新课程背景下初中物理实验教学探讨

摘要：本文围绕新课程的基本理念，阐述了中学物理实验教学存在的问题，探究新课程背景下探究实验教学改革中应该改进和完善的问题，并提出培养学生对物理实验的自主性，积极性和创造性的观点，以及辅助实验教学手段的应用和课外实验的开发等。

关键词：新课程实验教学实验手段课外实验

新课程改革从实验到推广已经走过了七年多的历程。回首这七年的新课改，无论是教学思想和教学方法都有了翻天覆地的变化，让人耳目一新，给人以生机勃勃的感觉。培养出的学生思维敏捷，创新能力强，突出了学生的个性，这说明新课程改革初见成效。作为课改实验区老师的我也伴随新课改一起成长，这里我谈谈自己在新课程改革中针对物理实验教学的一些认识和体会。

为了培养学生的创新精神和实践能力，新课程标准要求：必须将学习重心从过分强调知识的传授和积累向知识的探究转化，将学习过程从知识的被动接受向知识的主动获取转化。这就要求物理教师开展好实验探究教学。

一、初中物理实验探究教学的现状

作为课改实验区的老师我访问过很多的学校，有城镇中学，也有农村中学，也和参加课改的老师们接触和倾谈的比较多。就目前而言，城镇中学的实验课开展的比较好，而农村的实验教学相对要差一些。

对于城镇中学来说，功能室齐备，实验设备、器材齐全，实验课开展较好。但是，个别老师为了赶教学进度，一味地上新课，占用学生实验的时间，学生实验开展得不尽人意。他们忽略了实验在教学中的地位和作用，“听一听，不在心；看一看，懂一半；练一练，心智能力都发展”。只有当学生自己动手做、动手练，对知识和技能掌握才牢固。

而部分农村学校的实验课就变了样。个别学校没有规范的实验室，有的学校实验器材不齐备，有的学校有实验器材却放在仓库里无人问津。实验课就凭老师一张嘴，学生实验变成了演示实验，演示实验变成了老师讲实验，实验教学就这样一而再，再而三地打了折扣。不过有的老师做得很好，在实验器材不足的情况下，千方百计想办法，从生活中找器材、找设备，自制了不少经典的实验器具。

记得我到一个偏远的农村学校去听课时，有个老师正在讲液体内部压强，在没有规范的实验器材有情况下要让学生理解液体内部压强这样抽象的知识的确难度很大。这个老师制作了个简单的器材，通过简单的实验让学生理解了“液体内部压强随深度增加而增大”。他的方法是：（如图）用一个小一点的薄壁塑料药瓶，在瓶盖上开个小孔插一根细玻璃管，用胶水把瓶盖和玻璃管间的缝隙密封，在玻璃管滴一滴红墨水柱。将这个薄壁塑料药瓶放入液体中，放到深度较大的位置时红墨水柱就升高，放到深度较小处时红墨水柱就降低。这就让学生非常容易归纳出“液体内部压强随深度增加而增大”的结论。

朱正元教授曾说过“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，的确，就地取材，随时实验，可以使学生感到物理学就在自己身边，研究物理学并不神秘，从而调动学生学习的积极性、主动性，养成实验习惯，提高实验技能，培养创造能力。

这说明实验课的开展，并不全是受条件限制和制约的，只要我们态度端正、观念明确，是可以较好地开展好物理实验教学的。

二、新课改下的初中物理探究实验改革

实验教学是研究科技、发展科技的前提，实验教学的改革将大大加强它应有的和重要的素质教育功能。目前我国正面对走向世界的重大挑战，对人才的培养也有了新的要求，我们必须对一向被人们忽视的实验教学进行改革，把它从薄弱的环节提高到重要的地位上来。

