高中物理实验教学现状调查及启示①

徐志燕 胡晓雄

(1. 浙江省杭州学军中学教育集团文渊中学，浙江 杭州 310000；2. 浙江省杭州学军中学，浙江 杭州 310000)

1 引言

2018年教育部颁布了《普通高中物理课程标准(2017年版)》，新的物理课程标准以提高学生的物理学科核心素养作为课程目标。物理学科核心素养是学生通过物理学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力，包括四方面内容：“物理观念”“科学思维”“科学探究”和“科学态度与责任”。[1]

物理实验教学是培养学生核心素养的重要平台，笔者针对教师、学生进行了高中物理实验教学现状调查，以期能得到对实验教学有用的启示。

2 高中物理实验教学现状调查及分析

笔者通过问卷调查、访谈等方式，从学生和教师层面进行调查与分析。

2.1 学生层面

课题组对同一学校高一年级两个班的80名学生进行了问卷调查，收到76份有效问卷。经过统计分析后，得出以下结论。

2.1.1 学生对物理实验的态度

有71.9%的学生认为自己“非常喜欢和喜欢物理实验”，表明物理实验在学生中比较受欢迎。但仅有45.1%的学生认为“物理实验很重要和重要”，表明受到应试教育体制的限制，尽管学生对物理实验有较高的热情，但认为物理实验对考试的帮助作用并不明显，故学生并没有非常重视物理实验，这就说明在实际教学中，物理实验并没有发挥出应有的作用。

关于“通过物理实验，所取得的最大收获”调查结果如图1所示，选择“实验有助于知识的记忆和理解”的学生有65.2%，选择“探索新事物的欲望得到增强”和“解决实际问题的能力得到提高”两个选项的学生共计26.8%，有8.0%的学生认为在物理实验中自己“收获很小”，表明学校当前的物理实验教学水平有待提高，通过实验仅能起到巩固课本知识、掌握基本物理知识的作用，距新课标中所指出的提升学生探索精神、分析综合能力和解决问题能力的要求还有相当的距离。

图1

关于“最不喜欢的实验类型”,32.5%的学生认为“实验现象不易观察”，而45.5%的学生认为物理实验步骤过于繁琐，需要较高的操作技能。由以上数据可知，在应试教育的背景下，学生对于物理实验的认知还有待深入，学生把实验过程看作是简单的机械操作，按照教师规定的步骤完成实验，欠缺对实验设计的思考和实验现象的归纳，分析实验结果、基于证据得出结论的能力还需要进一步提高。

2.1.2 学生对物理实验的期望

关于“实验前学生对教师讲解程度的期望”，“期望教师简单解释一下注意事项和核心步骤，实验后续步骤由学生自主完成”的学生占到60.2%，有39.8%的学生认为“教师应该尽可能将实验原理、具体操作、注意问题和预期结果详细地讲解给学生，然后学生一步步地按照要求操作”。

如图2所示，关于“希望将来做的物理实验”，学生更倾向于实验可以“紧密联系生活”和“与前沿科学技术相接轨”，占比分别达到56.2%和60.5%,还有41.5%的学生认为实验课程应该“能提供自己动手制作条件”。

图2

2.1.3 物理分组实验现状

关于“评价所在小组成员在实验过程中的表现”，由图3可知，仅47.3%的学生认为小组成员能够“分工合作”和“轮流实验”，30.6%的学生表示是“一至两位学生操作，其他学生旁观”，22.1%的学生表示从未参与过实验操作。通过与学生的面谈发现：学生本身具有较高的实验兴趣和热情，但实验条件有限，再加上学生在相互交流、团结协作过程中面临许多问题，导致学生不能充分发挥自己在团队中的作用。只有极少数的团队能够合理安排分工任务，通过合作顺利完成实验任务。此外，许多学校在实验器材配备方面缺乏投入，在某些实验中，由于学生人数较多，只能两两一组轮流完成实验，前面进行实验的学生一旦把握不好时间，会直接影响后面学生。同时学校没有一套科学的考核体系来对学生实验进行考核，仅利用实验报告来评判学生的实验情况，学生即使没有真正做实验，也能做出一份完整的实验报告，容易造成学生实验积极性的下降。

图3

关于“实验过程中如果出现新的问题或现象，该怎样面对或解决”的调查结果如图4所示，有30.6%的学生认为自己会在实验课外继续探究；认为实验时间不够充分，课外也很难继续探究的学生占比为40.4%；有13.0%的学生在实验过程中基本没有遇到过新问题，即使有新问题出现，教师的不重视态度也会导致学生丧失继续研究的热情。由此可知，实验过程中出现的新问题会大大引发学生的求知欲，会使他们产生强烈的成就感和探究热情，教师应该把握好这一时机，鼓励他们通过自主学习来探索和解决问题。同时对学生的探究进行引导，给予他们进一步发现和探究问题的勇气和信心，并为他们创造一个良好的探究环境。另外，近17%的学生几乎不能发现问题，说明他们的发现能力、观察能力、综合分析能力有待提高。

