1、 2011年海南?。ǔ踔形锢恚┠旰Ｄ鲜。ǔ踔形锢恚?實驗室建設與實驗教學培訓實驗室建設與實驗教學培訓 實驗教學的意義與方法實驗教學的意義與方法 黃田炳黃田炳 電話：電話海南省電教館海南省電教館 課標試用本：實驗是物理教學的重要組成部分，實驗教學是落實物理課程目標，全面提高學生科學素養的重要途徑。要發揮實驗在物理教學中的重要作用，需要正確認識物理實驗的教學目標，注意把握實驗教學的特點，并合理開發實驗教學的課程資源。 實驗教學在物理教學中具有不可替代的地位和作用 目前沒有任何一種形式的教育教學活動，能夠發揮比實驗教學在實踐能力、創新精神和創新能力培養方面，發揮更大、更好的

2、作用而取代實驗教學的地位。如果離開了實驗，就是所謂的紙上談兵。從一定意義上說，實驗室是許多理科知識的誕生地，是科學技術的搖籃。牛頓“三大定律”、“焦耳定律”、“光的反射定律”等等；還有達爾文如果沒有那次長達5年的環球旅行，他的物種起源就不會因為有那樣豐富的內容和具有說服力而轟動整個世界。兩千多年前農耕時代的孔老夫子也不只是閉門教書，他也領著他的弟子周游列國（周游列國實際上就是一種社會實踐教學活動），難怪儒學至今仍然對社會具有那么深刻的影響。更何況現在國家加大了教育投入，我們現在已經進入了科學技術飛速發展的信息時代，我們還能離開實驗教學，用嘴說實驗？在黑板上畫實驗嗎？如果再那樣“說”下去、“畫”

3、下去，那就不是在教書育人了，而是在貽誤下一代，貽誤祖國的未來。 教育教學最有效的方法之一就是理論聯系實際，實驗教學、實踐學習就是最好的、最有效地理論聯系實際。 新新課標課標義務教育義務教育 物理實驗教學的理念和方法物理實驗教學的理念和方法 課程改革的重點之一是如何促進學生學習方式的改變，而學習方式的改變意味著個人與世界關系的轉變，意味著存在的方式的轉變。 科學類基礎教育課程是以提高國民素質為宗旨，以培養創新精神和實踐能力為重點，強調課程要促進每個學生身心健康發展，培養良好品德，滿足每位學生終身發展的需要，培養學生終身學習的愿望和能力。 實驗是物理課程改革的重要環節，是落實物理課程目標、全面提高

4、學生科學素養的重要途徑，也是物理課程改革的重要條件和重要課程資源。 學生學習目的可歸結為三句話： 掌握生存的知識和技能，以便獨立地面對世界； 遵從生活的規則與規律，以便和諧地與人相處； 探索生命的價值與意義，以便有尊嚴地立于天地之間。一、物理實驗教學理念一、物理實驗教學理念二、初中物理實驗的類型二、初中物理實驗的類型三、科學探究三、科學探究四、教學實驗四、教學實驗五、物理學習內容在五、物理學習內容在課標課標與與大綱大綱的要求的要求比較比較一、物理實驗教學理念一、物理實驗教學理念 根據新的教學理念及由此產生的新的課程標準對實驗的表述，對比舊課程，及實際教學活動中的感受與體驗，我們不難發現新課程實

5、驗教學的理念轉變表現在以下方面： （1） 使實驗從作為知識灌輸、學習的基礎轉變為促進學生日后發展的重要基礎之一。 （2）教從為“教”設計實驗向為“學”設計實驗轉變，讓實驗更好地配合學生的主動有效學習。 （3）從只重視培養實驗操作能力向培養實驗操作能力和培養實驗思維能力并重轉變。 （4）從為學生的課內學習設計實驗向為學生的課內學習和課外學習相結合設計實驗的轉變，適應探究性、開放式學習的需要。（5）從教師壟斷實驗選題和方案設計向教師吸引、指導、幫助學生參與實驗選題和方案設計轉變（科學探究不拘泥于教材、教科書）；（6）從只注意傳統性課內實驗研究向重視開發性研究和創新設計，開發與完善結合轉變（如歷年省

