[摘要]物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),物理教學(xué)中怎樣體現(xiàn)這一學(xué)科特性是新課程標(biāo)準(zhǔn)理念下中學(xué)物理改革的重要內(nèi)容。本文重在回顧中學(xué)物理教學(xué)的歷史,分析當(dāng)前實驗教學(xué)的現(xiàn)狀并展望未來實驗教學(xué)的前景。鑒于現(xiàn)今中學(xué)實驗教學(xué)的實際情況,提出一些參考意見,旨在幫助學(xué)生建立正確的實驗動機,養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,提高全面的實驗素養(yǎng),培養(yǎng)高尚的實驗品格。
[關(guān)鍵詞]物理實驗教學(xué) 課程標(biāo)準(zhǔn) 教學(xué)目標(biāo) 教育功能
長期以來,人們往往把物理實驗分成兩種基本形式:一種是演示性實驗;一種是學(xué)生分組實驗。前者定位于培養(yǎng)觀察能力,后者著眼于培養(yǎng)操作技能和驗證物理原理。這種基本思想和教學(xué)目標(biāo)決定了實驗的性質(zhì)和基本教學(xué)方式。演示實驗中,教師做、學(xué)生看,教師講、學(xué)生聽,體現(xiàn)了以教師為中心的傳統(tǒng)物理教學(xué)模式。學(xué)生分組實驗雖然是學(xué)生動手,但實驗?zāi)康?、儀器準(zhǔn)確、操作步驟、實驗報告全部由教師預(yù)先設(shè)計好,學(xué)生僅僅是熟悉儀器,進(jìn)行連接,然后按步驟進(jìn)行操作、觀察、記錄和分析實驗數(shù)據(jù)、得到結(jié)果。在這種實驗中,缺乏學(xué)生自主的獨立思考和創(chuàng)造性活動。
造成傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)這種局面的原因是多方面的。首先,過去的物理教學(xué)大綱沒有良好的體現(xiàn)以“實驗為基礎(chǔ)”的學(xué)科特征,只是對有限的十幾個學(xué)生分組實驗作了規(guī)定。對物理實驗的教育功能缺乏根本性的認(rèn)識,僅僅把實驗看成是一種技能訓(xùn)練,沒能認(rèn)識到實驗在知識、能力、方法、情感態(tài)度價值觀等綜合科學(xué)素質(zhì)教育中的重要作用。其次,考慮指揮棒的影響,長期以來筆試占絕對統(tǒng)治地位,實驗教學(xué)在升學(xué)考試內(nèi)容中一直缺乏應(yīng)有的地位,所以評價方式也是導(dǎo)致人們對實驗缺乏足夠重視的重要原因。
隨著教育改革的逐步深入,人們對物理實驗的重要性逐漸有了新的認(rèn)識。首先從課程結(jié)構(gòu)上突破了演示實驗、學(xué)生分組實驗的界限,在兩者之間派生出一個“邊講邊實驗”,或“隨堂實驗”。除此之外,還形成豐富多彩的身邊小實驗也稱小實驗、小制作。這樣在物理教學(xué)中就形成了四個實驗層次,即:演示性實驗,隨堂實驗、學(xué)生分組實驗和小實驗。從上世紀(jì)八十年代開始,物理通報社編寫九年義務(wù)教育教材,在序言中就明確提出了這四種實驗,并將這四種實驗層次納入物理通報版九年義務(wù)教育物理教科書之中,受到廣大師生的普遍歡迎,對我國物理教學(xué)改革起到了積極推動作用。
世紀(jì)之交,我國啟動的基礎(chǔ)教育課程改革,是一場劃時代的深刻改革,就物理學(xué)科而言,幾乎所有的改革理念都緊緊的聯(lián)系著物理實驗。在這場課程改革中,最基本的課程理念是提倡“以學(xué)生為本”,面向全體學(xué)生科學(xué)素質(zhì)提高,旨在培養(yǎng)全體學(xué)生終生發(fā)展的興趣和能力。因此,怎樣改革實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)科學(xué)探究的興趣和能力成為課程改革的重點。