改革中学物理实验教学的尝试
改革中学物理实验教学的尝试 中学物理实验教学如何进行改革？笔者根据现代教育理论，结合中学物理 教学实行进行了一些尝试，制定了整体改革方案，这个方案的指导思想是：改革 传统的教学观念，强调实验教学的整体功能，突出构成整体的各个要素的相互作 用，从而全面提高学生的能力。为了搞好整体改革，笔者首先从观念上进行更新， 改变传统的思维方式，建构了思考问题要有整体观念，从整体出发又以整体力归 宿的思维方式。其次，摒弃了传统的质量观，以培养高素质，全面发展的人才为 目的，代替过去只强调智育发展，围绕“两考”（高考、中考）转的质量观。在改 革试验中，我们始终以全体学生为主体，充分发挥学生的作用，把整个教学过程 看成是师生共同合作共同探索的过程。整个教学让学生意识到自己是学习的主体， 自觉动手、动脑。在整体改革试验中，我们坚持教学的科学性原则，根据系统论原理——整 体大于各部分的总和，结合学生的认知规律，实验教学的完整性规律，把组成整 体结构的各个要素有机地组合起来，在总体上通盘考虑。这样，注意各要素的功 能，而且更注意各部分相互联系形成整体结构的新功能。
我们还把课内和课外融为一体，把演示实验和学生实验统筹安排，把小制 做、小发明、实验竞赛、专题讲座适时调整。在实验内容上把科学知识、生活知 识全面考虑、互相渗透，把获取知识、科学观察、独立操作、培养实验技能、发 挥聪明才智安排于合理的结构中，充分发挥了各部分互相联系、互相作用的整体 功能。
经过几年的实践探索，我总结了比较优化的物理实验教学框架，下面就是 这个框架的要点。
如前所述，物理实验教学总的效果并不等于各个要素效果的机械总和。物 理实验教学的各个要素分为由课内到课外，由演示实验到学生自制教具和学具等 六 个方面。在实验中，我们把这六个要素进行综合分析，认为课堂教学、学生 实验、教具学具的制做、小发明和小创造、实验竞赛、专题讲座六个要素组成的 实验教学系统的总功能不是各个部门各自直接地、单独地体现出来的。而是通过 它们之间的特殊联系间接地、综合地表现出来。例如，在《浮力》这一章的实验 教学中，我们首先让学生自制学具——一个茶水杯，几块形状不相同的木块，一 块铁皮。在课堂教学中，教师利用演示实验，调动学生的积极性，激发学生兴趣， 并根据教学进度，不断提出问题，如，形状不同的物体受到的浮力相同吗？铁皮 放在水里，它一定会沉入水底吗？同一物体分别放在水里、煤油里，它露在液面 上的体积相同吗？等等。课堂提出问题，要求学生利用自制的学具在课外活动分 小组进行实验，回答上面提出的问题。学生通过自己做实验得出正确的结论，兴 趣很高，增添了学生积极进行实验的信心。在学完了这一章以后，教师还进一步 提出，浮力在生活、生产中的运用有哪些？一公斤的水能浮起二公斤的物体吗？ 装在船里石头，卸一部分在水池子里，水面会上升吗？等问题。要求学生通过观 察生活或自己动手回答问题。这样，通过课内、课外，演示实验和自己动手做实 验的有机联系，学生既学到了物理知识，又会运用于生活，更重要的是培养了学 生利用物理实验解决实际问题的能力。这些效果只有通过整体结构这个实验教学 体系才能取得。单靠演示实验，学生实验在有限的时间内是难以达到的。因此， 每个学期，根据教材进度制定教改方案，确定总体目标，建立配套的组织和确定 专人负责。
使各个部分为达到这个目的要求而采取相应的措施。从而发挥整体结构的 优势。
实验教学能否达到最优目的，系统各部分能否协调运转，关键的问题是看 我们在课堂教学中能否引起学生较大的兴趣。如果学生对实验感到乏味，那是难 以达到目的的。兴趣的培养必须是通过多种途径，多种形式综合进行。物理学科 是一门实验科学，我们把中学物理的42个学生实验，700多个演示实验，逐一研 究，在揭示物理规律的原则下，每一个实验都做一些趣味性改进。如在演示水的 不善于传热的实验时，把事先准备好的小鱼放到试管底部，然后在试管上部加热 使水沸腾时，鱼却在管底没有什么异样。学生感到十分惊奇。从而引起了学生的 兴趣，增添了学生学习知识的积极性。为了充分发挥学生的主体作用，在演示实 验时，我们吸收少数学生参加演示实验，为做学生实验时培养了一批骨干。这样 在演示实验时，同学们观察十分认真，收到良好的效果。