（一）新课程中实验教学必须转变实验观念

据我了解，一般的老师在物理实验教学中，更多的是把物理实验作为物理学科理论教学的辅助手段，物理实验的教育功能也仅停留在培养学生智力、操作技能、提高学习兴趣、调节课程气氛上，而忽视了实验教学对学生的非智力因素和其它素质的全面发展的重要作用。我们教育者必须努力转变实验观，要对实验教学有一个全面的和科学的认识，真正意识到实验教学本身独特而重要的素质教育功能。实验观念的转变是新课程改革中实验改革的前提和保障，思想是行为的指南，只有我们教育者的思想转变了，才会引起我们实验教学实践的转变和改革。

（二）新课程初中物理实验教学

1．定制实验探究目标

实验探究目标是整个实验教学活动的出发点和最终归宿，它对实验教学起着导向作用，它也制约着实验教学设计的方向，也决定着实验教学过程的实施和实验教学评价的开展。在初中物理课堂教学实践中，必须有合理的、明确的、细致的、可以量化的实验探究目标。说简单一些，就是要让教师自己明确这个探究实验或这节实验探究课要达到什么目的，要让学生通过实验探究掌握什么技能，归纳出什么结论。实验探究目标不宜定制过多，但要定制确切，从而发挥其在整个实验教学中的功能。

例如：有的老师只要是用到电流表的探究实验就提出“练习电流表的使用方法”的目标，用到温度计的实验就提出“练习温度计的使用”的目标等等。这样提实验探究目标那可以说就是敷衍和应付。如果在“探究串、并联电路电流的规律”中提出“练习电流表的使用方法”的目标就比较恰当，学生才学习了电流表的使用规则，理当练习；若在“测量小灯泡的电功率”的实验中提出这样的实验目标就不妥当了，因为在做这个实验之前，电流表学生已经使用很多次了，已经很熟习使用方法了，再提这个实验探究目标就没有必要了。

在初中物理新课程标准中提到，实验探究目标是让学生经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参与和科学技术有关的社会活动，在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识。让学生具有创新意识，能独立思考，勇于有根据地怀疑，养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神；关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立正确的科学观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。

2．探究实验教学因素的优化

实验教学因素包括实验教师、学生、实验教学内容以及实验教学环境等，共同构建了实验教学系统。在实验教学的实施过程中，实验教师的作用至关重要。实验教师要根据具体的教学内容，灵活地选用教学方法，合理地使用教学媒体，创设适宜轻松的教学环境，充分调动学生的主动性、积极性和自主性。协调好各要素之间的关系，实现教学过程的最优化，最大地发挥实验教学的教育教学功能，从而促进学生主体的全面发展。

一般来说，实验探究课学生的兴趣是很浓厚的，学生的探究积极性是很高的，只要我们充分抓住学生的探究欲望和兴趣，合理地组织实验探究，学生的探究实验就会取得意想不到的效果。在物理实验教学中，尽可能让学生动手做实验，就应该创造条件让学生动手做，让学生在动手中观察思考、讨论分析、推理、判断，自己去发现问题、解决问题和得出结论，使实验探究的过程成为学生再发现的创新过程。例如：在学习“液化现象”时，课本上有压缩体积液化的演示实验，而没有降温液化的实验，我们可以把化学中制取蒸馏水的实验搬过来演示。而这部分教学内容刚好在初冬季节，气温较低，也可以让学生对着铁皮文具盒或玻璃窗的玻璃呵气，不一会铁皮文具盒或玻璃窗上就会出现很多小水珠，让学生体会、研究实验现象，得出结论。由于学生的个体差异，在实验分组中要注意学生的搭配，操作能力强的和操作能力差的搭配、基础知识过硬的和基础知识差的搭配。否则有的小组实验探究开展的有声有色，而有的小组却冷冷清清，一塌糊涂。

在分组实验的时候，教师不但要注意各实验小组的活动，如：各小组器材是否有问题，各小组是否动手，各小组的实验进度，各小组的实验数据等，还要对有困难的小组要及时帮助指导，还要注意到组内每个人的活动，基础好、操作能力强、性格外向的学生次次做，而其他同学坐着看，没有达到人人操作、人人动手。针对上述情况，实验教师在分组实验时可以这样安排：每次实验时，由实验小组组长任命一人为主，其他为辅，轮流做主，使全体学生的动手能力都能提高。

