重庆开云地址 高一物理组 王仁春

摘要：物理是一门以实验为基础的学科，由学生自主的探究式实验在整个物理实验教学中具有不可替代的作用。将中学物理验证性实验改为探究式实验是中学物理实验教学的重要改革。本文分析了中学物理探究式实验教学的背景，比较了新课程改革前后中学物理实验教学的情况，并对中学物理探究式实验教学中应注意的问题进行了讨论，为新课程改革下物理实验教学的实践提供了一定的参考。

关键词：课程改革；中学物理；实验教学；探究式实验

正文：

物理实验是人们根据研究的目的，运用科学的仪器设备，人为的控制、创造或纯化某种自然过程，使之按预期的进程发展，同时尽可能减少客观因素干扰的前提下进行观测，能重复探究物理规律的一种科学活动。《普通高中物理课程标准》指出：实验是物理课程改革的重要环节，是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径，也是物理课程改革的重要资源[1]。探究式实验教学，就是在教师的指导下，学生应用已经学过的知识，自己设计实验，或在教师的指导下通过实验来探索物理规律，从而获得新知识并且加以应用的方法。 因此，教师在教学过程中要启发诱导学生自主建构知识进行实验探究活动，要创设能引起学生兴趣和问题的情景，指导学生注意观察周围世界和生活实际中的物理现象，使学生有思考、质疑、表述、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种方式进行解难释疑的探究，在这过程中掌握知识、技能和方法。

一、中学物理探究式实验教学的背景

现在是一个知识经济的时代，一个国家的创新能力已经日益显示出其独特的地位和价值，创新决定着一个国家和民族的综合实力和竞争力。现在为适应时代的进步，全国上下都进行着课程改革，而课程改革的主要内容就是要求开展以探究为核心的教学模式，其目的在于将科学家的探究引入课堂，让学生以类似科学家探究的方式学习科学，使他们不仅获得科学知识，同时还掌握科学方法，培养科学态度。观察各国的教育改革，都具有这样的发展趋势：强调学生在教学中的主体地位，注重调动学生学习的主动性和积极性，强调培养学生的创新意识和探索能力。在国外，20世纪初杜威把“实验的探究法”引入教育领域；美国心理学家布鲁纳提出“发现学习教学”；20世纪50年代，美国芝加哥大学施瓦布教授在“教育现代化运动”中倡导“探究式教学”。在国内，上海师大附中提了，“引导发现法教学”；南京金陵中学从98年开始进行研究型课程程探索和实践；上海市教科院普教所组成课题组于99年提出“研究性学习”的概念，并阐述了研究的思路和框架。在我国新的高中物理教学大纲中明确提出：要“使学生受到科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力、科学思维能力、分析和解决问题的能力”，“要鼓励学生具有开拓意识和创新精神”，并且要求“必修和限选物理课设置适合于高中学生的课题研究，培养学生独立地研究问题的初步能力”。然而培养学生的创新意识和初步探索的能力却是我国中学物理教学的薄弱环节。物理实验是建立和检验物理理论的基础，物理实验教学不仅有助于学生理解和掌握物理学的理论，而且是提高学生分析问题和解决问题能力不可缺少的环节。

物理是一门自然学科，不管是新教材还是旧教材，物理实验教学都应该以探究方式进行，这样能让学生把知识与实际联系起来，锻炼他们解决问题的能力。但在实际的实验教学中，由于应试教育等因素的影响，探究式实验教学往往被忽略了，新课程指出中学物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考。通过多样的教学方式，帮助学生学习物理知识和技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度和科学精神，因此，我国新颁布的《基础教育课程改革纲要（试行）》和《普通高中物理课程标准》，减少了一些验证性实验,增加了较多探究性实验，提倡将演示实验尽量转化为学生的随堂实验，同时提倡学生在教师的指导下进行探究式实验,强调要突出培养学生的创新精神和实验能力，提倡“引导学生质疑、调查、探究、在实践中学习” 。

二、新课程改革前后中学物理实验教学的对比与分析

（一）当前物理实验教学中存在的一些问题

物理是一门以实验为基础的自然科学。物理学的实验基础、理论体系及研究方法在学生智能结构的发展中占有非常重要的地位。实验要培养的实验能力主要是：明确实验目的，理解实验原理和方法，学会正确使用仪器进行观察和测量，会控制实验条件和排除实验故障，会分析处理实验数据并得出正确结论，了解误差和有效数字的概念，会独立地写出简要的实验报告 [2]。很多教师受应试教育的思想影响，物理实验教学难以发挥它应有的作用。目前很多中学物理实验教学存在重理论轻动手、只动手不动脑、验证多探究少。具体表现主要有以下几个方面：

