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物理实验教学与农村学生物理学习的关系研究

摘要：中学物理教学，特别是初二物理教学属于初中生正式学习物理知识的启蒙阶段。按物理新课程改革要求，初中物理教学需重视针对初中生具体学习现状的特殊性教学。本论文基于笔者在昆明市禄劝县撒营盘镇中学顶岗实习的观察与分析,就当前农村物理实验教学中存在的问题进行总结，并在此基础上提出相应的解决措施。通过探究实验在初中物理教学活动中的重要地位和作用，结合新课改的要求分析科学探究的构成要素和基本能力要求,尝试性地给出了改进农村物理实验教学的有关建议。
关键词：农村初中；物理实验；物理教学
0 引言
物理学是一门以实验为基础的学科。实验是物理学的重要组成部分，在教学中有特殊的地位，是加强基础知识教学不可缺少的环节。它不仅有助学生形成正确的概念，加深对规律的理解，增强分析、解决问题的能力，而且能直接培养学生用实验验证和探索规律的能力，是其它任何手段不能替代的。如何使实验课发挥提高教学质量、造就开拓性人才的作用，是物理教学改革的重要课题之一。然而，在教学实践中我们看到以讲代做、“黑板实验”的现象仍时有发生，这是一个较普遍的问题。即使能进行的实验仍有不少问题，诸如学生实验中存在着课前不预习，课内不动手，课后不总结，演示实验可见度低，实验成功率不高等问题。如何改变这种现状，是每一个物理教师都面对的首要课题。
探究性实验对培养学生的学习兴趣和思维具有积极作用，并且能培养学生的观察能力，进而对提高学生的物理成绩有促进作用。在新课改下，探究性实验在物理实验中占有重要的地位，特别对培养学生的综合能力有显著作用。
1 探究实验在初中物理教学活动中的重要地位和作用
爱因斯坦曾经说过，科学是永无止境的，它是一个永恒之谜，要揭示科学之谜，必须进行科学探究实验。科学探究实验是物理学课程的重要内容，是培养学生观察能力、动手能力、组织能力、操作能力和创新发明能力的重要方法，而初中物理学中的每一个概念、规律、公式都是通过物理实验得出的，所以实验是完成物理教学活动不可缺少的主要环节和重要手段[1]。
1.1 探究实验是培养学生的创新精神、创新能力和创新发明行为的集中体现
世界著名的发明家爱迪生，在一生中完成的2000多个发明创造中，经历了成千上万次的实验，如为了寻找白炽灯丝的耐高温材料，他先后做了1600多种材料的实验，最后获得了成功，并沿用至今。正是他这种在实验中孜孜以求的创新精神，才使他获得了如此巨大的成就，这足以说明探究实验是培养创新发明人才不可缺少的主要环节和重要手段。
1.2 物理学是一门以观察和探究实验为基础的科学
实验大致分为科学验证性实验和科学探究性实验，科学探究性实验的基本环节是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估交流与合作[2]。
在物理教学中，能按照这几个环节进行演示实验或探究实验，可以给学生自由发展和充分展示个性提供广阔的空间，也可以培养学生敢于提问，勇于探索，进行交流，发现物理规律的能力，从而增强学生的自信心，熟练掌握自主学习的方法。因此，实验是培养学生自主学习能力，获取新知识不可缺少的主要教学环节和重要手段。
若能按照现代物理科学探究实验的基本环节进行教学，可以改变教学过程中过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手、亲身经历获取知识的全过程，培养学生收集处理信息的能力以及交流合作的能力，所以探究实验是改变传统教学模式，实施现代教育新理念不可缺少的主要教学环节和重要手段[2]。
2 农村中学物理探究实验教学的现状
在撒营盘抵岗实习的三个月中，通过问卷调查、观摩教学活动的全过程、与教师座谈、调查访问学生后可知当地农村中学实验教学的基本现状是：
一方面，实验器材不齐全，实验人员不配套。只配备有兼职的物理实验保管员，没有一个学校配备有专业、专职的物理实验员。
另一方面，物理任课教师对物理实验教学的积极性不足，物理实验教学准备不主动、不充分。总体上看本年度实验教学完成的个数占应完成实验总数的百分比约在15%-85%之间，其基本情况是：
其一，有现存实验器材，无需花更多时间准备的实验，是做了的，约占实验总数的10%。
