浅谈如何提高高中物理实验课教学

曾寄红

【摘 要】高中物理新课程把科学探究列为重要的课程内容之一，体现了物理新课程理念的重大转变。“科学包括知识、过程和知识的应用”。学习物理必须经历探究的过程，而物理实验是物理探究的重要载体。在高中物理新课程教材中出现了“说一说”、“思考和讨论”、“做一做”、“探究实验”、“问题与练习”、“大家做”、“广角镜”等众多栏目，这些无不涉及实验探究活动。可见，在高中物理新课程中，物理实验教学的地位得到显著提高与加强。

【关键词】高中；物理；实验；课堂教学

《高中物理课程标准》对学生的探究能力做出了详细而明确的要求：“能够发现与物理学有关的问题，对解决问题的方式和问题的答案提出假设，能够根据实验目的和已有条件，制定计划与设计实验方案，进行物理学实验的操作和用多种方式收集数据，会对实验数据进行分析处理，尝试分析假设与实验结果间的差异，能写出实验探究报告。”同时，明确提出了27项科学探究、物理实验能力的具体要求，其中确定研究问题、设计选择实验方案、数据测量、定量分析、探究创新等方面的要求比初中阶段都有显著提高。

一、物理实验教学中存在的问题

1.部分教材实验的设计不够科学

有些教材在安排实验的时机、实验的设计上存在明显不足。有些实验设计得不够严谨，如实验现象不明显、可操作性不强等。如选修模块中的“用油膜法估测分子大小”实验就存在以下问题：酒精油酸溶液的配置浓度标准难以掌握。配置的溶液浓度过大，形成的油膜层张力就会过大，油膜层会冲破漂浮在水面上滑石粉形成的区别界限，测得油膜層面积数据会远小于实际数据；而配置的溶液浓度过小，形成的油膜层张力过小，油膜层与漂浮在水面上滑石粉的自然界限区别不清，实验现象不明显，因而很难观测油膜层面积数据。

2.实验室及其仪器装备难以满足教学的需要

（1）实验室的间数和面积不完全达标。据调查，由于教育资源的快速优化和整合，西部省份高中每个年级的规模大多在15个平行班左右，有的年级甚至达到20个班，而具有四间左右实验室的学校在60%左右，有40%的学校只有两间实验室。（通过对西部省区部分学校的走访了解、取样统计测算后得到）实验室无法满足学生实验的需要。加上现在大多数学校班额较大，给开展实验和学生的活动带来了诸多不便，同时，还存在一定的实验安全隐患，遇到突发情况学生无法在短时间内快速疏散。

（2）仪器装备严重不足。教师反映学校急需新课程开设所需的实验仪器和装备，主要是必修课程所需的一些传感器和数字化设备。如运动传感器、力传感器、电压传感器等各种传感器，与此相配套的计算机和绘图软件等。但是，由于这些新器材价格极其昂贵，一些学校囿于财力在短期时间内难以配备齐全。

（3）实验仪器经费不足。目前绝大部分学校购置器材设备的经费都是由学校自己筹措负担的，教育部门投入较少。物理仪器设备价格极其昂贵，学校受自身财力的制约，只有三分之二的学校能够做到随时补充。离开仪器装备的有力支持，一些物理实验就难以开展。

3.教师的实验技能难以满足课程的需要

部分物理教师的实验技能不足。面对许多新增的实验，如借助传感器用计算机测速度，用数码像机记录平抛运动的轨迹、用传感器和计算机研究平抛运动的装置、大量传感器的使用等，教师由于缺乏使用这些新仪器设备的技能和培训，根本不熟悉这些仪器设备的使用方法，开展相关实验缺乏经验同时，不少学校的实验教师数量不足也直接影响到实验教学。据调查，目前2/3的学校有专职物理实验员，1/3的学校有兼职实验员，但根据学校的现有班级数，即使有专职的实验员，实验员数量也不能随学校班级的增加按一定的比例增加。面对新课程众多的现代化实验内容，没有一定数量、受过现代实验技术培训的实验教师队伍是很难胜任的。