3．学生自主实验探究能力的培养

在物理实验中，我们可以激励学生不限于课本中的器材，将器材开放，让学生根据实验的目的和原理去设计实验，鼓励学生写出有独立见解的实验报告，然后根据不同的实验类型，在课堂上进行交流，分析得出合理的器材与步骤，这样就把以往学生抄实验报告改变为发散思维的过程，如在讲到用天平和量筒测量液体密度时，有些学生把课本中的玻璃杯换成了口杯等，在步骤上，有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入，还有些学生在步骤上先称空杯的质量，再称倒入盐水后的总质量……等等。对于器材的选择，我们要表扬了学生肯动脑筋；在步骤上出要肯定了将盐水全部倒入的合理性，并对先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法进行了讨论，分析这种方法在理论上是可以的，但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时，由于杯底和杯壁还粘有盐水，使测得的体积小于杯中原有盐水的体积，会造成较大的误差。这样使学生感到有一种成就的喜悦，师生探究的快乐，极大调动了学生学习物理的兴趣，也使学生的创新能力在实验探究中潜移默化地得到培养。

4．新课程中物理实验教学应注意的几个问题

（1）选用适当的方法设计实验

设计实验的方法有很多种，合理地设计实验，是探究实验的前提。实验老师选择一定的设计实验方法，做到心中有数，不搞盲目实验教学。

实验探究设计的基本方法可归纳为下面几种：

①平衡法：用于设计测量仪器。用已知量去检测另一些物理量，例如：使用天平、弹簧秤、温度计、比重计等测量工具进行测量实验。

②转换法：借助于力、热、光、电现象的相互转换实行间接测量，例如：使用电子温度计进行测量温度；使用频闪摄影探究物体的运动；研究坚硬物体的形变［用一个厚玻璃瓶，在瓶盖上开个小孔插一根细玻璃管，用胶水把瓶盖和玻璃管间的缝隙密封，在玻璃瓶中装满水并上升到玻璃管中一段，当用力压玻璃瓶外壁时，玻璃管中的水柱就会上升。（如图）］等等。

③放大法：利用迭加、反射等原理将微小量放大为可测量，例如：螺旋测微器的使用、测细铜丝直径、测一张薄纸的厚度等。

（2）新课程中物理实验要注重培养操作能力

操作能力主要是对基本仪器的使用和数据读出能力，仪器、设备的组装或连接能力，故障的排除能力等三方面的培养。

①基本仪器及规范使用。

初中物理学生实验涉及的基本仪器主要有：米尺、天平、停表、弹簧测力计、温度计、电流表、电压表、变阻器等。

其使用的规范要求：a．了解仪器的使用方法，明确测量范围（量程）和精密程度（分度值）；b．对某些仪器使用前的调零或记下零点误差；c．牢记使用规则和操作程序；d．正确读取数据。

②仪器、设备的组装或连接。

要进行一个物理实验总是需要先把各个仪器、部件、设备组装起来，并要求装配和连接必须正确无误，具体要求是，布局要合理，要便于观察和操作；连接要正确、简单；实验前要检查，必要时进行预备性调节。例如：对于一个电路的连接，我们一般是让学生按照电路图从电源正极出发沿电流方向进行连接，亦可从电源负极出发逆着电流方向进行连接，连接完成后要认真检查连接的正确性，甚至进行试触，以检查连接的正确性。但是如果有的学生，抽象思维敏捷，他不从电源开始连接，也不顺着电流方向或逆着电流方向连接，只要他连接正确，我们也不要批评他，反而要给予肯定。

③探究实验故障的排除。

实验中的故障排除，不但是一种操作能力。它涉及对实验原理的掌握程度，分析处理问题的方法，对各部件工作情况的了解等，是一种综合运用能力。例如：

如图所示是小王同学连接的实验电路，当开关闭合时，两个小灯泡都不亮，小王用一段导线来检查该电路的故障。用电压表并联到L₁两端，电压表无示数；用电压表并联到L_２两端，电压表仍无示数。则电路的故障可能是什么？这是一个综合性强的问题，要涉及到很多知识。比如：串联电路的电压特点；电压表的操作规则等等。

