题、进行猜想与假设、设计方案、设计表格、得出结论等全面进行考查。这就要求我们在平时的教学中，要注重过程的探究、方法的培养。这看起来好像有点应试教育的味道，但学生重视了实验，增强了动脑动手和实践操作能力，难道不是素质教育的体现吗？我觉得为了不再让实验教学流于形式，考试制度适当改革是迫在眉睫的。3.转变教师的教学观念新课程标准指出：“义务 教育阶段的物理课程要让学生学习初步的物理知识与技能，经历基本的科学探究过程，受到科学态度和科学精神的熏陶” ；课标还规定， “它是以提高全体学生的科学素质、促进学生的全面发展为主要目标的自然科学基础课程”。 而要让学生经历基本的科学探究过程，受到科学态度和科学精神的熏陶，没有物理实验是很难达到物理教学的培养目标的，因为所有的物理知识，都是在实验的基础上建立起来的。物理实验是初中物理教学的有机组成部分，在提高物理教学的效果与效10率、培养学生的科学方法与能力等方面有着积极的作用与意义。初中阶段要