关注课程资源的开发和利用是新一轮基础教育课程改革的一大特色，积极开发和有效利用课程资源是物理新课程实施的重要保障，实验教学是物理课程改革的重要环节，也是落实课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径，也是物理课程改革的重要资源。物理实验的开发和利用有利于提高物理教育质量和全面实现物理课程目标。因此物理教师应有强烈的课程资源意识，努力开发和有效利用物理实验教学资源，本文就物理实验教学资源及其开发策略作一些粗浅的探讨。

一、物理实验教学资源的含义和分类

教学是课程改革实施的重要途径，物理实验教学资源是课程资源的重要组成部分。因此要知道物理实验教学资源的内涵，应先搞清楚课程资源的含义。目前一般认为，课程资源有广义和狭义之分。广义的课程资源是有利于实现课程目标的各种因素，或者指课程设计、实施和评价等整个课程编制过程中一切可利用的人力、物力及自然资源的总和。它包括：教科书、教师和学生的教学用书、科技图书、录像带、视听光盘、计算机教学软件、报刊、互联网、图书馆、实验室、专用教室、实践基地，以及校外的博物馆、展览馆、科技馆、公共图书馆、电视节目、工厂、农村、科研院所、家庭和社会中的各种资源。狭义的课程资源仅指形成课程的直接因素来源，比较典型的有教材、学科知识等。新一轮基础教育课程改革所倡导的课程资源的开发和利用指的是相对广义的概念。因此，物理实验教学资源是指有利于实现物理教学目标，在实验教学设计、实施和评价过程中可利用的各种资源的总和。它包括物质的，人力的；校内的，校外的；传统的教材、图书馆和现代信息网络等。因此，物理教师应强化教学资源意识，树立新的课程资源观，因地制宜地开发和利用物理实验教学资源，确保物理实验教学目标及整个物理教学目标的顺利完成。按照不同的标准对物理实验教学资源进行不同的分类，如表1所示。

应该指出的是，以上分类是相对的，现实中的物理实验教学资源并无明显的界限，它们是互相交叉的。如校内的教学资源、校外的教学资源都可以包括素材性教学资源，也可以包括条件性教学资源。下面介绍几类典型的物理实验教学资源：

1．物理教材

物理教材既是教师开展实验教学活动的基本素材，也是学生进行实验探究学习活动的主要材料。它主要包括：教科书、教师教学参考书、学生实验用书、挂图、投影片、音像教材、电子教材等。其中，物理教科书是物理实验教学资源的核心部分，但不是教材的全部。新课程理念提倡教师由过去的“教教科书”转变为“用教科书”，围绕教科书多渠道、多方式地设计开发丰富多彩的实验教学内容，充分体现物理新课程的目标和理念，突出实验在科学探究中的独特作用；形象的实验让学生体验前人的探索过程，对物理事实、概念或规律等通过形象的、具体的、明确的、感性的实验获得，而不是“听”物理，“背”概念、定律。

2．物理实验室

物理实验室是物理实验教学最重要的条件性资源，是培养学生科学态度和科学作风的场所，是实施物理实验教学的重要保障。新课程对物理探究活动提出了较高的要求，要求每个学生都动手实验。因此学校应高度重视物理实验室的建设和投入，实现建设标准化，管理规范化。

3．社会课程资源

社会化物理实验课程资源是校内物理实验教学资源的重要补充，也是人们经常忽视的一类教学资源。社会化物理实验课程资源主要包括：报刊、电视、科技馆、博物馆、公共图书馆，以及工厂、社区、农村、家庭、高等院校和科研院所等。当前学校物理教育对社会化的物理教学资源关注不够，造成大量的社会化的教学资源的浪费。新课程特别强调积极发掘和利用校外课程资源，同时为了让所有的学生受到良好的科学教育，除了利用学校教育的主渠道外，还要因地制宜有效地、充分地利用和开发社会教育资源，逐步建立校内、外课程资源的转化机制，实现课程资源的广泛交流与共享。

