关于中学物理实验教学的现状调查及几点思考

王诗锋

（江苏省无锡市洛社高级中学，江苏 无锡 214187）

1 问题的提出

物理是一门以实验为基础的科学，实验在物理教学中起到十分重要的作用.不管是从物理学科发展历史上还是学生的物理知识的理解上其作用都无可替代.现行各种版本的初、高中物理教材都对物理实验进行了加强，各类实验的数量在增多.各种物理教学教研杂志，也基本上把实验研究作为其中一块重要的内容.这些无不体现出物理实验的重要性.

有学者说，实验是物理教学的“灵魂”，物理课堂如果离开了实验就等于失去了“灵魂”，就会使学生对物理学习淡然无味而慢慢失去兴趣.

物理实验的重要性得到几乎所有与物理教育有关人士的认可，但中学生在5年物理学习下来，对物理实验到底有什么样的看法呢？他们的物理实验素养达到了什么样的程度呢？是不是也像我们所预想的那样，对物理实验有比较高的认同度呢？

本着这种思考，笔者在高三理科学生即将毕业之际，设计了一份跟物理实验有关的调查问卷，试图通过问卷调研，初步探讨物理实验教学中究竟该怎样进行教与学的问题.

2 问卷的设计及调查方法

问卷设计主要从几个方面加以考虑：（1）性别对学生在物理实验认识上的影响；（2）喜欢物理学科与喜欢物理实验是不是正相关；（3）学生对课堂实验及课后实验的“实践”程度；（4）学生基本物理实验素养的情况；（5）学生设计实验的初步能力的调查.

问卷见附录.其中1到8为选择题，后面几个非选择性问题主要关注学生的实验素养.

本调查问卷参与学生是笔者所在高中即将参加高考的学生，共发放调查问卷301份，收回有效答卷278份.其中男生答卷189份，女生答卷89份.

除进行问卷调查外，笔者还与12位学生进行了30分钟面对面的交流，从中也得到了一些有用的信息.

3 从问卷数据（答案）看物理实验教学的现状

3.1 选择题调查统计数据（见表1）

表1

续表

3.2 从选择题数据看实验教学现状

对于（1）、（2）两个问题，主要是想关注一下，学生对物理学科和对物理实验的喜爱程度是不是正相关.从数据可以看出，喜欢物理学科的学生，男学生明显高于女学生.但是在对物理实验的喜爱程度上，明显看出与性别基本无关.

从这两个问题数据可以看出，就学科与实验相比，实验在学生心目中，特别是在女学生心目中有比较高的位置.

对于第（3）个问题，主要是关注在实验室进行的学生实验，从数据可以看出，50%左右的学生能将大部分实验都完成，女学生在实验中比较认真，更能按照教师的要求去完成实验.不认真做实验的人数很少.从中可以看出，仅从操作层面上去看，学生对待实验的态度还是相当端正的.

对于第（4）个问题，主要是从学生的角度看物理教师对实验课与平时的理论课要求是否相同.从数据可以清晰地看出，前两个选项比率和达到97%，这个数据说明我们的物理教师其实是“重理论”而“轻实验”的.

对于第（5）个问题关注学生实验对物理知识学习的影响.从数据可以看出，绝大多数学生对做物理实验会影响到对物理理论的认识持认同态度.

对于第（6）个问题，主要是关注学生对课外小实验的实践程度.从这份调查数据可以看出只有极少数学生真正去动手做过小实验，说明如果教师没有相应的检查或督促措施，小实验的作用只会停留在表面上.

对于第（7）个问题，是想关注学生学过物理后有没有自己去设计、去动手实验的欲望.从数据可以看出，只有少数学生在这方面进行过探索，这也是学生动手能力不理想的原因所在.

对于第（8）个问题，是想看一看，自己想拥有科学实验室的兴趣.从中又可以看出不管男、女学生，其实还都是想在科学实验上花一定的时间和精力.做出一定的探索的.但为什么在现实中，却无人动手去做呢？这是很值得我们去深思的问题.

3.3 从对非选择题学生的回答看实验教学的现状

关于问题（9）学生的回答及分析：学生回答集中在这样几个科学家身上：伽利略、法拉第、牛顿、爱因斯坦、卡文迪许、居里夫人、卢瑟福、奥斯特、焦耳等.

设计此问题的想法是要学生区别理论物理学家与实验物理学家.每当物理学发展到关键阶段，总有一批科学家通过物理科学实验来解决理论问题.这些在中学物理中都有详尽的介绍，大多数学过物理的人都应该知道，题目仅要求能写出一个名字即可，应该是一个比较低的要求.

从学生的回答可以看出，很多学生不能区别哪些是实验物理学家.学生在书写科学家的名字时，错别字非常多，这也是值得我们物理教师注意的一个问题.

关于问题（10）学生的回答及分析：这是接着第（9）个问题的，学生的回答集中在法拉第的电磁感应实验、卢瑟福的α粒子散射实验等等.

