浅谈高中新课改下物理实验的变革

黄兆章

摘要:本文是本人结合新课改以来的教学经历,着重从“物理实验”提法的转变、物理实验呈现方式的变革、突出分组实验、增加了探究性、突出了科学思想、加入了设计因素、《新课改标准》更重视图线法的应用、用信息技术改造原有的实验等八个方面分析了高中新课改中物理实验的变革。

关键词:新课改;物理实验;变革

中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1003-2851(2009)11-0157-01

物理学是一门精确科学,与实验有密切关系。随着江苏05年进入新课改以来,实验的内容与原来有不同程度的变化。本人将结合自己在课改以来近四年来的物理教学实际,就进行物理实验教学的一些经历谈一谈自己的看法。

一、“物理实验”提法的转变

高中物理课程标准将“物理实验”的提法变为“物理实验与科学探究”,使物理实验有了更宽广的含义。它包含了从提出问题、设计实验,到收集、处理、分析数据,形成实验结论和进行表达交流等一系列过程。物理实验和科学探究不仅是物理教学中重要内容(程序性知识)和学习方式,而且是物理教学中的教学目标。高中物理课程标准中在陈述科学探究的能力时,实际上包括了对物理实验能力的要求。同时把“科学探究及物理实验能力要求” 、“共同必修模块”、“选修模块”并列,作为内容标准的三大要求。由此不难看出,相对于过去,高中物理课程中科学探究、物理实验占有更加重要的地位。

二、物理实验呈现方式的变革

从上面的比较中我们可以看出高中物理课程标准较之高中物理教学大纲有两个明显地变化:(1)《物理课程标准》中关于物理实验的描述,不像现行教学大纲那样,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《物理课程标准》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。事实上《物理课程标准》要求做的实验比以前大量增加,然而实验的形式、实验用的器材、实验的具体安排却是灵活的。(2)没有给出具体的实验器材,对学生实验探究能力提出了更高、更新的要求。突出了让学生自我设计实验方案并进行科学探究的实验能力要求。过去的教学大纲列出了22个实验,并在“说明”栏目中指出了所用的器材和方法。不仅如此,由于当时教科书的唯一性,实验的操作实际上也被固定下来了。课程标准与此不同,它在“内容标准”中给出的是物理实验方面的能力要求,实验的数量比过去多,但对具体器材、方法、操作等的要求却是非刚性的。应该做的学生实验与其他教学内容结成一体,散落在各个模块中。

三、突出分组实验

培养学生动手操作能力《课程标准》对物理概念和物理规律的学习,从方法上作了重大调整,变教师的传授、灌输为学生动手实验,通过观察、分析和归纳,达到对概念的理解和规律的掌握。共同必修模块中内容标准和实例关于实验有以下条目:①通过实验,探究速度随时间的变化规律,体现实验在发现自然规律中的作用;②通过实验,研究力的平行四边形定则,理解力的合成与分解;③通过实验,测量加速度、力、质量;④通过实验,探究恒力做功与物体动能变化的关系;⑤通过实验,验证机械能守恒定律。对上述所列知识和规律的学习,全部是通过实验来认识的。过去讲这些内容时,主要靠教师演示和讲解来完成,而演示实验是由教师动手的,容易使学生产生依赖教师的不良习惯。新课标突出分组实验,使学生既动脑又动手,分组实验的过程,可能会出现实验现象和实验结论不一致的情况,这一现象的出现,很容易引起学生对教材中的实验结论产生“疑点”,疑点将成为学生探索科学真理的驱动力,并为确信自己的实验结果而重做实验,甚至多次重做,只有当自己的实验结果与教材中的结论一致时,才会消除疑点,同时又锻炼了学生的意志。

四、增加了探究性

探究精神要贯穿于整个课程,包括学生实验在内。中学课程里的学生实验有探究性的、验证性的、测量性的(少数几个所谓实验用于技能训练,其实算不上“实验”),即使是验证性的实验,也要体现探究精神。例如,《物理必修二》中有一个实验“验证机械能守恒定律”,过去学生按教师的指示,一步一步地操作,得出结论就可以了;现在不同了,在简述了实验原理之后,教科书提出了以下几个“要注意的问题”。(1)重物下落过程中,除了重力外会受到哪些阻力?怎样减少这些阻力对实验的影响?(2)重物下落时,最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结?这段课文是在“提出问题”,学生要做的是做出猜想、然后通过自己的操作或者逻辑分析得出结论。实际教学中有的学生就曾指出,空气阻力未必是最重要的,纸带与计时器的摩擦对实验的影响可能更大。学生还特意把打点计时器调得不再竖直,把这种情况下测得的下落速度与调直时的测量结果对比,以支持他的观点。这不就是在做科学探究吗?在另一个学生实验“探究求合力的方法”(《物理必修一》第四章)中,没有像以前一样写明应该怎样操作、会看到什么现象、现象说明什么问题、最后得出什么结论,而是在简单介绍原理之后指出“探究时应该注意下面几个问题”。这几个问题实际上是对学生的指导,不过不是用灌输的方式,而是引导学生通过自己的思维活动,在独立思考的基础上获得知识。这样做不仅能使学生更好地学到这段知识,更重要的是使学生提高今后获取知识的能力,发展自己的独立人格。

总而言之,高中物理实验的改革,不是一朝一夕就能奏效的,它需要每个物理教师都做一个有心人,在教学实践中抓住一切契机,持之以恒地进行渗透、培养,才能获得成功。