6、中考科學探究題的設計）；（7）從只應用近代實驗方法向適當應用現代實驗的方法和儀器，重視中學實驗的現代化轉變；（8）重視理論與實際的結合，重視物理實驗與生活、技術的聯系，注意用探究實驗的方法解決實際問題； (9)從“單兵作戰”的自發研究向群體性研究與團隊研究的“兩條腿走路”轉變； (10)重視綠色物理與可持續發展在實驗中的體現。 二、初中物理實驗的類型二、初中物理實驗的類型 物理是一門以實驗為基礎的自然科學，教學離不開觀察和實驗。中學物理實驗及實驗教學內容中，從功能和作用層面看，可歸納出為四大類型： 1、獲取實驗數據（前置性、陳述性實驗知識和能力）； 2、規范實驗操作（條件性、程序性實驗知識和能

7、力）； 3、形成物理概念（條件性、策略性實驗知識和能力）； 4、發現物理規律（條件性、策略性實驗知識和能力）。 如長度、質量的測量（1類）；天平、電流表的使用（2類）；質量、浮力概念教學（3類）；歐姆定律、流體的壓強與流速的關系（4類）。 從操作層面分，可歸納為演示實驗；學生實驗；科學探究實驗。還可以說：驗證實驗，探究實驗，規范實驗操作實驗。 根據實驗功能和類型，相當部分實驗要用探究的方法實施實驗教學。三、科學探究三、科學探究 物理課程標準指出：“科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。將科學探究列入內容標準，旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化，從學生被動

8、接受知識向主動獲取知識轉化，從而培養學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神?！?“學習在科學探究活動中，通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神?！闭n程標準的以上陳述，闡明了科學探究在義務教育階段物理課程中的重要意義和原則要求，倡導探究性學習。 1、科學探究不僅是教學方法，也是教學內容 過去也談要使學生通過實驗、思考，自己獲得知識；理由是這樣的學習使學生對知識的理解更深刻、更會運用、更不容易忘記。其實這樣做的著眼點仍然只是知識，與課程標準的三維課程目標并不一致。 在課程標準中，科學探

9、究不僅是一種教學形式，也是一個教學內容，在課程標準中，“科學探究”是與“科學內容”并列的。教材編者所關注的，不僅是使學生通過探究活動獲得知識，而且要使學生通過探究活動學習怎樣進行探究。后者對學生的今后發展和面對生活更為重要，這方面教材也做了充分的考慮。 為使學生學習探究，在八年級（上），最初的幾個探究都是非常簡單的、定性的，例如第14頁“探究：聲音怎樣從發聲的物體傳播到遠處？”、第21頁“探究：響度與什么因素有關？”這幾個探究都是一兩步就能解決的。此后的幾個探究逐漸復雜，到八年級（上）的最后，關于串、并聯電路電流、電壓關系的探究已經是十分完整的、典型的探究活動了（旁注探究的環節）。然而，整個八

10、年級的探究仍然比較單純，線索清晰，教學中的不確定因素較少。九年級的探究活動則高出了一個層次。 九年級第13頁“探究：同種物質的質量和體積的關系”、第43頁“探究：重力的大小跟什么因素有關？”要用圖像處理數據；第35頁“探究：摩擦力對物體運動的影響”要求兩次改變實驗條件（控制變量）；第38頁“探究：二力平衡的條件”、第83頁“探究：浮力的大小等于什么？”，實驗的設計需要教師提示；第100頁“探究：斜面的機械效率”需要較復雜的數字計算 可以看出，這套教材的確是把“怎樣進行探究”當做一個教學內容來處理的，它像物理知識的學習一樣，也需要循序漸進。 2、科學探究（是一種）精神，貫徹了全書 在新的課程理念

