一、高中物理實驗教學的現狀

高中物理實驗及其教學是物理課程和物理教學的一個重要組成部分，它既是物理教學的重要基礎，又是物理教學的重要內容、方法和手段，在培養學生科學素養的教育中具有獨特的地位和全方位的功能。當前，高中物理實驗教學必須注意以下幾個問題，那就是：實驗教學的重視與加強，實驗設備的添置與更新，學生動手實踐能力、創新思維能力的提高。在物理實驗教學的課堂上，經常可以看到一些見怪不怪的現象，試舉三例：

現象一：媒體實驗就是學生通過媒體“看實驗”。過去的實驗“看黑板”，如今的實驗“看錄像”、“看投影”。令人難以理解的是，一些原本可以讓學生動手做的實驗卻用多媒體來展示，被稱為是“現代技術的運用”。

現象二：程式化實驗，雖然學生動手，但以單純的機械操作為主。學生根據教師講解的實驗目的、器材、步驟，像做廣播操那樣，按照規定的程式進行操作，去獲取教師（或書本）所要求得到的實驗數據（或實驗結果），而不需要去考慮實驗為什么要這樣做，怎樣去做，更不必考慮實驗中可能會存在什么問題，以及需要如何去解決。

現象三：試題實驗，就是學生用筆“做實驗”。由教師編制的大量實驗試題不僅增加了學生的學業負擔，而且挫傷了學生動手實踐的積極性，使實驗教學在“應試”的泥潭里越陷越深。

這些現象從一定程度上反映了高中物理實驗教學存在的問題，那就是“重知識、輕方法；重講授、輕活動；重結論、輕過程；重機械訓練、輕實質體驗”。長此以往，學生實驗學習的積極性必然會受到壓抑，實驗教學也將流于形式，事倍功半甚至勞而無功。由此想到，能否通過教師更新教學觀念，轉變陳舊的教學方式，促進學生物理實驗學習方式發生改變，使實驗教學走出困境?

二、高中物理實驗學習方式的改變

上海全面推進素質教育，二期課改提出“以改變學習方式為突破口，重點培養學生的創新精神和實踐能力”。從高中生的心理發展特點看，相對初中生，他們具有更為強烈的探究未知的動機，他們思維活躍，興趣廣泛，自尊心強，絕不會滿足于“按圖索驥”、“按方抓藥”式的實驗學習，因而改變陳舊的實驗學習方式是必然的、合理的選擇。

1.學生實驗學習目標的改變

實驗學習目標是學生實驗學習的靈魂。上海新課程方案將“態度與價值觀、過程能力與方法、知識與技能”三方面整合起來，作為各學科課程目標的共同框架，體現了新課程的價值追求，即由以知識為本位轉向以發展為本位。充分挖掘物理實驗的教育功能，研究制訂高中階段各個物理實驗具體的學習目標，使之成為實現知識、能力、態度有機整合的載體，并進一步形成高中物理實驗學習的總體目標，為物理實驗學習明確了方向。

如下表所示。其中：表1為高中物理實驗學習總體目標框架，表2為高二階段物理實驗學習目標的示例，具有較強的操作性。

2.探索有效的、多樣化的實驗學習方式

在物理實驗活動中，學習方式應該多樣化。單一、被動的實驗會使學生感到枯燥、乏味，必須增強實驗的趣味性、問題性、探索性和應用性。讓學生成為實驗活動的主人，教師成為學生實驗的組織者和合作者，而不是權威的講授者和示范者，特別關注學生親身的感悟與體驗。基于不同的學生對象和不同的實驗環境，這些形式可以選擇，各有側重，又互不割斷。各種形式舉例如下：

自主活動

通過學生自覺地參與實驗活動，確定實驗目標，制定實驗方案，選擇實驗方法，監控實驗過程，評價實驗結果，從而完成實驗任務。活動過程特別強調的是學生實驗的主動性，教師的作用是對學生實驗的困難提供必要的指導和幫助。