通过演示实验调动了学生的积极性，同学们跃跃欲试，但由于课堂时间限 制只能吸收少数参加。在这种情况下，学生对学生实验就非常重视了。我们除了 让学生做完课本上的学生实验外，还通过制做教具、学具，把许多演示实验也改 成学生实验，给学生提供了自己动手动脑的机会。如演示浮力的大小，电流强度 跟电压的关系等实验。在实验过程中，我们除了要求学生用科学的态度做好实验 外，更重要的是要求学生写出实验报告，这是将感性知识上升为理性认识的一项重要工作。通过认真检查学生的实验报告，促使学生在实验过程中，正确理解原 理，明确实验目的，认真设计步骤，详细记录数据，分析实验结果。特别是一些 实验出现了误差后，要求学生认真讨论，分析产生误差的原因。使学生逐步形成 了一 种严肃认真，一丝不苟的学风。
为了从多方面培养学生做物理实验的兴趣，在学生掌握了一些基本实验技 能后，应按统一计划，组织好课外活动，配合课堂实验教学，具体措施，一是根 据教材实验特点和青少年的心理要求，精心设计课外活动的内容。做到既注意内 容和形式的统一，又注意活动的趣味性。保证两课的内在联系。二是抓好落实， 一 学期的实验内容要事先确定，建立活动小组，安排好辅导老师，以保证课外 活动经常化、制度化。
例如：在学习液压机前，借来油压千斤顶，利用课外活动操作给学生看并 让学生自己操作，在学了光学后，指导学生自制望远镜、潜望镜等等。这样把课 内和课外内容衔接好，课内课外就能相互补充。
此外，利用课外活动这块阵地，我们还举行了许多别开生面的专题讲座、 专题答辩会、科技信息讲座、小制作、小发明等，对促进实验教学起到了很好的 作用。
为了巩固实验教学的质量，使课外活动具有更大的吸引力，每学期定时举 办两次规模较大的实验竞赛活动。如：每学年秋季，当初三学生学完了电学知识 后，举行一次“自制直流电路接线板”的竞赛活动，要求在规定的时间内，同时用 串、并混联方法把三个灯泡接亮，方法是以班编队，每队若干人。举行物理实验 60m接力赛。分别接力领取试题，画电路图，安装，读数，优胜者给予奖励。在 这一 活动中，初三学生人人动手就地取材，自己设计安装，自己测试评价，当 电路接通，小灯泡以各种明暗程度发光时学生们都欢呼雀跃。这样既增加了学生 学好电学知识的信心，又培养了学生集体主义的思想和设计能力。特别是有自卑 心理的差生，当发现自己能够设计比较合理的电路图，迅速安装电路时，一种我 不比别人差，我能学好物理的自信心油然而生。除了在初三年级举行外，还在二 年级和高中一年级进行“小制作”，“小发明”竞赛活动，五分钟的实验操作竞赛活 动，一分钟实验题竞赛活动。
引导学生进行发明创造，参加自制学具、教具的活动，一方面可以巩固课 内实验所学的知识和初步掌握的基本实验技能，更重要的是培养了学生的创造能 力。在这个活动中，学生们大胆设想认真设计，精心操作，这是传统的教学过 程无法达到的。每学年开始，在各个教学班成立自学小组，进行超前预习，引导 他们自做学具、教具，鼓励他们创新。在这一活动中，应始终坚持真（原理科学）、 新（设计新颖，采用新技术）、美（设计简单合理，主次分明），在整个活动中 自然形成以学生为主体，并由一批骨干队伍带动，发展到全班学生纷纷动手，大 大提高了学生的实验技能和理论水平丰富了学生的课外活动的内容。几年来师生 共同研制成功学具、教具500多件，价值1800多元，如帕斯卡定律演示仪、磁偏 角演示仪、电流方向演示仪等30多件具有创新和实用价值的仪器分别获盛市二三 等奖，还有100多件获市科教委的发明创造奖。这些活动，培养了学生的创造能 力。特别是当学生用自制的学具演示物理规律时，态度十分认真，对仪器特别爱 护这很自然地使学生进入了“科学家的角色”，同时，一反往常，过去那些实验纪 律换散，操作马虎，敷衍了事，随意乱放仪器和损坏仪器的现象大大地减少了。
我们所进行的中学物理实验整体改革试验是在三个中学进行的。经过四年 两个轮回的实验，这三个中学的物理成绩明显优于其它学校，除了考试的平均成 绩比其他学校要高出十多分外，在实验技能、实验方法等方面部有明显的提高。
在1989年、1990年的全国物理竞赛中有2人获全国三等奖，4人次获省二等奖。在 参加应用物理竞赛中，有12人获奖。