物理实验与科学素质教育（版）_科学素质教育物理

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物理实验与科学素质教育

江西省乐平中学雷 鸣

物理学是以实验为基础的科学，物理教学必须以实验为基础。在我国历来的中学物理教学大纲中，都十分强调这一观点。随着教学改革的发展，实验教学得到逐步加强，但是总体来说，在中学物理教学中，实验仍是薄弱的环节，它极大地影响着物理教学质量的提高，与时代发展对人才的要求很不适应。虽然原因是多方面的，但教师的教育观和实验教学素质是一个很重要的原因。因此，对教师而言，有必要改变教育观念，从更深的层次认识物理实验教学的意义。

一、学生实验能力测试引起的思考

1、实验能力测试的情况

我曾对看到这样的几个测试，它是针对高中一些学生进行地观察和操作的测试，如下是其中的几个题目及测试的情况：

【题一】1.请你尽快把一支钢笔拆散，直拆到各部分为单一的零件为止。

2．请你再把拆散的各部分零件组装成一支完整的钢笔。

这两道小题主要考核学生 操作素养和动手能力。作为一个现代社会生活的公民和劳动者，类似的工作经常会遇到，这种技能恐怕是最基本的了。测试的结果是：能够拆散到单一元件的占总测试者的85%，能够组装起来的占70%，但能够组装成一支可用的钢笔的只有50%，而能够有序拆卸、排放的组装的只占总测试者的37%。这种测试结果并不是个别的现象，在日常生活中，可能会遇到各种故障，如收录机的调谐指示针偏了，自行车的车铃锈死了等，绝大多数的人，要么是不敢去拆，要么是拆的时候没有一种再组装起来的意识和素养。

【题二】将桌上已经拆散的电源插座组装起来，该插座上有一只开关，一只氖泡指示灯，2对两脚插孔和1组三脚插孔。

该题要求考核学生理论指导下的操作能力。测试的结果是：电源火线和开关位置安装不正确的人数占被测试者总数的59%，指示灯安装不正确的占71%，还有10%的人多下若干元件无法安装起来。总计有85%的接线板不能使用。

为了分析学生具有的知识和实际操作能力的区别，针对该题拟了一道笔试题，测试的结果是：电源和开关位置画正确的占80%，指示灯位置画正确的占71%，可见笔试与操作之间的成绩差异是相当大的。

2、测试结果引起的思考

为什么学生的观察和实验能力比较差？为什么学生在解决实际问题中，几乎完全不考虑实际的可能性，以及解决问题的思路和如此狭窄？它值得每一个物理教师认真思考。我认为，这与学生认知和能力结构的“畸形”又与我们物理教学模式的缺陷是分不开的。因为一个人的认知和能力结构不是先天形成的，与他参与的活动共密切相关。在我们的物理教学中，普遍存在这样一种模式——“教师的理论讲授+学生做大量的笔头练习”，观察和实验是极其薄弱的环节。之所以形成这种单一的教学模式，核心的问题是教育思想。重理论知识的灌输，轻实验能力的培养；强调学科知识的系统性，忽视科技意识的培养；习惯于死背原理公式，不讲究学习方法；实验“照方抓药”，理论不联系实际等等，都反映指导思想存在问题。如果这种状况不加以改变，必将影响学生素质的发展和民族科学素质的提高。

二、物理实验与科学素质教育

1、物理实验与学生科学兴趣的培养

对一个人来说，中小学阶段是科学启蒙的重要阶段。在这一阶段中，形成学生热爱科学的情感和志趣，不仅将极大地调动学生学习的内部动机，而且将为他们今后投身科学事业奠定坚实的基础，因此，培养学生的科学兴趣具有十分重要的意义。在物理教学中，实验是激发学生科学兴趣不可替代的重要途径。