高一年級學生開展“落體運動加速度的研究”。要求學生二人一組，運用頻閃照相研究鋼球下落的加速度。學生必須完成以下任務：方案設計（直接測什么?如何測？）；裝置調試；標尺制作；實地拍攝；照片分析；實驗報告。教師提供的幫助：方案設計提示；頻閃技術指導；參與討論，提供器材，進行質疑，點撥思維。學生在實驗活動中扮演的是主角，以實踐者、研究者的身份積極參與，主動性得到充分的發揮。

合作學習

合作與交流是一種高效的學習方式。教師在實驗教學過程采用小組合作的學習方式，讓學生在合作交流中獲得知識，促進理解，提高能力，增長才干，形成學習團隊，對學生的發展會產生積極的促進作用。

實驗設計

實驗設計是高中物理實驗學習能力的較高要求，是對學生操作技能和思維品質的綜合檢測，是有效的實驗學習方式之一。實驗設計的特點是情景新、方法活，具有開放性，要求學生對實驗的原理有透徹的理解，對實驗器材有所取舍和組合，能根據設計的要求和條件，進行分析和判斷，制定實驗的方案，通過實驗全過程的描述和具體步驟的實施，得出有關的結論并做出必要的說明。

實驗設計應遵循如下原則：合理性；準確性；可行性；簡潔性。

高一學生研究單擺及其規律之后，教材提供了測重力加速度的方案。然而許多物理場景，如運動學中的自由落體、豎直上拋，動力學中的超重、失重現象，斜面上的勻變速運動等都涉及到重力加速度。所以，當教師提出“能否自行設計測定重力加速度的其他方案?”時，立刻激發了學生的發散思維。同學們提出了多種方案，并走進實驗室，通過實驗活動去體驗真實，檢驗設計方案的合理性，分析測量結果的可靠性，而不是僅僅停留在理論的假設上。

實驗報告

學寫實驗報告是培養學生科學態度、習慣，學會科學表達的重要環節，也是實驗活動的必要形式。課題組不贊成過去那種“填充式”的實驗報告，主張學生自己撰寫實驗報告，設計數據表格。明確要求學生對實驗進行全面總結，包括實驗目的與原理、實驗儀器選用與步驟、數據測量與處理過程、實驗結果與問題討論，以及實驗條件與干擾因素等。實驗報告應力求準確可靠、完整簡明、表達規范、有創意。

小課題作業

適當布置類似于課題研究的“小課題作業”，讓學生經歷一個收集信息、處理信息和得出結論的過程，在過程中學習一些探索的方法，對改善學生學習方式具有重要作用。

走向生活

學生發展的重要基礎是他們的經歷和經驗。“從生活走向物理，從物理走向社會”，是新課程的基本理念。在物理實驗學習過程中，讓學生關心生活、關心社會，滲透“科學.技術.社會”(STS)的教育，著眼點在于培養學生的科學素養，學會從發展的角度去考慮周圍的世界，并通過這種學習方式感受生活、感受自然，促進學生對科學的關注、好奇和興趣。

動手做

物理實驗室的全天候開放，為學生實驗學習提供了動手動腦的活動天地。學生實驗學習中有解不開的疑惑，對某些現象有特別的興趣，都可以在他們認為方便的時候，到實驗室與教師一起進行探討，并動手做。創造適合學生的學習環境，對促進學習方式的轉變、開闊學生的視野和空間、實現學習的拓展和遷移具有重要作用。

例如，高二學生周晨辰發現，經常因為教室門鎖未開，導致一些同學在門外無奈等候。為什么必須用鑰匙開門呢?能否發明一種定時開門的鎖?他想到一個“絕妙”的點子：鬧鐘和門鎖的組合。于是，幾個同學一起組成了“周晨辰小組”，從動手拆卸開始，研究鬧鐘和開鎖的原理，進一步設想用鬧鐘來控制門鎖的方案。在教師的幫助和合作下，他們結合物理實驗，經過反復的實踐和探索，終于成功地研制了“自動開鎖器”。他們在“做中學”，動手解決了實際的問題，極大地提高了學習物理的積極性。