这个问题大多数学生都进行了回答，说明对这些物理学经典实验还是有一定的认识和了解.

关于问题（11）、（12）学生的回答及分析：这两个问题的设计目的都是为了了解学生对物理实验常识的掌握程度.

对于问题（11），主要的回答有以下几种：① 水果；② 水果及金属片；③ 水果及两种不同的金属片；④ 水果、导线、电流表、电压表等；⑤ 偏酸的水果（如柠檬）及两种不同材料的金属片；⑥ 什么都不写（占40%以上）.

从学生的回答可以看出，学生对水果电池的原理能够正确理解的并不多，能回答出⑤的学生少之又少.

对于问题（12），主要的回答有以下几种：① 磁铁；② 磁铁及电源；③ 磁铁、电源、导线；④ 磁铁、铁架台、开关、电源；⑤ 磁铁、通电导线；⑥ 什么都不写.

大家都知道，最简单的电动机只要有磁铁和通电导线即可，也就是说只有上面第⑤种回答比较符合问题要求.

这两个问题不少学生没有回答，但从学生回答的情况可以看出，能写出比较合理答案的学生非常少，反映了我们的学生寻找“实验的本质”的能力还比较差.

关于问题（13）学生的回答及分析：螺旋测微器是高中物理实验考核中经常遇到的一个测量仪器，出现的频率非常高.但每次遇到这类试题，错误都非常多.是什么原因造成了这种局面呢？

典型的回答有这样几种：（1）长度等于主尺上长度加上螺旋刻度×0.01mm；（2）利用螺旋的转动，将直线距离改成螺旋进行显示；（3）将螺旋每旋转1周，螺旋在主尺方向上前进后后退0.5mm，螺旋上有50个小格，每1格对应0.01mm；（4）会读数，不知道原理；（5）什么都不写或直接写“不会”（占60%以上）.

从学生的回答可以看出，绝大多数学生见到螺旋测微器只知道去读数，去考虑小数点后面需要读出几位.由于不知道原理，所以只好用教师曾“强加”给出的读数方法死记硬背，这也是这类问题在历年来的高考中不断出错的主要原因.

对于问题（14）学生的回答及分析：这个问题也是笔者曾当面与几位学生交流的主要问题.不少学生还是提出了一些比较中肯的建议.例如：课堂上多做一些演示实验；教师的演示应尽量让所有学生都看清楚；希望在周日下午开放学校实验室；教师要指导学生完成一些课外实验；多设计一些实验来提高学生学习物理的兴趣；直接进实验室进行操作考核等等.

4 由问卷调研分析引发的思考

4.1 物理教材该如何体现实验的重要性

教材是物理实验教学的主阵地.最近几年随着新课改的逐步推行，我们发现教材对实验的要求也有了一定的变化.原来教材中的学生实验大多数是验证性实验，并且是安排在书后单列，规定学生到实验室去完成，必须上交实验报告.但现行的教材大都是将实验穿插在理论课的教学之中，这样就会有不少“急功近利”的教师根本就懒得带领学生去做实验，而是用“讲”来代替过去的“做”，用“题目练习”来代替过去的“实验发现或验证”.这样的实验课当然得不到学生的认可，更不要说提高学生的实验能力了.

在现行的教材中，将原来的许多实验改成探索性实验，但由于硬性要求并不是太高，这就导致了这种“探索”形同虚设.不少教师往往先通过讲解，直接告诉学生要探索的结果，再与学生一起进行“笔头实验”的练习，这样下去能达到什么效果呢？

从调研问卷中还可以看出，教材提供的课后小实验学生基本上不去做的，这部分精心编写的东西就失去了它应该具有的作用.笔者建议在大型的考试（如高考）中，应该让真正做过这些实验的学生才能得到相关的成绩，这样就能引起教师和学生对这块“阵地”的重视。

4.2 加强物理实验教学不能停留在口头上

应该讲，绝大多数物理教师都从内心承认物理实验的重要性和在教学中的作用，但能够在实际的教学中一直拥有“实验思维”的教师却不是太多的.

笔者曾在网络上看到过耶鲁大学普通物理《电学》第1课的视频.在70min的时间里，教授精心准备了几十个小实验来说明问题，里面用到一些先进的实验仪器，但大多数是身边就能找到的实验器材.整个教学过程中学生笑声不断，而趣味性、思考性都融入在其中了.这样的课堂教学，学生会心不在焉、学不到知识吗？

我们的物理实验教学不应再停留在口头上了，要让教师真正行动起来.同时也希望上级部门在对教师进行培训时多进行实验研究方面的指导和训练，重点培养教师的实验意识、实验习惯及其技巧.

4.3 物理课堂教学中一定要多给学生动手实践的机会

据报道，中国中学生的计算能力、思维能力在全球同年龄段的学生中排名很前，而动手能力及创新能力却排名最后，这些也可以从我们物理教育中看出一点端倪.