（3）新课程中物理实验要注重培养观察能力

中学物理实验中的观察是一种有目的、有计划而且比较持久的思维知觉。一般需要重点观察实验的基本仪器、实验的设备和装置，实验中的各种物理现象和数据、图像、图表，以及教师的规范化操作等。

物理实验观察，通常采用的方法有：比较观察法和归纳观察法。

①比较观察法：人们认识事物、现象，往往是通过对两个事物、现象的对比，或把某一现象发生变化的前、后情况进行比较来实现的。

例如：在学习沸腾现象时，可以观察液体沸腾前和沸腾时的情况进行比较，细致、敏捷、全面、准确地得到沸腾含义；我们还可以人为地控制条件，使液体分别在常压、加压、减压的比较下沸腾，总结同一种液体，沸点随外界气压变化而改变。

②归纳观察法：总结一些现象的一般规律，反映现象的实质时，或研究一些涉及变化因素较多的问题时，通常采用归纳观察法。即，通过对个别现象分别进行观察，得到一些个别的结论，再分析、归纳，从而得出一般规律。例如：我们做滚摆实验时，通过观察滚摆在上升和下降时速度的变化来分析它动能和势能的转化。

三、辅助实验手段的应用

（一）多媒体辅助实验教学

多媒体辅助实验教学是采用直观方法展示事物的本质和内在联系，它具有声像并茂，形象鲜艳，再现迅速，感染力强，能突破时空限制等特点，并适合青少年的年龄特征，极大地提高了学生的学习兴趣。它的运用弥补了传统实验教学的局限性，能充分地把教师、学生与实验融为一体，增加了演示实验的可见度和清晰度，提高了学生的多种感官效能，降低了学生的感觉阈限，让多媒体辅助教学与实验演示产生珠联璧合的最佳效应，是其它方法难以做到的。

1．多媒体辅助实验教学提高实验的可见度和清晰度。

对实验过程和现象的观察是物理实验教学的重要环节。借助多媒体辅助实验教学为学生创设观察的通道，将实验现象投影放大，能增加可见度，缩短观察时间，提高实验效果。

例如在做“海波的熔化”的演示实验时，我们会遇到几个问题。一、远处的学生看不清海波状态的变化和温度计示数的变化；二、由于海波纯度的影响，固体海波在温度未达到48℃时就开始熔化了。把海波熔化的实验做成CAI课件，就可以让所有的学生看到在理想状态下的海波熔化现象了，这对学生理解晶体熔化时温度保持不变有很大的帮助。

当我们向学生展示一些较小或复杂的实验器材时，常常会担心学生看不清楚而不能认识各部分的名称。例如：我们在教学认识内燃机结构时，即使我们用内燃机模型给学生讲解，但可见度仍会让部分学生分不清各部分的名称。我们借助CAI课件和Flash动画来讲解内燃机的结构就容易的多了。老师讲得轻松，学生理解也快，这就大大地降低了实验的难度。

我们在演示动能和弹性势能相互转化的实验时，会遇到这样的问题，由于木球撞击弹簧片、弹簧片弯曲形变、弹簧片恢复形变反推木球的过程发生时间太短，学生根本就看不到实验现象。通过CAI课件，可以把实验的过程放慢，让学生看到木球慢慢地撞击弹簧片，弹簧片慢慢变弯曲发生形变，老师再暂停动画讲解：此过程中木球的动能转化为弹簧片的弹性势能；老师再接着放动画，弹簧片恢复形变，将木球反弹回去，此过程中弹簧片的弹性势能又转化为木球的动能。这样通过CAI课件的慢放，学生也就详细地看到了整个实验的过程，较容易理解其中的能量转化。

