高中物理论文：高中物理实验教学的再思考 高中物理论文：高中物理实验教学的再思考
【摘 要】从教学改革新课程理念出发，分析了“以知识技能为本”的实验教学模式的特征，讨论了实验教学的逻辑起点和终点问题，提出“自主、合作、探究”型实验教学模式，并对该模式的具体操作过程进行了简要论述。
【关键词】实验教学模式;逻辑起点和终点;自主;合作;探究;
近年来，全国范围内各省市不同时期不同程度地进行着教学改革。21世纪要求人才的语言、文化、知识、视野必须全球化、国际化，必须具有自主学习和相互合作的意识，具有创新和创造性应用知识的能力。《普通高中物理课程标准(实验)》也明确提出要“培养学生的科学探究能力”。注重科学探究，不仅是新课程的基本理念之一，也是新课程的重要目标。但传统的教学手段和方法过分强调知识的传授，严重影响学生学习的积极性和主动性，物理教师为此不断探索行之有效的教学方法和手段。特别近几年高考对实验的要求越来越高。实验是物理的重要研究方法，物理学离不开实验,在物理研究中，一方面需要通过实验获取必要的信息，由此建立或猜测现象背后的规律;另一方面，对于提出的规律或理论，只有通过实验的检验，才能被人接受[1]。本人从建构主义学习理论和新的课程理念出发，探讨适应教学改革的实验教学模式。
一、“讲”、“演”、“模”式的实验教学模式之弊端
“讲解、演示、模练”型实验教学模式以教师或教材规定的实验目的、原理、器材、步骤等内容为基础，其基本特征是教师详细讲解实验内容并做示范操作，学生课前预习、做实验准备，课上听讲、记忆、观察、模仿、练习。一般情况下，教师指导到位，帮助学生解决实验过程中遇到的各种问题，实验教学秩序井然有序，在规定时间内顺利地完成实验任务，教学效率较高，但学生很少讨论、交流和提出疑问。“讲解、演示、模练”型实验教学模式，是“教师讲，学生听”的教学模式在实验教学中的集中反映。在以知识技能为本，以教师和课堂为中心的实验教学中，教师“包办”过多，有意无意地把学生视为“技工”，甚至是知识“容器”。学生没有自主权和主动性，在没有猜想和假设的前提下，去完成那些缺少思维活动的机械操作。从教学目标来看，这种教学模式是“一维”的，它过分强调向学生传授知识，训练学生熟练操作、掌握实验技能，以结论的形式呈现教学内容，过分注重知识结论的验证和“学会”课程规定的实验器材的使用，忽视了“过程与方法”和“情感、态度、价值观”的培养;从教学策略来看，这种教学模式重结果、轻过程，只关注学生的操作，忽视过程，忽视学生的经历、体验和个体差异[2]。整个实验过程一帆风顺，学生没有探究的困惑、挫折、失败，更没有成功的喜悦。这样的实验教学表面上看有板有眼、秩序井然，实质上学生有行动、无热情，有操作、无智慧;从师生互动的角度看，该模式中信息传递由教师(或书本)指向学生，是单向的，其表现形式为教师做、学生看，或教师设计好、学生照着做，忽视了学生的猜想、设计、对话和互动。整齐划一、单调乏味是“讲解、演示、模练”型实验教学模式的另一个特点。实验教学中大都使用厂制的常规实验器材，所有实验器材配置雷同、整齐划一，教师的个性化教学受到限制，学生的个性得不到发展。此外，该模式对学生进行的是严格的实验操作训练，过分强调严格的学术性，忽视了实验内容的趣味性，使很多学生感到科学技术单调乏味，远离实际生活，对实验课的畏难情绪和负重感渐增，热情和亲近感渐弱[2]。
总之，“讲解、演示、模练”型实验教学模式容易挫伤学生对科学技术的感情，难以发展学生的创新精神和实践能力，不能充分发挥实验教学特有的教育功能。
二、实验教学的逻辑顺序问题
深化实验教学改革，促进学生全面发展，关键是要生成一种新的实验教学模式。为此，需要弄清实验教学的逻辑起点和终点问题。从本质上讲，教学中的科学实验与科学研究实验基本一致，对于实验者来说都是探索未知、检验假说、证实真理的实践活动。实验由问题或任务开始，需要经历推测、实验设计、实验观察、实验分析、得出假说或理论等环节，是一个探索的过程。实验是“实验者人为地制造现象，对产生现象的情境或影响现象的条件加以操纵、变化与控制，从而进行观察”[3]，实验“不是始于观察而是始于问题，但又同观察有着密切的联系。一旦科学家对自然界的某种现象产生问题时，他就有一种强烈的探索欲望，试图通过有目的的观察加以解决”[4]。可见，教学中的科学实验与科学家进行的科学实验一样，其逻辑起点应该是问题，但不是一般性问题，而是课题性问题。