11、中，科學探究不僅是一種教學方式、一個教學內容，同時還是一種精神。對未知事物的探索精神貫穿本套教材的始終。實驗器材的教學就是一例。 過去我們認為，實驗器材的使用只能用“灌輸”的方式，否則可能引起人身傷害、儀器損壞，或形成不良習慣。實際上，學生今后在生活中、工作中遇到新器材，需要摸索其使用方法的場合是很多的，這種能力是一種十分重要的能力。出于這樣的考慮，教材對天平使用方法的教學進行了較大的改革。 首先，幾個強制性的要求還是需要的，但這只限于保護人身和器材的安全（九年級第10頁天平的使用，上部的1、2、3）。即使是強制性的要求，本書也要求學生“逐條分析，如果不按這些要求做，會出現什么問題”（該頁旁批

12、）。 關于天平以及其他器材的使用，本書有兩個原則：一是器材不局限于某種形式、某種規格（如托盤天平還是學生天平），二是盡量讓學生邊思考邊操作，自己摸索，從中學到規律性的東西。 從這兩個原則出發，本書把天平的使用放到“想想做做”欄目中，引導學生在四個方面進行思考和嘗試性操作（九年級，第10頁至11頁）。這樣做可以避免學生死記操作步驟，使學生養成思考的習慣，學會思考?？疾閷W生的學習時，也不只考查是否會用課堂上使用過的天平，而是看學生會不會用另一種“沒講過”的天平臺秤（第12頁圖1024）。如果會用了，說明學生學會了天平的原理，以后遇到這類器材都會用了。 在本書八年級（上），電流表、電壓表的使用方法，

13、九年級 “探究：彈簧測力計的使用”也有類似的特點 探究精神還表現在是否具有提出問題的意識。每章最后的欄目“我還想知道”，目的在于鼓勵學生提出科學問題，并把這些問題表達出來。欄目的第一行是示范，由學生填寫下面的空白。教師的注意力應放在“鼓勵”提問和讓學生試圖表達，問題的恰當與否并不重要，教師可以不做解答。 教材安排了許多sts(科學、技術、社會)內容，介紹、探討科學技術與社會之間相互關聯的知識和問題，也體現科學的巨大應用和魅力。3、科學探究是創造性活動 關于科學探究，課程標準歸納出了幾個要素，這是為了便于學生對科學探究進行分析。實際上，正因為科學探究活動是創造性活動，所以不會有完全相同的兩次科學

14、探究。教學中應該注意不能使學生誤認為科學探究有現成的“套路”。 為了使學生明確探究的要素，在八年級（上），敘述探究的課文旁邊有批注，指明這里是提出問題、這里是猜想和假設到了九年級，因為學生對科學探究的幾個要素已經有所了解，這樣的批注就不出現了，以避免形式主義。4、科學探究重在參與、重在過程 科學探究是落實三維課程目標的重要途徑。尤其是過程與方法、情感態度與價值觀方面的目標，只有在科學探究的過程中進行體驗，才能實現。以往的教學過分重視終結性的要求，為了改變師生這樣的習慣，本書特意安排了一些探究活動，課程標準對這些探究的結果并沒有終結性要求。這樣更有利于師生在教學中把注意力集中在探究的過程上。這類

15、例子有九年級第100頁“探究：斜面的機械效率”、第111頁“探究：比較不同物質的吸熱能力”。進行其他探究活動時，也應更多地讓學生體驗探究的過程。5、科學探究過程包括以下七要素 提出問題：發現問題，表述問題，有科學探究價值的意識。 猜想與假設：根據問題做出有根據的猜想，根據可能進行推測和假設，并 認識其重要性。 制定計劃與設計實驗：明確實驗條件和目的計劃及設計實驗，選擇探究方 法及器材，有考慮到影響因素和控制變量法的意識，認識計劃及設計實驗的重要性。 進行實驗與收集證據：根據觀察和實驗收集數據，能通過公共信息資源收集資料，篩選和評估信息的科學性，會讀說明書和根據說明書操作儀表和讀數，正確記錄使用