其二，有器材，但要花费大量时间去准备的实验，很少有教师组织学生一道去完成。做了的约占实验总数的5%。
其三，大多数实验是通过：教师讲实验、黑板上画实验、课堂上读实验、课后背实验来完成实验教学的。这样的实验教学方法能行吗？能应付“昆明市理科实验操作考试”吗？然而，在实验操作考试之前，任课教师在知道实验操作考试题和评分标准之后，由学校和任课教师一道针对考试内容，再组织学生进行集体集中强化训练。学生通过背实验后来参加实验操作考试，这样的实验教学不利于学生的各种能力的培养，也不适应现代教育的发展，不能完成教学大纲赋予我们的教学任务。
初中物理实验教学大多数还停留在“粉笔”时代，这在很大程度上限制了新课程的实施，从而使新课程的实施就如同无源之水，无本之木，为什么会出现上述状况呢？
3 农村中学在物理探究实验教学中存在的主要问题和困难
3.1 农村中学经济落后、资金短缺，使得实验课所需的人力、物力、财力资源严重不足
农村中学许多学校只有教室，根本就没有物理实验室，也没有专业实验员，实验器材短缺，多数设备不配套，很多演示实验和探究实验根本无法有效开展。
3.2 在农村中学中，对实验教学的重视程度不够，从某种程度上扼杀了物理教师进行实验教学的积极性
具体体现为物理教师的待遇比语、数、外任课教师的待遇要低一个档次。如部分学校对物理教师的课时津贴的计算量不足，比语、数、外就少一些，与其它无实验的科目一个标准，也无实验补助津贴，造成物理教师的心理不平衡。在实验教学时就大打折扣，无心花费更多的时间和更多的精力去准备实验或更深层次地去进行实验创新[3]。
3.3 部分物理任课教师对实验教学的认识程度不到位
部分物理教师对物理实验教学的认识粗浅，还仍然停留在应试教育的认识水平阶段，认为实验可做可不做，觉得做实验既耗时，又麻烦。教师讲实验，或在黑板上画实验，既省时，又轻松。有的教师干脆多补几节理论课，将实验集中起来满堂灌，让学生囫囵吞枣，死记硬背实验，学生在参加期末统考时，考出的成绩名次同样能排在同年级同科的前矛，同样能受到所有领导和家长的好评[4]。
3.4 在部分演示实验中，许多仪器由于尺寸太小，可见度较差，学生不容易观察清楚
另外，有个别教师由于课前准备不充分，再加之实验经验不足，课堂演示实验时，器材的位置放得过低，后面大部分的学生无法观察清楚实验的全过程，并且实验过程也没有按照科学实验的基本环节去做，实验目的不够明确，无法让学生在实验中学会问、学会猜、学会做、学会想、学会相互合作，没有注意对学生进行养成科学的探究实验方法和创新能力的培养[5]。
4农村中学生的物理学习水平现状
4.1 缺少主动性
有些学生在学习过程中懒于动脑，很少或者根本没有预习复习的习惯，上课时老师讲什么便学什么，被动接受老师提供的现成答案，不能积极、主动地思考，更缺乏创新意识和精神，学习停留在机械记忆的低水平状态[6]。特别是对于实验课更是如此。
4.2 注意力差　
注意力是贯穿整个心理过程的一种心理品质。在实习的教学过程中发现，许多学习困难的学生表现出注意力不能持久的特性。上课时，他们的注意力容易涣散，处于一种失神状态，时常是书也不翻，笔也不动，或者趴在座位上睡觉；或者在桌面上及书上胡乱涂鸦；或者做与本堂课无关的作业，一心多用。
4.3 学习缺乏兴趣
绝大多数学生对物理学习的基本心态是积极和健康的，对物理学习有天然的兴趣。但缺乏较稳定的动力。在学习过程中，学生应保持和激发积极的情绪状态，满腔热情地投入到学习中去。然而总有些学生表现得不求上进、学习懒散，没有一点学习劲头和良好的学习状态。兴趣是人们积极认识某种事物或关心某种活动的心理倾向。一个对某一学科产生强烈而稳定兴趣的学生，就会把这门学科作为自己的主攻目标，就会产生强大的学习动力，从而大大提高学习效率。但是相当一部分学生没有感受到学习的快乐，对学科学习的兴趣不大。
4.4 自我定位失当　
有一部分同学自我评价过高，认为自己聪明，盲目自负，甚至不把老师看在眼里，把老师的激励性的评价当作自负的一个条件，这在一部分男生中表现比较突出；另一部分同学则自我评价过低，认为自己笨，什么都不如别人；一次考试的不理想；一次课堂提问没有回答上来；或者回答错了，都会产生严重的自卑心理。[4]这种情况在一部分女学生中表现比较突出，她们最容易过分焦虑，尤其学期大考前，会出现这样那样的身体不适，这些都是过分焦虑的表现。无论自我评价过高或是过低，都是自我认知的一种错误，会对学习产生消极影响。