課程標(biāo)準(zhǔn)理念深刻地改變了物理實驗教學(xué)的目標(biāo)、性質(zhì)和模式,提出了“知識與技能,過程與方法,情感態(tài)度價值觀”三維教學(xué)目標(biāo)。這樣的物理教學(xué)目標(biāo)決定了物理實驗教學(xué)的性質(zhì)、內(nèi)容和模式。課程標(biāo)準(zhǔn)并沒有排斥更沒有否定在改革開放后形成的演示性實驗、隨堂實驗、學(xué)生分組實驗和小實驗這樣一種基本結(jié)構(gòu)。相反,在課程標(biāo)準(zhǔn)理念下,更有利于發(fā)揮多層次物理實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)的教育功能。
課程標(biāo)準(zhǔn)加強了實驗的教學(xué)。體現(xiàn)之一是它把實驗與其它教學(xué)內(nèi)容緊密的結(jié)合在一起,而不再規(guī)定所謂的“必做”實驗。例如《課程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:“通過實驗探究加速度與物體質(zhì)量,物體受力的關(guān)系”,“通過實驗,理解力的合成與分解”……凡是課程標(biāo)準(zhǔn)做出這樣要求的,人教版新教材都安排了實驗。
還有一點與過去的《教學(xué)大綱》不同:《課程標(biāo)準(zhǔn)》沒有對實驗的具體做法,使用的器材等做出硬性的規(guī)定。這樣就可以使師生因地制宜的進(jìn)行實驗教學(xué),便于提出不同的實驗方法,有利于實驗設(shè)計的教學(xué),使師生更注重實驗中的科學(xué)思想,而不是背誦實驗的器材、步驟等條文。鑒于《課程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的寬泛性,人教版新教材盡可能地對同一個實驗推薦幾種不同的實驗方案,供師生選擇。例如第六章第三節(jié)“探究平拋運動特點的實驗”等。
《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》指出:課程改革要“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用,促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合”。用信息技術(shù)改造某些已有的實驗,增加原來不能做的實驗,這是大勢所趨。遵照以上精神,人教版新教材在“做一做”欄目中多次介紹了信息技術(shù)在實驗中的應(yīng)用。例如第二章第一節(jié)“用計算機繪制v-t圖像”、第四章第五節(jié)“用傳感器研究作用力與反作用力的關(guān)系”等。
《課程標(biāo)準(zhǔn)》的實施旨在提高學(xué)生實驗探索能力基礎(chǔ)上要求他們有創(chuàng)新的意識。主要包括:能改進(jìn)實驗裝置和實驗手段;能獨立進(jìn)行實驗和實驗設(shè)計;能根據(jù)實驗的目的設(shè)計出新的實驗方案,并能在操作過程中,對原實驗方案的合理性、科學(xué)性進(jìn)行檢驗;在課外實驗活動中能應(yīng)用在課堂物理實驗中學(xué)到的物理知識,獨立思考以設(shè)計出新的實驗方案并動手操作。
建議教師在教學(xué)中除了要努力實現(xiàn)操作領(lǐng)域的實驗教學(xué)目標(biāo),還應(yīng)力爭實現(xiàn)情感領(lǐng)域的實驗教學(xué)目標(biāo)。讓學(xué)生知道做實驗的意義,并有做好實驗的愿望。在實驗過程中,具有尊重事實,專心致志,嚴(yán)肅認(rèn)真,一絲不茍的科學(xué)態(tài)度;培養(yǎng)學(xué)生濃厚的實驗興趣,具有克服困難的堅強意志;樹立為科學(xué)獻(xiàn)身,為人類造福的遠(yuǎn)大理想;培養(yǎng)其為科學(xué)真理奮不顧身,勇往直前的優(yōu)良品格。情感領(lǐng)域的這些實驗,在教學(xué)目標(biāo)里的要求是長期的,教師應(yīng)當(dāng)有意識地在每個實驗中加以訓(xùn)練和培養(yǎng)。