2．多媒体辅助实验教学增强演示实验的效果。

部分物理演示实验可见度小，演示效果不佳，很难突破教学难点和重点。尤其是后排的学生很难看清实验操作的方法和发生的现象，影响学生情绪，也影响了实验教学的效果。借助多媒体辅助实验教学使学生容易理解和接受。

例如：学习“牛顿第一定律”中的演示实验，演示在三种情况下（平面上铺毛巾、白布、木板），同一辆小车保持从同一高度由静止开始下滑，观察小车在三种不同物体表面上的运动情况。实验演示效果并不理想，只是从生活经验中得到结论。把它制成CAI课件，学生非常直观地看到了平面越光滑，小车在水平面上滑行得越远。在此基础上，学生很容易理解牛顿第一定律所说的“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态”。

3．多媒体辅助实验教学可优化实验操作步骤的讲解。

将实验指导，规范的操作方法制成CAI课件，这样就把实验过程清楚地显示出来，优化了实验操作步骤的讲解，使学生对操作步骤和方法以及操作要领获得深刻印象，在操作的同时，对照投影内容及时调查，较好地解决了用大量时间去讲解实验步骤的问题。使学生有充足的时间动手操作，同时教师也有时间深入到学生中去指导，提高实验的成功率。

例如：用伏安法测电阻的实验中，要分别观察电流表、电压表，调零电流表、电压表，移动滑动变阻器等等，中间实验小步骤多，难度较大，把它制成CAI课件在屏幕上显示并结合讲解，使学生较好地、较快地掌握实验步骤和方法，这样学生的操作速度加快，错误减少，大大节约了时间，成功率明显提高，多数同学获得较为满意的效果。再如：用电流表测电流实验时，对电流表的使用初学者经常出错，通过CAI课件显示出电流从正极流入，负极流出，电流表串接，根据量程正确读数，如果并接或反接易烧毁，用其它颜色强调量程，这样比较形象、直观，使学生留下深刻的印象。

（二）数码展示台辅助实验教学

多媒体辅助实验教学形象、直观、可见度大。但有它的缺点，那就是容易让学生产生不真实的想法，很大程度上降低实验的真实性，所以多媒体辅助实验手段不能代替演示实验。

我们在演示一些微观的、不易观察的实验现象，为了让学生能够更清晰、更直观地观察实验器材和实验现象，我们对所演示的实验进行数码投影不防是个好办法。它可以把实验器材放大，形象在展示在屏幕上，还能把实验过程、实验现象实况展示在学生面前。

例如：使用螺旋测微器来测量，教师拿着螺旋测微器讲其组成、结构和工作原理以及使用方法，由于可见度小，收效甚微，而把螺旋测微器放到数码展示台上投影到屏幕上给学生讲解其结构和工作原理，学生就容易接受多了。在使用时，旋动旋转旋钮和微调旋钮，测微螺杆向右移动的距离就是所测长度，这个距离的整数部分由固定刻度上读出，小数部分由可动刻度上读出，用一根钢针指着进行读数，使学生观察得清清楚楚，很快掌握其使用方法。

再如：磁场的演示实验。过去我们的做法是，先把六个小磁针放在讲桌上围成一个圆圈状，中间放一个条形磁铁，观察小磁针南、北极的方向变化。但是，由于讲桌较高不利于学生观察，前排学生能看得见一些，后排的学生就一点也看不到了。为了解决这一问题，我把这个实验放在数码展示台上做。具体做法是，在展示台上铺一张纸（避免实验器具划伤展示台），将六个小磁针放到展示台上围成一个圈，介绍完实验原理及小磁针南北极后，把条形磁铁放在小磁针围成的圆圈中间，这样实验现象即可通过展示台投影到屏幕上，实时、准确地呈现出实验现象，全体学生都可以清晰及时地观察，而且还有助于激发学生的观察兴趣，集中学生的注意力。