以课题性问题或任务作为实验教学的逻辑起点，意味着学生犹如科学家一样面对的是未知、问题和困难，这是落实新课程标准倡导的“自主、合作、探究”教学的需要，也是实现“不给学生奉送真理，而要让学生发现真理”重要思想的必要条件。这种前提条件，有利于调动学生学习、探究的积极性和主动性，把猜想、假设、设计和合作、对话、交流融入实验之中，使学生真正成为教学主体，能真实地参与科学实验的过程，主动建构知识意义。只有这样，实验教学才能有效地促进学生的认知发展，促进学生对科学知识和技能的建构，提升学生的情感、态度和价值观，培养学生的个性和创造精神。课题性问题作为逻辑起点，符合课程标准的新要求。国家教育部颁发的《科学课程标准》突出强调“让探究成为学习的主要方式”，建议“教学中应注意对学生进行发散性提问题的训练，一般安排在探究活动的起始阶段;鼓励学生大胆猜想，对一个问题的结果做多种假设和预测;教育学生着手解决问题前先思考行动计划，包括制定步骤、选择方法和设想安全措施;能运用已有知识做出自己对问题的假想答案;能根据假想答案，制订简单的探究活动计划”等[5]。因此，实验教学只有从问题开始，才能真正落实上述各项建议。以课题性问题作为实验教学的逻辑起点，不是简单的操作问题，而是转变教师教育理念的问题。“低估学生学习的潜能比高估更可怕”，“用教材教，不要教教材”，“让学生参与类似科学家所经历的过程”[5]，这些论点都深刻地反映了先进的教育理念。只有具有这种教育理念，教师才能相信学生，正确估价学生的能力，才能从课题性问题开始展开实验教学活动。值得注意的是，在以往的实验教学中，人们过分强调实验教学的“目标”和“验证性”这两个特点，淡化了科学实验的“过程与方法”、“情感、态度与价值观”方面的特点。教师往往从已知结论出发设计实验教学的起点，并监控整个教学过程。这类教学设计提供给学生的是一条既省时又省事的直达终点的捷径，学生只能经历一个没有问题、不需要推测、不需要自主设计、不需要思维的操作性实验。这种人为简化的线性教学失去了过程性、探究性的特点，久而久之，形成了以结论为逻辑起点，以知识技能为本，以教师和课堂为中心的实验教学模式。这种不需要猜想、直觉、想像，不需要实验设计，不需要深层次思维过程的实验，失去了实验教学应有的意义和作用。科学实验教学的逻辑终点与其逻辑起点和具体过程有直接的联系。“探究既是学习的目标，又是学生的学习方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习的主要途径”[5]。我们认为，以过程与方法为轴线开展实验教学，既重视学生知识与技能的建构，又强调学生情感、态度与价值观的提升，应是开展实验教学的最终目标，即逻辑终点。换句话说，具体的实验仅仅是手段，是学生有效的认知工具，实验教学的根本目的在于培养有创新意识、创新精神和创新能力的人。在当今时代，“研究被认为是人类的一种生存方式。每个人都可以像科学家那样发现新知识，生产新知识。教育应当使学生成为研究者，或者说让学生在学习过程中像研究者一样地去工作、思考和发展”[6]。我们相信，只有这样的实验教学过程才能焕发师生的生命活力，促进他们生存方式的转变。
三、“自主、合作、探究”型实验教学初试
布鲁诺认为：“知识的获取是一个主动的过程，学习者不应是信息的被动接受者，而应该是知识获得的参与者。”“认知是一个过程，而不是一个结果。”“教一个人某门学科，不是使他把一些结果记下来，而是教他参与把知识建立起来的过程。”因此要重视学生的主动性，让学生自主的参加知识的获取过程，从中找出规律，探索性的追求知识，掌握知识[7]. 探究式教学是使学生在学习过程中经历与科学工作者探究科学本质的相似历程。其基本思想是在教师指导下，充分调动学生的个体积极性，让学生去发现问题，解决问题;并且在此过程中掌握科学概念，发现科学的基本规律，掌握技能，发展能力，同时培养学生良好的个性[8]。“自主、合作、探究”型实验教学模式的核心思想是，以课题性问题为起点，以实验过程与方法为轴心开展教学，力求使学生主动建构知识与技能，提升情感、态度与价值观。换句话说，就是学生思考、设计、探索、体验在前，教师的讲解、演示、分析、评论在后。实验教学模式的具体实施过程如下：
1.教师提供课题性问题或任务，学生由此开始进行自主、探究的实验(包括演示)教学过程。同时，要强调有关安全事项。