二、改进高中物理实验教学的策略

1.完善教材中的实验设计

（1）增加一些有关与物理实验仪器装备组成结构名称、功能作用的内容。高中物理新课程标准指出：仪器装置是一种重要的课程资源，其内涵不仅包括物理仪器装置所蕴含的物理原理、物理思想，同时，也包括仪器装置各部分的结构名称、功能作用及传递的文化内涵等，这样做，不仅促进了教师对仪器装备结构组件名称和作用表述的规范性和标准性，也有利于提高学生对课程资源的综合利用能力和实验文化素养，而现行教材中这样的问题几乎是空白。

（2）基于实验过程设计实验问题。物理新课程强调的是培养学生的实践操作能力，而在实验问题的设计上就要考虑尽可能地紧密结合实验过程，以具体的实验方法、实验过程和实验情景为素材，加深对原始实验的拓展和开发能力，这样有利于培养学生的实验操作、实验分析和综合能力。

（3）基于大多数学校的器材配备实际设计实验。由于物理新课程所需仪器装备经费巨大，一般学校都是根据实验的急需情况逐年分期分批配备的，教材上有些问题与学校实际仪器差距较大，对学生就会产生一种陌生感，也不可能达到新课程所要求的实验目标，因此，在新教材问题的编写中还不如适当设计一些与大多数学校实际仪器为原型的问题，教学效果会更明显。

（4）根据仪器装备的常见故障设计一些探究实验问题。为了抓住学生的心理，立疑激趣，可以利用仪器装备使用中常出现的故障毛病设计一些实验问题，既有针对性、又有实效性，可以有效地激发学生的探究情绪，培养学生的探究创新能力。如笔者所带的学生在做必修2《验证机械能守恒定律》的实验时，有几个组的电磁打点计时器在纸带上打出的“迹点”是双点，实验结束后教师组织学生一起探究解决这个问题，到底是什么原因造成的？通过对这个问题的探究，学生的探究兴趣浓厚，信心大增，有效地培养了学生的实验探究意识。再如有的学生所接电路中，电压表、电流表的指针为什么会倒转？当把多用电表的开关拨到电阻档、红黑两个表笔短接后，电表的指针却不指向电阻的“0”刻度线处，而是离“0”刻度线有一定的夹角，试分析原因等。

2.加强物理实验室的资源配置

（1）提高物理实验室建设和仪器装备的标准。新课程实施以后，教育部颁布了《高中理科教学仪器配备标准》，它和《中小学实验室装备规范》一起构成了新课程高中阶段实验室建设和仪器配备的新标准。尽管这两个文件都是针对新课程物理实验的变化而制订的，但是相关的规定仍然无法满足急剧增加的物理新课程实验要求。

（2）确立整体解决的思路，保障实验顺利开出。完成高中物理实验，不但需要仪器与仪器的配合，而且需要仪器与装备、仪器设备与维修技术等的紧密配合。因此，装备部门、教育部门、学校在投标采购时最好采用整体解决的思路，从实验室的规划设计、装备的组装和调试、配套的有关附属设备，再到技术支持、培训维修等相关内容，整体招标，特别要与教学仪器企业建立长期稳定的协作关系，建立仪器设备出现质量问题的追究制度。

3.强化实验教师的技能培训

物理实验员是中学物理实验教学工作的具体准备者和策划者，其工作责任心和业务水平的高低，直接影响到学校物理实验教学的质量。物理新课程实施后，有相当数量的学校认为，课程改革只是任课教师和学生的事，与实验教师无关。实验教师既无培训学习的机会，也无参观交流的机会，这无疑限制了实验教师的视野。实验教师无法获得对一些先进仪器装备的感性认识，对学校仪器装备管护和使用方法的了解，实验技能的提高只能凭自身的努力。只有对实验教师进行有效的、多角度、全方位的技术培训和交流，才能更有效地开展实验教学活动。