将电教媒体科学地运用于中学物理实验教学，与实验教学相互交融，有机结合，将弥补实验操作中由于器材、环境等原因造成的不足，是提高中学物理实验教学质量的有效途径。

四、课外实验的开发

新课标提出这样的理念：从生活走向物理，从物理走向社会。物理课程应贴近学生生活，符合学生认知特点，激发并保持学生的学习兴趣，通过探索物理现象，揭示隐藏其中的物理规律，并将其应用于生产生活实际，培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。通过从自然、生活到物理的认识过程，激发学生的求知欲，让学生领略自然现象中的美妙与和谐，培养学生终身的探索兴趣。

物理课由于实验多，往往是学生最爱上的课，注意力最集中的课。但是长时间的一成不变，学生的兴趣也会大打折扣。多开展课外实验，是课堂实验的有效补充，也让物理学更贴近生活，让学生感到物理就是身边、科学就在身边。我常常在备课时就设计了一些简单课外实验，让学生下课后、回家后去做。不但可以巩固基础知识、培养学生的能力、激发学生的兴趣，最大的好处是让大多数学生有成就感，其效果胜过做几道书面题。

在学习了光的色散后，我发现很多学生很快就忘记了白光由七种色光组成的。于是我就利用活动课的时间带着学生做了一次人造彩虹。烈日下，我端着一碗水和学生来到操场中间，学生们用各种眼神望着我，怀疑的、惊奇的、钦佩的。我用力喝了一口水，使劲喷出去，阳光下，一道小小的彩虹瞬间出现在我喷出的水雾中。学生那个兴奋劲足啊！一阵狂呼，校长还以为出了什么事。之后，学生各自端一碗水都来研究这人造彩虹，居然还有学生总结出要背对阳光才能看见彩虹的结论。从此，在学生的心中彩虹再也不是科幻中描述的那么神奇了。

在学习了物体的浮沉条件后，我安排学生回家用盐水和鸡蛋继续做实验。第二天，有个学生拿着一个鸡蛋来找我，说：“老师，为什么我家的鸡蛋不沉于水？不是说鸡蛋的密度大于清水的密度吗？”这可为难我了，望着这奇怪的鸡蛋，还真不好给学生解释。突然我想起小时候帮父母收稻谷时水田中那一个个漂浮的臭鸭蛋，终于有了答案：“你家的鸡蛋变质了，臭了。”学生小心的敲破蛋壳，一股臭味喷了出来，我们都笑了。

课外小实验及小制作是课内演示实验、学生实验的有效补充，是以学生独立为主的实践活动。在选题、取材、时间、空间上都比课堂教学有更大的灵活性，可以在相当大的程度上让学生独立操作、独立思考和独立解决问题，因此有利于学生施展聪明才智，培养能力，发挥创造力。学生从独立实践中，能够不断获得正反两方面的经验和教训，这是教学手段所无法传递的教育信息。

实验探究能力很大程度上影响了学生将来的发展方向，世界上许多发达国家重视实验教学的经验值得我们借鉴。德国物理教育界流传着这样一种说法：“没有实验的课，不算是一堂成功的课”。德国的物理教师除了极少数纯理论课没有实验外，一般每堂课要做2-3个实验。美国物理教师更重视实验探究，在他们上的每一节课中至少要做一个实验。有的是课本上要求的实验，有的是他们自己设计的实验，学生课堂上动手活动量较大，有半数以上的课是在实验室渡过的。可想而知，实验探究教学在中学物理教学中的重要地位。大量的信息资料显示：没有一定数量、质量演示实验的物理课是不成功的课；学生实验开展得不好的物理教学不能称其为合格的教学。

参考文献：

[1]马世红．设计性研究性物理实验的实践情况[J]．物理实验，2004．11

[2]杨述武．漫谈物理实验教学改革 [J]．物理实验,2004．3

[3]钟启泉等．新课程的理念与创新[M]．北京：高等教育出版社,2003

[4]宋善炎．物理教学论[M]．长沙：湖南师范大学出版社,2002

【新课程背景下初中物理实验教学探讨】相关文章：

★ 新课程物理教学如何培养学生的实验创新能力