2.学生独立自主思考，主动探究问题，在原有知识和经验的基础上，人人猜想、想像、直觉，努力形成各自的实验设计方案。要避免因教师先讲解或预习教材所造成的“先入为主”或“跟着他人思路走”的不利影响。
3.当学生无思路或思维受阻时，在判断学生困惑所在的基础上，教师创设新的问题情景，再次帮助、指导和激励学生。如教师难以做出判断时，要查看学生的体态语言和所画的图、所写关键词等，然后进行判断并提供新的问题情景。这种判断—提供子级问题的循环可进行数次，如提供实验条件(包括实验器材使用说明书)，鼓励学生自主设计实验方案，选择实验器材。教师介入过早会剥夺学生解决问题、发现答案的机会，但介入太迟也有可能使学生因为问题难以求解而失去探究的兴趣。教师必须选择好时机让学生领会他们所做探究的意义，切忌轻易地告诉学生现成的设计方案和现成的结论。
4.依据教学时间安排和具体课堂教学进展，必要时教师以学生的身份发表自己的实验设计，或拿出事先准备好的仪器设备，或让学生阅读教材中的相关内容。在这种师生合作中，给学生创造比较、对照和反省的学习机会。
5.鼓励学生质疑，或者进行讨论，在比较高的层次上进行学生之间的合作。一般情况下，完成上述几个环节之后，学生就可以进行具体实验操作，完成整个实验任务。而此后的实验过程，在很大程度上与传统实验教学是大致相同的。在实验教学的终结阶段，应鼓励学生提出问题。学生能否提出深刻的问题，应成为评价实验教学质量的重要标准。学生提出的问题，有可能转化成为学生探究性学习的课题，应鼓励他们继续钻研。
四、几个值得注意的问题
1.课堂演示实验和学生分组实验均可实施“自主、合作、探究”型实验教学模式。
2.在演示实验中，学生经历上述过程的前几个环节，可以不动手操作。
“只有所有学生都有所发现、有所创造才能进行下一步的教学环节”是一种误解，因为创造能力的培养是长期的任务，不可能在一节课内完成。在这里我们要特别强调的是，每次教学活动都要提供能力培养的机会。
3.学生分组实验可分为基本实验器材使用方法训练和课题型学生自主实验两类，相应地分为两个阶段。
在第一阶段，教师把第二阶段将要用到的实验器材分类、分批提供给学生，让学生通过阅读实验器材说明书等资料，自主学习各类器材的性能、构造、原理、注意事项及使用方法。教师的角色是实验技术人员，为学生学习提供服务和帮助。教师以提问和让学生操作表演的形式，把握每个学生对实验器材的熟悉和使用情况，并及时纠正、指导、示范。教师也可以组织学生在小组内互设故障游戏，相互检查、互相交流，纠正不当的操作行为。
第二阶段，在学生开展实验活动之前若干天，教师以课题形式向学生提出实验任务，同时提出实验要求(如客观记录实验数据、实验报告的规范格式、安全等)。教师不提供限定学生思路的实验资料，只对学生如何查阅有关资料进行必要的指导，实验器材的选用、实验步骤的设计、实验数据的处理等任务完全由学生自主完成。实验过程原则上要求两人一组(自由组合)，实验方案由两人共同制订。对于同一个实验课题，各实验小组采用的实验原理，选用的实验器材，得出的实验结果等会出现差异，这些差异直接反映在学生的实验报告中。教师应在一个实验课题完成之后，组织学生进行成果交流、研讨，为学生提供相互学习的机会。
4.完成实验的时间可以不作硬性规定，学生可自己制定实验的进度。
5.鼓励学生设计出独特可行的实验方案，尽力为他们提供必要的仪器设备，并帮助他们完成研究性实验。
参考文献：
[1] 林辉庆 《新课程高中互动教学设计 物理》浙江教育出版社，2009
[2] 张伟 陶·哈斯巴根 《内蒙古师大学报(教育科学版)》，2004. 3
[3] 朱智贤《心理学大词典》[M] 北京师范大学出版社，1998.
[4] 袁运开《方法手册》[M].上海技术出版社，1989:6.
[5] 中华人民共和国教育部 《科学课程标准》[M].北京师范大学出版社，2001.
[6] (美)ShirleyRSterg 《学生作为研究者》[M].易进，译.北京：中国轻工业出版社，2002
[7] 仁顺元 《导学论》浙江大学出版社 ，2003
[8] 李森 于泽元 《对探究教学几个理论问题的认识》 《教育研究》，2002
如果觉得高中物理论文：高中物理实验教学的再思考 , 高中物理教学论文,高中物理实验论文,高中物理建模论文这篇文章不错，可以推荐给朋友分享哦。
tags：物理教学 - 高中物理 - 高中物理论文，高中物理教学论文,高中物理实验论文,高中物理建模论文