⑴实验具有生动、形象的特点，有利于激发学生的好奇心和求知欲。举一个例子，在初中学过速度的概念之后，教师常给学生做练习，一般的题目多是已知路程、时间求速度，或是已知路程、速度公式，求时间等。学生往往就代代公式，兴趣不大。如果让一辆玩具坦克和一辆玩具小汽车沿直线运动，提出各种方案。有的用定时测距的方法，有的用定距测时的方法，课堂的气氛十分活跃。

⑵实验是一种具有目的的、操作性很强的时间探索活动，技能满足学生的操作欲望，又能培养学生的探索兴趣。实验的一个重要特点是“动手操作，动眼观察，动脑思考”。

⑶ 实验活动形式多样，能为学生提供全面而又有利于发展个性特长的条件。在物理教学中，我们可以看到一种普遍存在的现象，学生学习的动机很不平衡，成绩中等或成绩较差的学生中，不想学习的很多，而且形成了一种恶性循环，学生学习物理的兴趣随着年级的升高呈现递减的状态。加强实验教学是改变这种状况的重要措施。由于物理实验活动及其丰富多彩，类型和层次千差万别，能满足各种不同学生的需要，有利于发张学生的个性特长，使不同的学生都有可能得到成功的满足，从而树立起自信心。

2、物理实验与实践意识的培养

在人的科学素质结构中，科学思想、科学作风、科学的价值观是十分重要的部分。它体现为一种完善的人格，其重要的思想支柱是辨证唯物主义观点。因此形成辨证唯物主义观是物理教育的一个重要目标。实践的观点和意识是辨证唯物主义观的重要部分。因为实验是一种有目的、可控制的理论联系实际的学习活动，在这种活动中，学生能够有效地体验理论和实践的关系，所以它是培养学生实践意识的不可缺。少的重要途径。

⑴ 实验中信息的获得必须通过学生自己的观察

⑵ 假设和猜想必须通过实验的验证

3、物理实验与创造力的培养

物理代的到来，世界各国都强烈地意识到智力竞争的重要，因此十分关注教育的现代化，尤其是事实个性化教学，最大限度地挖掘自身拥有的智力资源。创造性教育期望的主要目标是培养学生对科学的好奇心和旺盛的求知欲，培养开拓的精神和创新能力。

由于实验本身的特点，使它成为中学物理教学培养学生开拓意识和创新能力的重要途径。实验中蕴藏着极其活跃的因素，随时会出现许多学生意想不到的问题，对于活化学生的只是和训练思维大有益处。

正因为实验如此之“活”，学生学习获得的只是才不会僵死。总而言之，我们再三强调实验的不可替代作用，就是希望创造一种生动活泼的学习情境。在这种情境下，学生没有那种为了应付考试而日夜学习说造成的心力交瘁的状态，他们通过自己动手动脑来探索可续的的奇境，掌握所学的知识，并融会贯通。只有这样，才能使我们的学生从年轻时代就具有开

拓精神和创新能力，以适应时代发展的要求。

三、实验是物理教学不可分割的重要组成部分

1、实验是物理教学的重要基础

在物理教学中，运用十元的目的主要在于给学生学习物理创造一个良好的环境，使学生能主动地获取物理知识和发展能力，促进学生科学品质和世界观的形成。同时，通过观察实验，使学生掌握实验的基础知识和基本方法，培养他们的实验能力。中学物理教学必须以实验为基础，这是由实验本身的特点及其在物理教学中的作用所决定的。

2、实验是物理教学的重要内容

把物理实验作为物理教学的重要内容可以从三个方面来认识

⑴物理实验本身就是物理学不可分割的重要内容

物理学的任何一部分内容（包括物理量、定律、理论）的结构及其发展都可以分解为三种因素：实验、物理思想及概念体系和数学。可见，实验内容本身就是教师要教、学生应该学的重要内容。