5 农村中学物理探究实验教学的对策
5.1 建议上级相关部门要重视物理探究实验教学
在经济条件允许的情况下，尽可能地给学校下拨适当的经费，学校再挤出一部分经费，用来建立健全实验室。添制齐备的物理实验器材。同时，各校应配备具有专业技术水平的物理实验员，并由上级主管部门发文，重新明确在新形势下，在新一轮教学改革中，物理保管员、物理实验员、物理任课教师各自在物理实验教学中的职责、任务和作用，以及三者之间的关系[7]。
5.2 建议上级主管部门和各学校建立一套完善的责任机制和激励机制
首先，责任机制中应要求每位教师必须按照新课程编排的内容和新课程目标，每期如实完成新课程中所编排的每个实验，并跟踪实验过程和效果，教师不能只是简单的讲实验、画实验，实验不是游戏，不能让实验走过场。演示实验和学生实验都要遵循探究实验的基本环节，要以学生为主体，面向全体学生，不能让学生只感到好玩，更重要的是让学生通过各种探究实验，培养学生的观察能力、操作能力。开发学生的创新思维能力，让学生在实验中亲身经历获取知识的全过程[8]。
其次，教师在上实验（无论演示实验还是学生分组实验）课之前，教师必须亲自操作，掌握实验技巧，分析弄清实验过程中成败的关键因素，减小误差，克服错误，排除干扰，提高实验的成功率。
其三，在激励机制中，提高物理教师的待遇，鼓励教师积极主动地开展实验创新活动，探究开发课程资源，改进课程中的繁、难实验，不但要充分利用现有的实验器材做好各种实验，还要鼓励教师和学生一道，利用身边随手可得的物品和材料，通过研创改进后进行实验教学，这样既拉近了物理与现实生活的距离，又是一项创新活动，也是培养创造发明人才的一种具体表现。
5.3 建议相关主管部门和领导，组织物理教师进行长期培训
组织教师进行多方面、多方位、深层次的物理实验教学观念和实验操作等方面的培训，转变教师陈旧的应试教育观[9]。同时，同类别的学校之间，以及同一学校内的各物理教师之间，要进行物理实验教学的探究和交流，相互借鉴，取长补短，使每位物理教师都有熟练准确的实验操作技能，并能熟练地应用科学探究实验的基本环节严格教学，以达到培养学生的创新思维能力和创造发明能力，提高学生综合素质的目标[10]。
5.4 建议相关部门和领导，对教师的考核、对学生的考试进行改革
中考这根指挥棒指向何方，教师和学生就奔向何方，对教师的考核成绩评定的方法，不能只用所教学科的期末统考成绩进行排名，同时，期终统考试题的命题内容，应侧重于知识技能、创新思维和创新能力方面的考查，淡化简单的死记硬背的书本知识的考试，从根本上调动物理教师完成科学物理实验的主动性和积极性[11]。
5.5 建议各位物理任课教师和物理实验员，利用身边随手可得的物品和材料进行实验创新
对于新课程中有相当难度（效果不明显，无相关器材，不易演示）的实验进行改进和创新，使它能达到相同的实验效果，这就要求教师把课程中的实验教学和日常生活联系起来，运用创新思维，用身边随手可得的物品或材料进行实验创新探究，以诱导学生潜在的创新能力[12]。
笔者在撒营盘镇中学实习时，在讲解在沪科版8年级物理《看不见的运动》一节，“分子间的空隙”的内容中，教材是这样编排的，将两个量筒内的等体积的酒精与水倒在同一量筒内，而总体积小于它们的体积之和。学生很难理解是由于体积较小的水分子跑到了空隙较大的酒精分子中间去了。为了让学生较为清楚地理解，组成物质的分子之间存在空隙，可先建立分子模型，即将圆形豆类颗粒（类比分子）装入600ml的透明塑料矿泉水空瓶内，装满后压紧，给学生介绍，物质中的分子（相当于圆形的球体）就这样一个紧挨一个地组成了物质，紧接着让学生探究观察这些“分子”之间有空隙吗？再把体积相同而豆类体积大小不同的豌豆和绿豆混合在一起后。观察它的总体积将怎样变化，你发现了总体积变小的原因吗？这时学生很容易得出，是因分子之间存在空隙，还可以运用这样的分子模型来探究固体分子在原位置的振动规律和液体分子的流动性。对物理现象进行动态分析，提高学生的抽象思维能力。