1．实验作为物理教学的主要方法和手段之一，理应受到足够的重视。目前，高中物理教师虽然普遍比较重视演示实验的作用，而演示实验是以教师验证为主。这种实验教学的常用方法是: 演示实验之前，教师先明确讲清有关的知识点,将实验原理、步骤、怎样处理数据以及注意事项明确地教给学生,之后进行演示实验,再把看到的实验现象、结果与教师所讲授的知识作相应的比较,最后由学生或教师做概括性的总结。但在上述的过程中,学生只是被动的,他们没有自己的创新精神和实践能力,所以实验起的仅是帮助学生巩固和检验知识的目的。这样显然达不到物理学启迪学生创造力的作用。

2．学生分组实验，很多都是验证性的实验，实验教学过程缺乏系统性。多为程式化实验，虽然学生动手，但以单纯的机械操作为主。学生不需要去考虑实验为什么要这样做，怎样去做，更不必考虑实验中可能会存在什么问题，以及需要如何去解决。这种做法虽然有助于学生掌握并记忆一些概念和规律，但对提高学生的实验能力并无益处。

3．条件差的学校教师讲解实验时就看着教材虚拟地讲解，学生没有真实的感受，部分条件好的学校教师进行实验教学时依赖多媒体模拟实验，实验教学内容没有得到应有的重视。物理是一门以实验为基础的学科，但有的教师由于对实验的作用认识不足，在教学中过分偏重课堂讲授，使实验课时得不到保证，削弱了实验教学。加之科技的飞速发展，多媒体教学手段的应用，使部分教师过分追求多媒体模拟实验，不重视实际操作，放弃了运用实验的直观教学法，这不利于培养学生动手操作能力和创新能力。这样不具有实物实验带给人的真实空间感、实验可信度、以及实验过程中师生的情感交流。

4．对实验操作缺乏巩固和必要的考查。学生学会使用一些基本物理仪器和设备、具有良好的实验修养，是物理学科的基本要求之一。但在实际教学中，缺少对实验的反复练习和巩固过程，更缺乏对实验技能的考查。对学生的实验技能掌握情况、熟练程度不能了解，更不能针对学生在实验操作中存在的问题采取有效措施。

《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确指出，改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取知识的能力、分析问题和解决问题的能力以及交流与合作的能力。[3]这些实验教学不利于学生创新思维的形成和实验心理素质的提高，不利于学生智能和潜能的发展。

（二）新课程改革前后中学物理实验教学的对比与分析

1.《新课标》加强了实验的教学，把实验与其他教学内容紧密结合在一起，而不再另外规定必做的学生实验。淡化了演示实验和学生实验的界限，既使是演示实验，也强调学生亲自动手做实验，体现了物理学是以实验为基础的特点。

例如 “探究恒力做功与物体动能变化的关系”，“探究胡克定律”，“探究滑动摩擦力大小的规律”等实验都是直接融入课堂教学中，体现了实验教学是高中物理教学中极为重要的教学手段和过程。

2. 当前实验，教材对实验的原理、使用的器材等都做出了规定，实验多是为了验证物理规律，培养学生的动手能力。新课改后的物理实验，从内容、数量到形式都有较大的改革，把过去很多固定模式、统一装置、验证性的实验改为探究性实验。突出了科学探究的物理新课程理念。要求学生能对实验的结论进行预测，提出猜想与假设，自选器材设计实验。

比如：“加速度与力、质量的关系”，在现行教材上是一个演示实验，由教师演示，学生观察，并且因为这个实验比较难做，会花费很多时间，所以很多教师不做此实验，新课标教材中 “探究加速度与力、质量的关系”，要求学生通过实验，探究加速度、力、质量三者的关系，强调让学生经历实验探究过程，理解牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，从中体会科学思想、科学方法，从而也加深了对定律的理解，能够很好地实现三维课程目标。

3. 以前演示实验多是为了引入概念，由教师演示，学生观察。新课改的演示实验，很多是随堂实验，比如体验静摩擦力实验、探索钢索牵拉作用的实验等，学生都有更多参与的机会，获得了丰富的感性认识。