⑵形成物理概念、规律的实验过程和方法同样是物理教学的重要内容

物理教学教学必须以概念、规律为核心，因为概念和规律是物理理论的重要部分，掌握了 这些知识能够更好地学习新的物理和现代科学技术知识。形成概念和认识规律的实验过程和方法同样具有重要的意义，这是因为，这些过程和方法不仅对形成物理概念和认识物理规律来说很重要，而且具有广泛的迁移价值。在学生今后的生活、工作环境中会遇到各种各样的实际问题，而解决这些问题的模式和方法与实验的过程和方法有许多共同之处，通过实验的过程来学习科学方法，对学生适应未来生活的挑战具有重要意义。因此实验应该是物理教学的重要内容。

⑶实验是培养学生实验能力的保证

从教师的演示、示范和学生自己动手操作中，学生可以学到实验的基本知识、基本技术和基本方法，可以发展能力，培养良好的实验素质。这是实验的任务也是教学的任务。

3、实验是物理教学的重要方法

物理教学的目的可以概括为三个：培养科学的精神和价值观；掌握物理的基础知识；学习科学方法和培养能力。离开了物理实验，这三个目的是不可能真正达到的。例如，从掌握物理知识来说，实验是物理概念、规律教学中不可缺少的基础。现在学生普遍感到物理难学，一个重要的原因就是物理教学没有遵循认识的规律，学生缺少感性认识的基础。虽然学生的感性认识不知来源于实验提供的物理事实，还可以来源于生活，但从生活中得到的感性材料通常来自复杂的运动形态，本质的、非本质的因素交融在一起，仅仅通过这种途径来使学生建立概念和认识规律，有时会遇到很大的困难。而实验则可以提供精心选择的、经过简化和纯化了的感性材料，具有典型性、可控性和重复性。因此，它能提供学生有效掌握知识的学习环境。离开了实验的物理教学只能是“空中楼阁”和“纸上谈兵”，其结果会把本来生动的、丰富的物理知识变成一堆枯燥难懂的材料，不利于学生理解，也不利于激发学生的学习兴趣、调动学生的学习积极性。还应当看到，物理实验对学生全面发展的作用，通过观察和实验，使学生知道科学家探索和发现物理规律的过程，培养和提高学生的观察能力和逻辑思维能力，培养学生的实际动手能力和创造能力，帮助他们掌握科学的学习方法，理解理论与实践的关系。因此，我们必须让学生通过观察、实验和思考去探索、去学习，把实验当作物理教学的重要方法。

4、实验是物理教学的必要手段

好的教学方法需要通过适当的教学手段才能发挥它应有的作用。实验直观具体，形象生动；实验教学，从感性到理性，从具体到抽象，从简单到复杂，适合学生的身心特点，符合学生的认识规律。实践证明，在教学中运用实验手段，能取得很好的教学效果。实验是物理教学中必不可少的重要手段。综上所述，实验能够有效地培养学生的兴趣、激发学生的求知欲，能够创设符合学生认识规律的学习环境，能够更好地训练学生的科学方法和培养各种能力，能够培养学生良好的科学素质，因此，实验是物理教学不可分割的重要组成部分。不做实验的物理教学是没有完成教学任务的教学，不做实验的教师是不负责任的教师，不具备实验条件的学校是不合格的学校。当今世界物理教学真正进行深刻变革，加强实验是国际物理教学界改革的共同趋势，也是我国基础教育落实科学素质教育的重要措施。作为一个中学物理教师，应当从实施素质教育的高度来认识加强实验教学的意义。为使每一个学生都得到发展，使全民族素质得到提高，增强我国的综合国力和21世纪的竞争力，为实现中华民族的伟大复兴，做出我们的贡献。

参考书目：

1． 朱正元《物理演示实验与自制教具》江苏人民出版社1978年版

2． 安忠、刘炳升《中学物理实验教学研究》高等教育出版社1986年版

3． 陶洪《物理实验论》广西教育出版社1996年版

4． 罗星凯《疑难物理实验研究》广西师大出版社1997年版

5． 陶洪《中学物理实验教学与研究的理论与实践》教育科学出版社1994年版