在日常生活中，能用来做探究实验的器材或材料非常之多，重在我们每位教师如何去发现，如何去创新，我们要善于从学生认识的角度去理解、分析、加工所授教材的内容，让学生成为学习的主人，在物理实验教学领域中，掀起一场改革的“风暴”，使物理实验教学为课堂教学注入勃勃的生机与活力，让我们为培养更多的具有创造发明思维能力、创造发明行为能力的现代科学社会接班人，而在教育前线努力奋斗[13]。
5.6 注重演示实验与探究实验并进的教学模式
学生实验和演示实验是物理实验教学的两大组成部分。已有的实验探究性教学研究仅着重在学生动手实验的探究性教学研究，而对演示实验的涉及不多。在演示实验中渗透探究性教学思想，进行演示实验的探索性教学，从而使物理实验的教学取得良好的效果，学生的探究学习能力得到更多机会的培养和提高[14]。
在新的时代背景下，仅以传授知识或解题技巧为教学目标已不能满足时代对人才的需求，学会学习是更高层次的要求，实验探究性教学重视学生学习的过程，更能体现人类认识未知世界时的本来面貌，它为知识和能力培养的有机结合提供了可能。因此，实验中“探究”成为我们关注的焦点。以兴趣为学习的起点，激发学习动机，提高批判性思维能力，训练思维能力，训练思维策略和科学推理技巧，培养坚韧不拔的科学探究精神和创新精神成为我们追求的目标[15]。
物理学是一门以实验为基础的科学。所有的物理知识，包括物理概念、定律和理论，都是在实验的基础上建立起来的。因此，培养学生的实验技能，了解物理学的研究方法，培养严格的实事求是的科学态度，对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的基础作用。而能否开足、开好物理实验教学尤其是探究性物理实验是物理教育教学改革的关键。

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A research of the connection between the physics experiment teaching and the rural physics of study

Abstract:Physics teaching in a middle school,especially the physics teaching of grade two belongs to the enlightment stage to the students who begin to learn Physics.It is essential to pay more attention to the specific details of the present situation in the middle school of Physics teaching.This paper is based on the observations and analysis of the writer who did a tutoring in Kunming Luquan Camp Township Middle School, focusing in the problems that exist in the current rural physics experiment teaching, made a finally summarizes and provided some corresponding measures.Through studing the importent status and impact of the experiment in the Physics teaching,according the requirments of the new curriculum reform to analysis the elements of scientific inquiry and the basic requirements of ability,having a try to provide some proposals to promote the Physics experiment teaching in the rural areas.

Keywords:the rural middle school;Physics experiment;the Physics teaching