4．网络信息化资源

以计算机为代表的信息化资源具有信息量大、智能化、虚拟化、网络化等特点，为物理实验教学提供了更方便快捷和更丰富的信息来源，成为物理实验教学的新资源，是其他教学资源无法代替的。比如，利用多媒体技术可以模拟演示常规的教学手段很难准确反映，而且学生接受困难的抽象的物理概念、规律、定理、微观和宏观的现象、物理知识、物理过程通过实验重新模拟演示；通过网络访问世界各地的物理实验教学站点、物理实验教学资料数据库等；利用校园网建立实验教学案例、参考文献、检测评价等数据库和虚拟实验室等；通过信息的共享、交流、反馈等方式，为师生提供大量的实验教学资源，使物理实验教学不只局限于课堂和学校，而是在更为广阔的空间发展。也更有利于学生学习物理知识和技能，培养学生收集信息、处理信息、传递信息的能力。

5．教师和学生

上述各类资源属于物化的物理实验教学资源。在新课程中，教师和学生成为一种人力资源开始被关注。长期以来，物理教师一直被看做是物理实验教学资源的利用者，但教学实践证明，教师不仅仅是教学资源的开发利用者，同时也是一种重要的教学资源。教师既决定了教学资源的鉴别、开发、积累和利用，也是教学资源的重要载体，他本身就是课程实施的基本条件资源。教师的素质状况决定了物理实验教学资源的范围、利用和开发的程度及发挥水平。因此，在物理实验教学资源的开发过程中，要始终把教师队伍的建设放在首位，通过对物理教师这一重要资源的开发，带动其他教学资源的优化发展。此外，实验室技术人员及管理人员也是实验教学的资源。

学生是物理实验教学的主体，在实验教学中具有能动性，能对物理实验加以理解和体验；无论是课堂实验还是课外实验，他都是实验教学资源开发的重要组成部分。

二、开发物理实验教学资源的策略

教师不仅要认识物理实验教学资源的含义、分类，更要掌握合理开发和利用实验教学资源的策略，逐步形成开发物理实验教学资源的能力，促进自身的专业化发展。

1．重视物理实验室的建设

物理教学中演示实验和学生实验，都能够使学生对物理事实获得具体的、明确的认识，是理解概念和规律的必要基础。观察和实验是对培养学生的观察和实验技能，培养实事求是的科学态度，引起学习兴趣，具有不可替代的重要作用。物理实验室是实施探究教学、培养学生的实践能力与创新精神、全面提高学生科学素养的教学场所，也是教师开展实验教学研究的阵地。近几年来中学物理实验室建设有了较大的改善。其建设模式和仪器设备基本上是按照现行教学标准要求配备的；新课程标准下的物理实验，从内容、数量到形式都有较大的改革，把过去很多固定模式、统一装置、验证性的实验改为探究性实验，要求学生根据实验问题做出假设，自选器材设计实验，然后进行实验，得出结论；淡化了演示实验与学生实验的界限，强调学生亲自动手做实验，这对物理实验室提出了更高的要求。为此教育行政管理者要鼓励教师和实验室管理人员将多媒体技术应用在物理实验中，及时补充低值易耗品，不断更新仪器设备，为物理实验探究活动创造基本的物质条件。大力加强演示和学生实验；学校和教师应根据课程标准的要求安排足够的学生实验和演示实验；最大限度地利用实验室现有的器材，力求利用多年闲置的器材开发新的实验；充分地开发和利用实验室的丰富课程资源，尽快向学生开放，鼓励学生主动做课外实验。实验室的课程资源不局限于实验室的现有设备，大家身边的物品、器具和玩具也是重要的实验室资源。因此倡导教师、实验室管理人员和学生要充分利用日常生活中廉价的器具和材料制作简易的实验仪器，这些仪器既具有简便、直观等优点，又能解决仪器的短缺问题，弥补实验经费的不足，丰富实验教学资源；又有利于学生动手，发展学生的实验技能，培养学生的创新意识；增强学生节约和环保意识。比如可用可乐瓶、易拉罐、饮料瓶、吸管、电视机、玩具等生活中常见的物品来做物理实验。此外，还应加强对实验室技术和管理人员的培训，提高业务水平，同时鼓励教师和实验室管理人员将多媒体技术应用在物理实验中，加强实验室管理，实现管理科学化，如建立实验室规章制度、实验教学管理制度、实验室档案等。