可以说，许多孩子都是怀着对物理学的憧憬而走进初二物理课堂的，物理世界的奇妙深深地吸引着他们.但很快他们就会发现，物理远没有他们想象的那样好“玩”，每天就是背诵一些知识要点或者实验的注意事项，要么就是不断地做题去强化一个知识点.这样做的结果就是使孩子慢慢地害怕物理、讨厌物理，甚至失去对物理的学习兴趣.

笔者作为高中教师，经常非常困惑，那些在中考物理平均分都要达到95分（满分为100）以上的孩子，为什么一到高中马上就变得“一无所知”.在这95分里面，大量的控制、限制思维的训练到底起了多少作用？如果能把这些时间抽出一些来，让学生自己去设计实验、去动手实验，何愁培养不出动手能力强、创新能力高的孩子.

4.4 在目前教育的大背景下，物理教师可以做出的一些改革

所有人都在批判专为考试的教育，本文不想在这方面进行探讨，也不想去改革什么，但作为一线的中学物理教师，对于实验教学我们可以着力地去做些什么呢？

（1）教师自己一定要真正树立实验意识.

只有教师自己有实验意识，才能培养出有实验意识的学生.在实验课上，要让学生意识到教师对物理实验的虔诚.平时教学中涉及到物理学史上重大历史的转折时期，要浓墨重彩地介绍实验科学家所作出的巨大贡献，从而强化学生的实验意识.

在物理教学过程中，只要能够用实验解释的实际问题或理论问题，就应尽量少用语言描述.实验重点在过程，不必过分强调结果.使学生在实验探究中经历知识的发现过程，掌握科学的研究方法.使实验教学真正起到培养学生的创造能力、解决问题的能力、提高科学素养的作用.

（2）将实验课堂真正还给学生.

要相信学生，给他们探究课题，让他们去研究，总有学生能最后得出一些结果的.其实有时候结果并不是那么重要，我们学生需要的是这种探索、探究的过程，这不也正是新课改所倡导的吗？

（3）引导学生开展课外小实验活动，还可将它们变成演示实验并带领学生去做好.

笔者在执教高二物理“电磁感应”的一部分内容时，就将课后的导线切割地磁场的小实验，带领学生在操场上去完成.实验成功后，让学生分析需要什么条件才能使实验成功，让电流计的读数更大一些，以及如何选择实验器材等等.笔者相信，这样的课外小实验的实施过程，远比在课堂上“讲实验”的效果要好得多.

（4）及时、适当地开放学校实验室.

学校实验室的作用不应是一个器材仓库，更应该成为师生在课上、课下最愿意去的地方.每当学校有新仪器购进时，就应给学生展示一下它们的奇特作用.同时要倡导学生自行设计实验，到实验室去探究、验证.

笔者相信，只要我们用实际行动扎实地去做，中学物理教学一定能回到真正重视实验、好好做实验的正确、科学的轨道上来.

附录

中学物理实验调查问卷

您的性别______

同学们，自从初二开始物理学习以来，已经接近5年的时间，物理学科也许给你带来了许多酸甜苦辣，不管是爱也好、恨也好、怕也好，毕竟这门学科已经伴随我们5年了.今天我们从关注物理实验的角度来一次专项调查，希望您能够认真完成本问卷上的问题，谢谢！

（1）你喜欢物理吗？

（A）喜欢. （B）一般. （C）不喜欢.

（2）你喜欢做物理实验吗？

（A）喜欢. （B）一般. （C）不喜欢.

（3）从初二开始，每次在物理实验室进行的学生实验你都能认真完成吗？

（A）都能.

（B）有时能.

（C）绝大多数都没有好好去做.

（4）你认为你遇到的大部分物理老师对待实验课和平常的理论课，要求一样吗？

（A）一样.

（B）对理论课要求高.

（C）对实验课要求高.

（5）你认为在实验室做学生实验对提高物理的认识有用吗？

（A）很有用. （B）有点用. （C）基本没有用.

（6）物理书本上提供了许多可以在家里就能完成的课外小实验，你试着去做过吗？

（A）基本都做过.

（B）做过一些.

（C）基本没有动手做过.

（7）你有没有自己设计并动手做过课外物理小实验？

（A）设计过也做过.

（B）设计过但没有去做过.

（C）没有想过这件事.

（8）看国外影视作品里面，好多小主人公都有自己的实验室，如果条件许可，你有兴趣拥有自己的科学实验室吗？

（A）有兴趣. （B）没有兴趣.

（9）你能写出一个实验物理学家的名字吗？

（10）你能写出一个影响物理学进程的著名物理实验吗？

（11）如果要你设计一个电学中常提及的水果电池，请你写出需要准备哪些器材？

（12）如果要你设计一个最基本的电动机模型，请你写出需要准备哪些器材？

（13）你能解释一下螺旋测微器的测量原理吗？

（14）你能提出一些关于物理实验方面的合理化建议吗？