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改革中學(xué)物理實驗教學(xué)的嘗試
中學(xué)物理實驗教學(xué)如何進行改革？筆者根據(jù)現(xiàn)代教育理論，結(jié)合中學(xué)物理教學(xué)實行進行了一些嘗試，制定了整體改革方案，這個方案的指導(dǎo)思想是：改革傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，強調(diào)實驗教學(xué)的整體功能，突出構(gòu)成整體的各個要素的相互作用，從而全面提高學(xué)生的能力。為了搞好整體改革，筆者首先從觀念上進行更新，改變傳統(tǒng)的思維方式，建構(gòu)了思考問題要有整體觀念，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(tǒng)的質(zhì)量觀，以培養(yǎng)高素質(zhì)，全面發(fā)展的人才為目的，代替過去只強調(diào)智育發(fā)展，圍繞“兩考”（高考、中考）轉(zhuǎn)的質(zhì)量觀。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，把整個教學(xué)過程看成是師生共同合作共同探索的過程。整個教學(xué)讓學(xué)生意識到自己是學(xué)習(xí)的主體，自覺動手、動腦。
在整體改革試驗中，我們堅持教學(xué)的科學(xué)性原則，根據(jù)系統(tǒng)論原理——整體大于各部分的總和，結(jié)合學(xué)生的認知規(guī)律，實驗教學(xué)的完整性規(guī)律，把組成整體結(jié)構(gòu)的各個要素有機地組合起來，在總體上通盤考慮。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(jié)構(gòu)的新功能。
我們還把課內(nèi)和課外融為一體，把演示實驗和學(xué)生實驗統(tǒng)籌安排，把小制做、小發(fā)明、實驗競賽、專題講座適時調(diào)整。在實驗內(nèi)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)觀察、獨立操作、培養(yǎng)實驗技能、發(fā)揮聰明才智安排于合理的結(jié)構(gòu)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)過幾年的實踐探索，我總結(jié)了比較優(yōu)化的物理實驗教學(xué)框架，下面就是這個框架的要點。
一、進行多項實驗活動，建立立體交叉體系
如前所述，物理實驗教學(xué)總的效果并不等于各個要素效果的機械總和。物理實驗教學(xué)的各個要素分為由課內(nèi)到課外，由演示實驗到學(xué)生自制教具和學(xué)具等六 個方面。在實驗中，我們把這六個要素進行綜合分析，認為課堂教學(xué)、學(xué)生實驗、教具學(xué)具的制做、小發(fā)明和小創(chuàng)造、實驗競賽、專題講座六個要素組成的實驗教學(xué)系統(tǒng)的總功能不是各個部門各自直接地、單獨地體現(xiàn)出來的。而是通過它們之間的特殊聯(lián)系間接地、綜合地表現(xiàn)出來。例如，在《浮力》這一章的實驗教學(xué)中，我們首先讓學(xué)生自制學(xué)具——一個茶水杯，幾塊形狀不相同的木塊，一塊鐵皮。
在課堂教學(xué)中，教師利用演示實驗，調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生興趣，并根據(jù)教學(xué)進度，不斷提出問題，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。課堂提出問題，要求學(xué)生利用自制的學(xué)具在課外活動分小組進行實驗，回答上面提出的問題。學(xué)生通過自己做實驗得出正確的結(jié)論，興趣很高，增添了學(xué)生積極進行實驗的信心。在學(xué)完了這一章以后，教師還進一步提出，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，水面會上升嗎？等問題。要求學(xué)生通過觀察生活或自己動手回答問題。這樣，通過課內(nèi)、課外，演示實驗和自己動手做實驗的有機聯(lián)系，學(xué)生既學(xué)到了物理知識，又會運用于生活，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生利用物理實驗解決實際問題的能力。這些效果只有通過整體結(jié)構(gòu)這個實驗教學(xué)體系才能取得。單靠演示實驗，學(xué)生實驗在有限的時間內(nèi)是難以達到的。因此，每個學(xué)期，根據(jù)教材進度制定教改方案，確定總體目標，建立配套的組織和確定專人負責(zé)。
使各個部分為達到這個目的要求而采取相應(yīng)的措施。從而發(fā)揮整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。
二、抓好課堂內(nèi)的實驗教學(xué)，寓實驗課改革于趣味之中
實驗教學(xué)能否達到最優(yōu)目的，系統(tǒng)各部分能否協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，關(guān)鍵的問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)生對實驗感到乏味，那是難以達到目的的。興趣的培養(yǎng)必須是通過多種途徑，多種形式綜合進行。物理學(xué)科是一門實驗科學(xué)，我們把中學(xué)物理的42個學(xué)生實驗，700多個演示實驗，逐一研究，在揭示物理規(guī)律的原則下，每一個實驗都做一些趣味性改進。如在演示水的不善于傳熱的實驗時，把事先準備好的小魚放到試管底部，然后在試管上部加熱使水沸騰時，魚卻在管底沒有什么異樣。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(xí)知識的積極性。為了充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，在演示實驗時，我們吸收少數(shù)學(xué)生參加演示實驗，為做學(xué)生實驗時培養(yǎng)了一批骨干。這樣在演示實驗時，同學(xué)們觀察十分認真，收到良好的效果。
三、以學(xué)生實驗為主要內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的學(xué)風(fēng)