三、高中物理實驗教學方式的改進

高中物理實驗教學是培養學生基本的實驗方法和實驗技能的過程，也是學生物理思維的訓練過程。教師應精心設計實驗教學方式，以用于不同的實驗活動，滿足學生的不同需求，達成各種實驗教學目標，使物理實驗更適合學生的學習，促使學生積極地參與和體驗。教學方式的改進立足以下幾點：

從學生的生活經驗出發，激發學生的學習興趣；

讓學生通過自己的實踐感知、體驗物理客觀世界；

引發學生產生問題，鼓勵學生想像和猜測；

重視過程的自我評價；

有足夠的信息量；

有合作與交流的時間與空間；

有信息化、生活化的學習環境；

注意技能規范與思維創新的融合；

滲透物理科學方法，科學態度、科學精神。

改進的教學方式主要有：

1.“實驗--訓練”方式

“實驗--訓練”教學方式，用于培養和訓練學生的實驗技能和實驗方法。應讓學生明白實驗“做什么”和“怎樣做”，強調學生的參與、體驗和理解。同時，學生實驗操作過程的合理、規范、協調、熟練程度，要通過學生不斷地反饋調節才能得心應手。教師的示范點撥，要精到、簡明、嫻熟。

高中物理實驗，幾乎所有項目都有技能訓練的要求。比如，基本測量儀器的使用，實驗誤差和數據處理，多用表測量電壓、電流和電阻，練習使用示波器，以及DIS實驗室的運用。要通過嚴格的實驗訓練，讓學生進行有效的模仿，達到如下的要求：能夠根據實驗目的，正確地選擇和使用物理測量工具、物理實驗裝置，合理地安排實驗步驟，規范、熟練地組裝和調試設備，積極地完成實驗操作和實驗任務，并能初步學會排除實驗故障，初步學會分析實驗誤差及其產生原因，寫出完整的實驗報告。

2.“實驗一歸納”方式

“實驗--歸納”教學方式，往往用于學生物理概念的形成階段。教師應創設情景，讓學生在實驗中學會像科學家那樣地思維，自己構想實驗方法，控制實驗條件，排除干擾因素，在實驗中測量數據，獲取信息，交流信息，處理信息，在信息中尋找和發現規律。從物理現象的觀察和物理實驗的研究分析中歸納出結論，是高中學生學習科學歸納思維方法的有效途徑。

3.“實驗--探究”方式

“實驗--探究”教學方式，用于學生學習和探索物理規律。教師要盡可能為學生提供參與“完整的科學探究過程”的機會，讓學生根據已有的背景知識和可靠的物理事實，通過推理和想像來提出問題，并形成假設或提出某種猜測，然后設計實驗探究方案，選擇儀器、設備、工具來搜集證據，并通過分析數據來驗證假設或修正假設，最后形成實驗探究結果。實踐表明，學生在實驗探究中將會得到極大的滿足。

4.“實驗--應用”方式

“實驗--應用”教學方式，通常用于學生物理概念、規律的復習和應用，并不局限于實驗室。現實生活中的許多實際問題，學生很有興趣，但已超越物理學科學習的具體情境。設想以實際的問題為載體、以學生的實驗探究為特征，引導學生把已經掌握的知識、技能遷移到現實生活中，解決真實的問題，發展學生的實踐能力和應用能力。

實際上，對高中物理實驗教學方式的改進還很有限。許多問題還有待進一步的解決。比如：對學生實驗學習的評價，學習方式的個性化和多樣化，DIS實驗室的運用。這一領域的研究也正是我們物理教育工作者面臨的一個研究的重點。

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