2．进行物理实验的改革与创新

根据普通高中物理课程标准，物理新教材选编了大量的物理实验，它体现了物理是以实验为基础的特点，也突出了科学探究的物理新课程理念。但无论是从实验的普遍适应性，还是从体现地方特色，或者从教材本身存在的问题（如现象不太明显，探究性不突出）来看，新教材还需要进一步的改进、完善，甚至要重新设计一些有助于学生理解难点知识和密切联系社会、生活实际的实验。这是物理实验教学资源开发的重点所在。

物理实验的改进与创新既包括从新的视角对原有的实验进行思考，找出缺陷或不足，给予矫正，也包括根据一定的实验目的，通过探究来确定实验仪器、装置和操作方案等。物理实验的改进与创新一般有下面几种情况：

（1）实验方式的改进与创新

观察和实验是研究物理、学好物理的基本方法。据美国心理学家布鲁纳的发现法理论：教学过程应是在教师的启发、引导下，让学生亲自去发现问题，探索问题，培养学生发现的习惯和能力。探索性实验可以极大地提高学生学习兴趣，通过实验也可使学生掌握研究物理规律的方法，从小培养科学的思维习惯、思想方法。因此，在教学中如果有些演示实验所需器材简单，可将某些演示实验或验证性实验有意识改为学生随堂操作的探索性实验。

例如，笔者在讲授“玻意耳定律”一节内容时将演示实验和学生实验“合二为一”。上课前笔者布置了一个探究性的问题：在常温常压下，气体的压强与体积有何关系？要求学生根据这两节内容设计实验。上课时将学生分成每二人一组进行探索研究，教师穿梭在学生中引导、点拨，最后由学生将实验结果汇总分析。很快学生就得出ρ₁V₁＝ρ₂V₂。在此全过程中学生思维活跃，精力集中，创造了一种近距离的物理意境。学生学得懂，记得清，印象深刻。效果比以前用两节课教学更好。这样既节约了时间，又再现了科学的探索过程；同时增强了学生的学习积极性，提高了学生的观察能力和实验操作能力；使学生的创新思维和创新能力都得到了发展，也可适应近几年来高考中新增的设计性实验。

（2）实验装置和实验方案的改进与创新

教学中为了帮助学生理解某些物理原理，尽管教材中没有规定做实验，也可以设计一些操作方法简单易行的实验，对有些难于理解的物理概念或基础理论，除了教材中规定的实验外，还可以设计一些新实验。如果所涉及的物理知识比较抽象，思维能力的要求较高，及对日常生活中一些物理现象的解释，可设计、开发一些有创意的实验。通过实验使学生感受到如何抓住重点，因陋就简地设计实验，学习设计实验的一些基本方法。

例如，完全失重是一个较难理解的物理概念，许多学生对于这一特殊情景发生的物理现象[如：做抛物运动的物体（包括水层间的压力为零）]，总感到疑虑。为了解决这个问题可以做下面的实验：

将易拉罐装满水，在侧面打一个小孔，水自然会从孔中流出来（图1）。再让易拉罐自由下落，就会惊奇地发现，处于在下落过程中水不再从孔中射出（图2）。现在，再在罐的底部开一小孔，再让易拉罐自由下落，水还会流出吗？实验结果水仍然不会从孔中射出（图3）。然后再把底部有孔的易拉罐竖直（或斜向上）抛，水还会流出吗？常规的思维是水必然会从孔中直射下来。但实验结果水仍然不会从孔中流出来（图4）。