通過演示實驗調(diào)動了學(xué)生的積極性，同學(xué)們躍躍欲試，但由于課堂時間限制只能吸收少數(shù)參加。在這種情況下，學(xué)生對學(xué)生實驗就非常重視了。我們除了讓學(xué)生做完課本上的學(xué)生實驗外，還通過制做教具、學(xué)具，把許多演示實驗也改成學(xué)生實驗，給學(xué)生提供了自己動手動腦的機會。如演示浮力的大小，電流強度跟電壓的關(guān)系等實驗。在實驗過程中，我們除了要求學(xué)生用科學(xué)的態(tài)度做好實驗外，更重要的是要求學(xué)生寫出實驗報告，這是將感性知識上升為理性認識的一項重要工作。通過認真檢查學(xué)生的實驗報告，促使學(xué)生在實驗過程中，正確理解原理，明確實驗?zāi)康�，認真設(shè)計步驟，詳細記錄數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果。特別是一些實驗出現(xiàn)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、把課外活動納入實驗教學(xué)的范圍是實驗教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)
為了從多方面培養(yǎng)學(xué)生做物理實驗的興趣，在學(xué)生掌握了一些基本實驗技能后，應(yīng)按統(tǒng)一計劃，組織好課外活動，配合課堂實驗教學(xué)，具體措施，一是根據(jù)教材實驗特點和青少年的心理要求，精心設(shè)計課外活動的內(nèi)容。做到既注意內(nèi)容和形式的統(tǒng)一，又注意活動的趣味性。保證兩課的內(nèi)在聯(lián)系。二是抓好落實，一 學(xué)期的實驗內(nèi)容要事先確定，建立活動小組，安排好輔導(dǎo)老師，以保證課外活動經(jīng)�；⒅贫然�。
例如：在學(xué)習(xí)液壓機前，借來油壓千斤頂，利用課外活動操作給學(xué)生看并讓學(xué)生自己操作，在學(xué)了光學(xué)后，指導(dǎo)學(xué)生自制望遠鏡、潛望鏡等等。這樣把課內(nèi)和課外內(nèi)容銜接好，課內(nèi)課外就能相互補充。
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此外，利用課外活動這塊陣地，我們還舉行了許多別開生面的專題講座、專題答辯會、科技信息講座、小制作、小發(fā)明等，對促進實驗教學(xué)起到了很好的作用。
五、舉辦綜合性實驗競賽，將知識性、趣味性、科學(xué)性和群眾性融為一體
為了鞏固實驗教學(xué)的質(zhì)量，使課外活動具有更大的吸引力，每學(xué)期定時舉辦兩次規(guī)模較大的實驗競賽活動。如：每學(xué)年秋季，當(dāng)初三學(xué)生學(xué)完了電學(xué)知識后，舉行一次“自制直流電路接線板”的競賽活動，要求在規(guī)定的時間內(nèi)，同時用串、并混聯(lián)方法把三個燈泡接亮，?方法是以班編隊，每隊若干人。舉行物理實驗60m接力賽。分別接力領(lǐng)取試題，畫電路圖，安裝，讀數(shù)，優(yōu)勝者給予獎勵。在這一 活動中，初三學(xué)生人人動手就地取材，自己設(shè)計安裝，自己測試評價，當(dāng)電路接通，小燈泡以各種明暗程度發(fā)光時學(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(yǎng)了學(xué)生集體主義的思想和設(shè)計能力。特別是有自卑心理的差生，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己能夠設(shè)計比較合理的電路圖，迅速安裝電路時，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行“小制作”，“小發(fā)明”競賽活動，五分鐘的實驗操作競賽活動，一分鐘實驗題競賽活動。
六、引導(dǎo)學(xué)生日制學(xué)具、教具，參加“小發(fā)明、小制做”活動，培養(yǎng)創(chuàng)造型人才
引導(dǎo)學(xué)生進行發(fā)明創(chuàng)造，參加自制學(xué)具、教具的活動，一方面可以鞏固課內(nèi)實驗所學(xué)的知識和初步掌握的基本實驗技能，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力。
在這個活動中，學(xué)生們大膽設(shè)想認真設(shè)計，精心操作，這是傳統(tǒng)的教學(xué)過程無法達到的。每學(xué)年開始，在各個教學(xué)班成立自學(xué)小組，進行超前預(yù)習(xí)，引導(dǎo)他們自做學(xué)具、教具，鼓勵他們創(chuàng)新。在這一活動中，應(yīng)始終堅持真（原理科學(xué)）、新（設(shè)計新穎，采用新技術(shù)）、美（設(shè)計簡單合理，主次分明），在整個活動中自然形成以學(xué)生為主體，并由一批骨干隊伍帶動，發(fā)展到全班學(xué)生紛紛動手，大大提高了學(xué)生的實驗技能和理論水平豐富了學(xué)生的課外活動的內(nèi)容。幾年來師生共同研制成功學(xué)具、?教具500多件，價值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)新和實用價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，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力。特別是當(dāng)學(xué)生用自制的學(xué)具演示物理規(guī)律時，態(tài)度十分認真，對儀器特別愛護這很自然地使學(xué)生進入了“科學(xué)家的角色”，同時，一反往常，過去那些實驗紀律換散，操作馬虎，敷衍了事，隨意亂放儀器和損壞儀器的現(xiàn)象大大地減少了。
我們所進行的中學(xué)物理實驗整體改革試驗是在三個中學(xué)進行的。經(jīng)過四年兩個輪回的實驗，這三個中學(xué)的物理成績明顯優(yōu)于其它學(xué)校，除了考試的平均成績比其他學(xué)校要高出十多分外，在實驗技能、實驗方法等方面部有明顯的提高。在1989年、1990年的全國物理競賽中有2人獲全國三等獎，4人次獲省二等獎。在參加應(yīng)用物理競賽中，有12人獲獎。
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