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改革中學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)的嘗試
中學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)如何進(jìn)行改革？筆者根據現代教育理論，結合中學(xué)物理教學(xué)實(shí)行進(jìn)行了一些嘗試，制定了整體改革方案，這個(gè)方案的指導思想是：改革傳統的教學(xué)觀(guān)念，強調實(shí)驗教學(xué)的整體功能，突出構成整體的各個(gè)要素的相互作用，從而全面提高學(xué)生的能力。為了搞好整體改革，筆者首先從觀(guān)念上進(jìn)行更新，改變傳統的思維方式，建構了思考問(wèn)題要有整體觀(guān)念，從整體出發(fā)又以整體力歸宿的思維方式。其次，摒棄了傳統的質(zhì)量觀(guān)，以培養高素質(zhì)，全面發(fā)展的人才為目的，代替過(guò)去只強調智育發(fā)展，圍繞“兩考”（高考、中考）轉的質(zhì)量觀(guān)。在改革試驗中，我們始終以全體學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的作用，把整個(gè)教學(xué)過(guò)程看成是師生共同合作共同探索的過(guò)程。整個(gè)教學(xué)讓學(xué)生意識到自己是學(xué)習的主體，自覺(jué)動(dòng)手、動(dòng)腦。
在整體改革試驗中，我們堅持教學(xué)的科學(xué)性原則，根據系統論原理——整體大于各部分的總和，結合學(xué)生的認知規律，實(shí)驗教學(xué)的完整性規律，把組成整體結構的各個(gè)要素有機地組合起來(lái)，在總體上通盤(pán)考慮。這樣，注意各要素的功能，而且更注意各部分相互聯(lián)系形成整體結構的新功能。
我們還把課內和課外融為一體，把演示實(shí)驗和學(xué)生實(shí)驗統籌安排，把小制做、小發(fā)明、實(shí)驗競賽、專(zhuān)題講座適時(shí)調整。在實(shí)驗內容上把科學(xué)知識、生活知識全面考慮、互相滲透，把獲取知識、科學(xué)觀(guān)察、獨立操作、培養實(shí)驗技能、發(fā)揮聰明才智安排于合理的結構中，充分發(fā)揮了各部分互相聯(lián)系、互相作用的整體功能。
經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐探索，我總結了比較優(yōu)化的物理實(shí)驗教學(xué)框架，下面就是這個(gè)框架的要點(diǎn)。
一、進(jìn)行多項實(shí)驗活動(dòng)，建立立體交叉體系
如前所述，物理實(shí)驗教學(xué)總的效果并不等于各個(gè)要素效果的機械總和。物理實(shí)驗教學(xué)的各個(gè)要素分為由課內到課外，由演示實(shí)驗到學(xué)生自制教具和學(xué)具等六 個(gè)方面。在實(shí)驗中，我們把這六個(gè)要素進(jìn)行綜合分析，認為課堂教學(xué)、學(xué)生實(shí)驗、教具學(xué)具的制做、小發(fā)明和小創(chuàng )造、實(shí)驗競賽、專(zhuān)題講座六個(gè)要素組成的實(shí)驗教學(xué)系統的總功能不是各個(gè)部門(mén)各自直接地、單獨地體現出來(lái)的。而是通過(guò)它們之間的特殊聯(lián)系間接地、綜合地表現出來(lái)。例如，在《浮力》這一章的實(shí)驗教學(xué)中，我們首先讓學(xué)生自制學(xué)具——一個(gè)茶水杯，幾塊形狀不相同的木塊，一塊鐵皮。
在課堂教學(xué)中，教師利用演示實(shí)驗，調動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生興趣，并根據教學(xué)進(jìn)度，不斷提出問(wèn)題，如，形狀不同的物體受到的浮力相同嗎？鐵皮放在水里，它一定會(huì )沉入水底嗎？同一物體分別放在水里、煤油里，它露在液面上的體積相同嗎？等等。課堂提出問(wèn)題，要求學(xué)生利用自制的學(xué)具在課外活動(dòng)分小組進(jìn)行實(shí)驗，回答上面提出的問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)自己做實(shí)驗得出正確的結論，興趣很高，增添了學(xué)生積極進(jìn)行實(shí)驗的信心。