做了上述实验后，学生对完全失重有了真切的感受，也有助于学生解决今后牵涉到的失重的习题。

（3）实验手段的改进与创新

要想获得好的实验效果，多样化的实验手段是必不可少的。对某些物理实验条件不易控制，或存在某种干扰而无法演示；实验效果不佳；实验时有危险；实验所需时间太长；实验时动态变化太快无法看清实验过程，只能看到最后的结果，而结果也很难反映原理，用传统的教学手段也很难表现“动”和“变”的结果。这时可先做实验或利用数码相机预先拍摄后与多媒体结合来演示相关的实验或模拟实验（模拟过程要尽可能接近于物理真实），并将实验过程进行重放、定格、缩放、慢镜头，让学生观察物理过程的全部。还可以对某些研究对象太大（如天体运动）或太小（如分子的热运动）；微观展示如a粒子散射、晶体结构等；运动的绝对性和相对性原理、物质的内部结构、电子绕核旋转、核反应、微小形变、布朗运动、电源内部电子和离子的移动，电动势的方向，电容器充放电的过程，两球碰撞时无压缩，后恢复过程中两球速度、加速度的变化等都可以通过多媒体技术进行情景创设，实验过程的模拟，物理进程的速度调节，微小过程的放大，实验现象的动态分析。利用以计算机为基础的多媒体技术将其制成教学软件，在课堂上放映，也能取得很好的效果。

（4）小实验的开发

物理教学中有许多课外小实验、小制作，如果教师引导得当，学生主动去做会获得意想不到的效果；这些课外小实验、小制作既具有器材简单易得、现象明显、节约、安全等优点，又具有良好的教学功能和教学效果，是当今实验教学改革的重要方向。新课程标准强调物理实验的探究活动，要求为学生创造动手做实验的机会，同时提倡物理实验的绿色化、安全化。因此，物理教师和实验室人员应结合教材内容因地制宜地积极开发物理教学中的课外小实验、小制作。

例如，利用常用物品（如可乐瓶）可以做很多有趣的实验，如自由落体运动和坚直上抛运动中的完全失重现象、反冲运动、水流星、静电除尘、音叉共鸣、研制水“火箭”等；利用玩具（如牛顿“秋千”、碰碰球等）可以做碰撞实验；利用家用电器（如电视机）可以做许多有趣的实验：电荷之间的作用、电子的扫描和视觉暂留、电子的扫描的周期等；利用新颖材料（如激光笔）做奇妙的反射演示实验现象。

三、加强物理实验教学与信息技术整合

现代信息技术的快速发展和网络技术的广泛应用给物理教学带来了深刻的变革，同时也为物理教学资源的开发和优化提供了前所未有的机遇。学校应创造条件，加强物理实验教学与信息技术的整合。首先，重视将信息技术应用到物理实验室，加快物理实验软件和实验教学多媒体课件的开发。如通过计算机实时测量、处理实验数据、分析实验结果，逐步建立数字化的实验室。多媒体课件与文字教材、投影片等传统的教学资源相比，它具有表现力强、交互性好、信息量大等优点，有利于创设形象、生动的物理实验教学情景，模拟那些复杂或不安全的实验过程，从而激发学生的实验探究兴趣。但是，目前这类资源较为缺乏、零散，难以满足物理实验教学的需要。因此物理教师应与计算机专业人员合作，根据教学内容特点和教学需要，尽可能开发实验教学的多媒体课件。其次，要抓好物理实验教学的网络资源建设。教师应当积极参与本校校园网的建设，不断补充物理实验教学研究最新成果的有关信息，丰富校园网上的物理实验教学资源，为学生创设基于网络下的自主学习环境，让学生学会独立学习和合作学习；充分利用电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上物理教育信息资源，使实验教学媒体从单一媒体向多种媒体转变；使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；使学生从单独的学习向合作学习转变。