图4

“当实验结果与理论不符时，如何处理？”大部分的学生选择“会分析讨论产生误差的原因，但不会进行深入研究，也不会重新做实验”，部分学生甚至不愿花更多时间进行分析，直接忽略实验误差，只有极少数学生会认真分析产生误差的原因，通过优化实验方案等途径重新进行实验。在实际教学中，当学生发现实验结果出现偏差，没有达到理论预期结果时，起初会显示出探究兴趣，寻找误差出现的原因，但当他们了解到误差原因可从课本上找到明确答案后，这种探究兴趣便随之消失。因此，适当开展探索型实验，可提升他们的探索热情和学习兴趣。

2.2 教师层面

笔者对多位来自不同学校的任课教师、实验教师和有关领导进行了访谈，访谈内容主要涉及三个问题，再结合教师们在实际教学工作中遇到的问题，得出以下结论。

2.2.1 教师关于开展物理实验的态度

调查的教师一致认为：在物理教学中，物理实验占据“很重要”或“较重要”的地位，由此可见，教师们已认识到实验在物理教学中的关键作用。但大多数教师对目前学校开设物理实验的实际做法存在质疑，首先，在应试教育的背景下，分数成为衡量学生成绩的重要标准，为了提高学生成绩，教师们不得不尽量缩短学生的实验时间；其次，学生自身也非常看重考试成绩，不敢或不愿将过多时间投入到实验研究中。参与物理兴趣小组的学生才会在学习之余，去实际操作一些小型物理实验，但在面对考试压力时，他们也不得不减少或取消探究活动。

2.2.2 教师是否真正理解新课标的核心内容

由调查结果可知：相当一部分教师不能完全领会新课标的核心思想，他们认为鼓励学生多做实验、教会学生熟练使用实验仪器、提高学生动手操作能力等就是新课标的基本要求，这样的现状会限制物理实验教学改革的深化。

新课程改革鼓励教师将传统实验向探究实验转变，但实际操作中仅有9.9%的教师真正做到这一点，大部分教师为了使学生获得较高分数，将短时间内很难获得成效的探究型实验时间一再压缩，将大量精力投入到研究物理实验考试题型上，在实际教学中不愿意花费时间调动学生对物理实验的热情和积极性。这就表明在课程改革过程中，教师们并没有展现出较高的积极性，他们本身对实验教学缺乏研究。

2.2.3 物理实验教学设备的配置情况

大多数学校在物理实验设备配置方面的投入较高，一些最新研制的仪器设备也较常见，但学校实验室仅在分组实验时开放，其他时间学生很难进入。实验教师会根据课程安排来配置仪器设备，学生很少有机会自主设计实验，并未充分利用实验设备。

3 物理实验教学建议

3.1 转变观念，让实验探究在课堂落地生根

在访谈中，有教师表示实验的确对学生探究能力的培养具有重要作用，但在应试教育背景下，他们更多还是关心考试说明的变化和学生成绩。物理教师对实验的固有观念尚未转变，他们深受应试教育体制的影响和限制。因此，通过探究式物理实验教学，激发物理教师对教改的热情和认知，对深化课程改革十分必要。

3.2 重视实验，教师从每一点细节做起

为了改变教学现状，教师在平时的教学中首先自己要重视实验，在实验教学的每一个环节身体力行，给学生树立一个好的榜样，鼓励学生在探究环节中多动手、多动脑，树立起“实践是检验真理的唯一标准”的信念。

3.3 放手将课堂还给学生

通过调查分析可知：学生本身具有较高的求知热情和学习兴趣，对自然现象和生活事物充满好奇，他们希望可以自主寻找到生活现象背后的原理。只要我们能够把握好时机，制定科学合理的教育方略，每个学生都可成为研究者。在物理实验教学中，教师可以尝试开展探究式实验活动，要大胆地放手，在布置好探究任务的基础上，敢于将时间、空间交给学生。

3.4 拓展课外探究实验

在学校条件允许的前提下，利用课外活动课，可以开放部分实验室，让学生对感兴趣的问题展开实验探究，提高运用物理知识解决实际问题的能力。

物理实验教学的改革应从多方面展开，要紧紧围绕提高学生核心素养这一课程目标，通过改变教师观念和教学策略，提高学生物理实验能力，充分调动学生学习物理的积极性,提高学生的物理学科核心素养。