在學(xué)完了這一章以后，教師還進(jìn)一步提出，浮力在生活、生產(chǎn)中的運用有哪些？一公斤的水能浮起二公斤的物體嗎？裝在船里石頭，卸一部分在水池子里，水面會(huì )上升嗎？等問(wèn)題。要求學(xué)生通過(guò)觀(guān)察生活或自己動(dòng)手回答問(wèn)題。這樣，通過(guò)課內、課外，演示實(shí)驗和自己動(dòng)手做實(shí)驗的有機聯(lián)系，學(xué)生既學(xué)到了物理知識，又會(huì )運用于生活，更重要的是培養了學(xué)生利用物理實(shí)驗解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這些效果只有通過(guò)整體結構這個(gè)實(shí)驗教學(xué)體系才能取得。單靠演示實(shí)驗，學(xué)生實(shí)驗在有限的時(shí)間內是難以達到的。因此，每個(gè)學(xué)期，根據教材進(jìn)度制定教改方案，確定總體目標，建立配套的組織和確定專(zhuān)人負責。
使各個(gè)部分為達到這個(gè)目的要求而采取相應的措施。從而發(fā)揮整體結構的優(yōu)勢。
二、抓好課堂內的實(shí)驗教學(xué)，寓實(shí)驗課改革于趣味之中
實(shí)驗教學(xué)能否達到最優(yōu)目的，系統各部分能否協(xié)調運轉，關(guān)鍵的問(wèn)題是看我們在課堂教學(xué)中能否引起學(xué)生較大的興趣。如果學(xué)生對實(shí)驗感到乏味，那是難以達到目的的。興趣的培養必須是通過(guò)多種途徑，多種形式綜合進(jìn)行。物理學(xué)科是一門(mén)實(shí)驗科學(xué)，我們把中學(xué)物理的42個(gè)學(xué)生實(shí)驗，700多個(gè)演示實(shí)驗，逐一研究，在揭示物理規律的原則下，每一個(gè)實(shí)驗都做一些趣味性改進(jìn)。如在演示水的不善于傳熱的實(shí)驗時(shí)，把事先準備好的小魚(yú)放到試管底部，然后在試管上部加熱使水沸騰時(shí)，魚(yú)卻在管底沒(méi)有什么異樣。學(xué)生感到十分驚奇。從而引起了學(xué)生的興趣，增添了學(xué)生學(xué)習知識的積極性。為了充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，在演示實(shí)驗時(shí)，我們吸收少數學(xué)生參加演示實(shí)驗，為做學(xué)生實(shí)驗時(shí)培養了一批骨干。這樣在演示實(shí)驗時(shí)，同學(xué)們觀(guān)察十分認真，收到良好的效果。
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三、以學(xué)生實(shí)驗為主要內容，培養學(xué)生實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)
通過(guò)演示實(shí)驗調動(dòng)了學(xué)生的積極性，同學(xué)們躍躍欲試，但由于課堂時(shí)間限制只能吸收少數參加。在這種情況下，學(xué)生對學(xué)生實(shí)驗就非常重視了。我們除了讓學(xué)生做完課本上的學(xué)生實(shí)驗外，還通過(guò)制做教具、學(xué)具，把許多演示實(shí)驗也改成學(xué)生實(shí)驗，給學(xué)生提供了自己動(dòng)手動(dòng)腦的機會(huì )。如演示浮力的大小，電流強度跟電壓的關(guān)系等實(shí)驗。在實(shí)驗過(guò)程中，我們除了要求學(xué)生用科學(xué)的態(tài)度做好實(shí)驗外，更重要的是要求學(xué)生寫(xiě)出實(shí)驗報告，這是將感性知識上升為理性認識的一項重要工作。通過(guò)認真檢查學(xué)生的實(shí)驗報告，促使學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中，正確理解原理，明確實(shí)驗目的，認真設計步驟，詳細記錄數據，分析實(shí)驗結果。特別是一些實(shí)驗出現了誤差后，要求學(xué)生認真討論，分析產(chǎn)生誤差的原因。使學(xué)生逐步形成了一 種嚴肅認真，一絲不茍的學(xué)風(fēng)。
四、把課外活動(dòng)納入實(shí)驗教學(xué)的范圍是實(shí)驗教學(xué)改革的重要環(huán)節