4. 验证性实验体现探究性，如“验证机械能守恒定律”的实验，与以往教材的实验内容相似。但新课改要求改变了这类实验的呈现方式，引导学生以不同的思路和方法去设计，验证性实验同样也具有探究性，学生的心理活动不一样，得到的训练也不一样。所以在新课程的理念下，对于验证性实验的传统认识应该改变。

5. 新课程改革后加强了信息技术与物理实验的结合，加强信息技术与物理实验教学的整合也是物理实验教学改革的一个方向。新课程提倡广泛引入信息技术，用传感器采集数据，解决了一些疑难的物理实验问题，使一些实验更容易观察，同时让学生用计算机处理和分析实验数据等，这些都有助于提高学生的信息素养。

三、课程改革下中学物理探究式实验教学要注意的一些问题的思考

“探究性教学”是新课程改革中的热点、亮点和难点，是贯彻落实三位一体课程目标的重要环节。作为一种开放的、强调过程的教学方式，探究性教学注重让学生在事物与其他事物联系的基础上去了解事物[4]。要提高课堂教学的有效性就要培养学生的物理实验创新意识和创新精神，而它的前提条件,就是要培养学生的主体意识和自主精神,而传统的实验教学方式无法很好地完成这样一个使命。物理教师就有必要改变传统的实验教学模式为探究性实验教学模式来提高课堂教学的有效性。是在科学探究的理念指导下，让学生亲身经历对未知结论的探索过程，使学生获得物理实验研究方法的训练，初步形成科学态度，提高学生分析问题、解决问题的能力。

1.正确处理接受性学习和探究式学习的关系：物理学科课时较少，教学任务难以完成，探究性教学需要足够的时间；教师可以让学生充分利用课前时间做好预习，然后根据学生的实际水平，给学生合理分组，加强教师的指导。同时提倡合作学习，加强学生之间的合作与交流，给学有困难的学生以必要的、有效的指导，以便每组学生能顺利完成探究并充分利用信息技术提高实验效果和提高实验数据的处理速度。

2．鼓励学生充分利用课余时间做好课外小实验、小制作，调动学生的兴趣和积极性。各种物理实验，从某种意义上说，都是一种特殊的、直观的实践。

3．将验证性实验与探究式实验相结合，提高课堂教学的效率的策略。例如现行教材在讲解“力的合成”一节时用勾码和橡皮筋做实验，但是用橡皮筋的重量来代替力只能表示一些特殊的力，只能用勾股定理来探究力的合成。我们可以将书后的验证实验用来做新课教学的实验来探究力的合成遵循平行四边形定则。因为用橡皮筋来表示效果，用弹簧来测力，既具有明显的效果又具有普遍性，因而更具有说服力。

4．合理运用多媒体技术，优化实验教学的策略；利用多媒体技术，要充分利用它的优势：利用多媒体技术的放大、暂停、循环播放等功能，突破实验的重点和难点；通过预置的规范操作，取代或辅助教师的口头叙述，更直观地讲解实验步骤，利用其交互性好，发挥学生的主体作用，用形式直观的效果，增强学生的记忆。

5.教师要适时、适量地改进实验课的教学组织形式，创设一些开放型的探究式实验。瑞士教育家、心理学家皮亚杰谈到物理实验教学时深有感触：“要给学生更多的活动和尝试的机会，在证明或否定他们自己所说的为一基本现象所立的假设的装置活动中，让学生自发地进行探索。”“一个不是由操作者本人完全自由主动地进行的实验，就算不上是实验。”[5]在实验中教师应适当地引导和帮助学生树立自主实验的信心，指出学生在实验中操作上或思维上的“闪光点”。对于实验过程中出现的异常现象，要激励学生进一步探索、分析原因，从中有所发现。

总之，为适应时代和学生发展的需要，物理教师要努力提高自身素质，提高物理实验教学的质量和效果，以学生为主老师为辅,进而转变物理教学模式, 用科学探究思想指导物理实验教学改革，充分发挥物理实验的科学探究功能，培养学生创新精神和实践能力，促进学生科学素养的全面提高。

参考文献：

[1] 普通高中物理课程标准(实验)(M). 人民教育出版社, 2003.4

[2] 全日制普通高级中学物理教学大纲(M). 人民教育出版社, 2002.4

[3] 钟启泉等 普通高中新课程方案导读(M). 华东师范大学出版社, 2003.10

[4] 蔡铁权．物理教学从论──基础教育课程改革视野下的中学物理教学．北京：科学出版社．2005．81

[5] 唐一鸣．物理教学艺术论．南宁：广西教育出版社．2002(10)．101