四、编写物理实验教学资料

近几年来，我国广大物理教师对实验教学改革，尤其是实验仪器、实验方法的改进做了大量的探索，取得了不少成果。为此教师在物理实验教学中应根据教材内容，结合学生和学校的实际，从图书、期刊、网络等资源中精选适当的物理实验教学内容，精心编写有关指导学生开展实验探究活动的教学设计及实验改进、创新等方面的实验教学参考资料，以实现物理实验教学资源的共享，为提高物理实验教学质量服务。

五、结合身边的生活实际开发实验教学资源

家庭、学校、社会都有大量学生感兴趣的物理问题，物理实验教学资源的开发一定要因地制宜，紧密结合身边的生活实际使学生关心身边的物理现象，善于从物理的角度来看待自然界中丰富多彩的现象，让学生切实感受到物理广泛应用于生活及社会的各个领域。如家庭中新型电器、炊具中的物理原理；公共设施、交通工具中某些装置的物理原理；新型通信工具，等等。教师应选择与学生生活联系密切的素材用于教学。课堂教学中，教师可以选择可乐瓶、易拉罐、饮料瓶、吸管、电视机、玩具等生活中常见的物品来做物理实验。学生的课后作业也应该因地制宜地引导学生关注周围的生活，如游乐场中的物理，车站、码头上的物理，超级市场中的物理等。把这些与学生的生活密切相关的事物引入物理实验课，增加学生对物理课的亲切感。

六、关注学生在实验教学资源开发中的作用

实验教学资源的开发并不是教师的专利，学生也是实验教学资源的开发者。从这一角度看，学生也是物理实验教学的重要资源。教师应抓住时机，因势利导，创设实验问题情景，激发学生的参与意识，使学生有所发展，有所发现，有所创造，充分发挥学生在实验教学资源开发中的作用。这不但能培养学生的创新精神和实验探究能力，同时也能开发和积累更多的新的实验教学资源。

例如，笔者在准备讲授“光的衍射”时，上课前布置了一些探究性的问题，如你用什么办法能观察到光的衍射，请设计相应的实验。上课时不但课堂气氛活跃，而且学生设计的实验也让笔者大吃一惊：有利用人体来完成的，如眯起眼睛看灯就可以观察到衍射，将中指和食指相互靠近也可以观察到衍射；有利用身边的日常用品的，如用两支紧靠的铅笔平行于日光灯可以观察到衍射，在导电纸或黑纸上打一些光滑的孔径小于0．5mm为宜的微圆孔，点光源可用黑纸将普通灯泡遮住，在黑纸上开一小孔，孔对准灯丝。通过小孔观察3m处的点光源便能看到一圈圈彩色的小孔衍射图样。用刀片在暴光胶片的胶面上划一条狭缝，注意不要将胶片切断。通过狭缝观察较远处的日光灯，可看到单缝衍射条纹。用两张中间开孔的硬纸板夹住一片羽毛，通过羽毛观察点光源，若在晚上，可观察远处的路灯或车灯，都能看到漂亮的光栅衍射条纹。取一张光盘，将激光指示器发出的光以较大的入射角照射到光盘上，让反射光照射到白色的天花板上，便能观察到一道明暗相间的反射衍射条纹；有利用实验器材的：用游标卡尺的两脚间的细小的狭缝观察较远处的日光灯，即可看到单缝衍射条纹。

参考资料

1 钟启泉。基础教育课程改革纲要（试行）解读。上海：华东师范大学出版社，2001。

2 徐继存。论课程资源的开发与利用。学科教育，2002。

3 普通高中物理课程标准。北京：人民教育出版社，2003。

4 赵力红。高中物理探究性趣味实验。杭州：浙江大学出版社，2002。

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