為了從多方面培養學(xué)生做物理實(shí)驗的興趣，在學(xué)生掌握了一些基本實(shí)驗技能后，應按統一計劃，組織好課外活動(dòng)，配合課堂實(shí)驗教學(xué)，具體措施，一是根據教材實(shí)驗特點(diǎn)和青少年的心理要求，精心設計課外活動(dòng)的內容。做到既注意內容和形式的統一，又注意活動(dòng)的趣味性。保證兩課的內在聯(lián)系。二是抓好落實(shí)，一 學(xué)期的實(shí)驗內容要事先確定，建立活動(dòng)小組，安排好輔導老師，以保證課外活動(dòng)經(jīng)�；�、制度化。
例如：在學(xué)習液壓機前，借來(lái)油壓千斤頂，利用課外活動(dòng)操作給學(xué)生看并讓學(xué)生自己操作，在學(xué)了光學(xué)后，指導學(xué)生自制望遠鏡、潛望鏡等等。這樣把課內和課外內容銜接好，課內課外就能相互補充。
此外，利用課外活動(dòng)這塊陣地，我們還舉行了許多別開(kāi)生面的專(zhuān)題講座、專(zhuān)題答辯會(huì )、科技信息講座、小制作、小發(fā)明等，對促進(jìn)實(shí)驗教學(xué)起到了很好的作用。
五、舉辦綜合性實(shí)驗競賽，將知識性、趣味性、科學(xué)性和群眾性融為一體
為了鞏固實(shí)驗教學(xué)的質(zhì)量，使課外活動(dòng)具有更大的吸引力，每學(xué)期定時(shí)舉辦兩次規模較大的實(shí)驗競賽活動(dòng)。如：每學(xué)年秋季，當初三學(xué)生學(xué)完了電學(xué)知識后，舉行一次“自制直流電路接線(xiàn)板”的競賽活動(dòng)，要求在規定的時(shí)間內，同時(shí)用串、并混聯(lián)方法把三個(gè)燈泡接亮，?方法是以班編隊，每隊若干人。舉行物理實(shí)驗60m接力賽。分別接力領(lǐng)取試題，畫(huà)電路圖，安裝，讀數，優(yōu)勝者給予獎勵。在這一 活動(dòng)中，初三學(xué)生人人動(dòng)手就地取材，自己設計安裝，自己測試評價(jià)，當電路接通，小燈泡以各種明暗程度發(fā)光時(shí)學(xué)生們都歡呼雀躍。這樣既增加了學(xué)生學(xué)好電學(xué)知識的信心，又培養了學(xué)生集體主義的思想和設計能力。特別是有自卑心理的差生，當發(fā)現自己能夠設計比較合理的電路圖，迅速安裝電路時(shí)，一種我不比別人差，我能學(xué)好物理的自信心油然而生。除了在初三年級舉行外，還在二年級和高中一年級進(jìn)行“小制作”，“小發(fā)明”競賽活動(dòng)，五分鐘的實(shí)驗操作競賽活動(dòng)，一分鐘實(shí)驗題競賽活動(dòng)。
六、引導學(xué)生日制學(xué)具、教具，參加“小發(fā)明、小制做”活動(dòng)，培養創(chuàng )造型人才
引導學(xué)生進(jìn)行發(fā)明創(chuàng )造，參加自制學(xué)具、教具的活動(dòng)，一方面可以鞏固課內實(shí)驗所學(xué)的知識和初步掌握的基本實(shí)驗技能，更重要的是培養了學(xué)生的創(chuàng )造能力。
在這個(gè)活動(dòng)中，學(xué)生們大膽設想認真設計，精心操作，這是傳統的教學(xué)過(guò)程無(wú)法達到的。每學(xué)年開(kāi)始，在各個(gè)教學(xué)班成立自學(xué)小組，進(jìn)行超前預習，引導他們自做學(xué)具、教具，鼓勵他們創(chuàng )新。在這一活動(dòng)中，應始終堅持真（原理科學(xué)）、新（設計新穎，采用新技術(shù)）、美（設計簡(jiǎn)單合理，主次分明），在整個(gè)活動(dòng)中自然形成以學(xué)生為主體，并由一批骨干隊伍帶動(dòng)，發(fā)展到全班學(xué)生紛紛動(dòng)手，大大提高了學(xué)生的實(shí)驗技能和理論水平豐富了學(xué)生的課外活動(dòng)的內容。幾年來(lái)師生共同研制成功學(xué)具、?教具500多件，價(jià)值1800多元，如帕斯卡定律演示儀、磁偏角演示儀、電流方向演示儀等30多件具有創(chuàng )新和實(shí)用價(jià)值的儀器分別獲盛市二三 等獎，?還有100多件獲市科教委的發(fā)明創(chuàng )造獎。這些活動(dòng)，培養了學(xué)生的創(chuàng )造能力。特別是當學(xué)生用自制的學(xué)具演示物理規律時(shí)，態(tài)度十分認真，對儀器特別愛(ài)護這很自然地使學(xué)生進(jìn)入了“科學(xué)家的角色”，同時(shí)，一反往常，過(guò)去那些實(shí)驗紀律換散，操作馬虎，敷衍了事，隨意亂放儀器和損壞儀器的現象大大地減少了。
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