16、數據并認識其重要性，有安全意識。 分析與論證；能描述數據和信息，對數據進行比較，能根據相關數據、信息進行簡單的因果推理，經歷歸納科學規律的過程，能描述和解釋探究結果，認識分析論證的重要性。 評估；有評估結果的意識，明白假設和結果間的差異，嘗試新的探究方法，能發現新的問題，有吸取經驗與教訓意識，認識評估的意義。 交流與合作。能寫實驗報告，有準確表達意見的意識，合作中注意堅持原則和尊重他人，認識合作的重要性，有團隊精神。四、科學實驗與教學實驗對比四、科學實驗與教學實驗對比科學實驗教學實驗目的 發現新形象，探索新問題。 幫助學生掌握知識和學習方法，培養能力，提高素質。內容 由需要探究的新問題而定。內

17、容是新的，一般是未知的。 按一定的教學目標設計，根據教學實際的需要安排，比較成熟的。形式 通過實驗觀察、測量、記錄、計算和分析，總結出規律的探究實驗。 有肯定的結果，易得到結論，探究、演示和學生實驗相結合。模仿、再現科學實驗。 教學實驗包括演示實驗、學生實驗和探究實驗。 課程標準沒有象原來的教學大綱那樣剛性地規定若干個“必做、必考”的學生實驗，但是對學生實驗的要求實際上是加強了。遵照課程標準的要求，新教科書的學生實驗有兩個特點。 第一，本書的科學探究全部是實驗性探究，其絕大部分要求學生自己動手操作。過去的初中實驗全部是驗證性實驗或測量性實驗。相比之下，本書的探究性實驗在操作上的要求可能與之相仿

18、，有的甚至還要低一些，但在科學方法和科學價值觀的教育上，要求卻高得多。 第二，本書利用身邊易得的材料所做的實驗比過去多。這樣處理的目的不只因為一些學校的條件還不是很好，更多的考慮是，這樣做可以使學生感到科學并不神秘、科學就在我身邊。用身邊易得的材料做實驗，它在情感、態度、價值觀方面的教育價值不容忽視。 總的說來，對學生實驗的要求比過去高了。學生在整個學習過程中，如果哪一節課沒有動手做實驗，這節課恐怕是有很大缺欠的。1、強調學生是學習的主人 為了使學生的知識來源扎實，規律性知識的學習來龍去脈清楚，盡量安排探究性的學習活動。 安排的探究性學習活動，具有實驗操作方便、規律性強、結論容易獲得的特點，適

19、宜初中學生探究。學生通過進行自主研究，體驗科學研究的過程，受到科學研究方法的教育；從收集的證據中，總結和歸納出規律性的知識，初步學習歸納的方法；從獲得的成功中獲得愉悅，有成就感，為提高學習能力和自信心打基礎。 2、教材的編寫力求提高學生學習的興趣 首先，注意從生活走向物理。從學生熟悉的生活現象引入教學內容，或回應教學內容，例如生活中常見的青蛙鳴叫、紅外線和紫外線的應用、電話和無線通信、連通器、浮力現象、抽水機等。 第二，注意從學生的認知能力出發，在現象的對比中發展學生的學習興趣，例如比較小小的蟬的口器和龐大的駱駝產生的壓強，期望學生在現象的對比中，提升對科學理念本質的認識，在對科學的理解中，獲

20、得和發展興趣。3、強調實驗的作用 物理學是一門以實驗為基礎的科學，它的基本研究方法之一是實驗。教材一如既往，仍然突出實驗在教學中的作用，盡量安排教師的演示實驗和學生動手操作的實驗活動，讓學生在觀察演示實驗和自己親身的實驗中，經過觀察、體驗的過程，從中獲得最直接的、生動的實驗事實，為理解物理概念和規律打好基礎。課本不僅對教師的演示實驗提出要求，還提供了大量的照片圖，還在想想做做、動手動腦學物理等欄目中，提供了大量的實踐性的活動，期望學生在實踐性學習活動實驗過程中，體會和感悟實驗方法對物理學習的重要性，激發學習物理的興趣。同時，感受到物理實驗的真正意義和價值。 4、實驗教學的研究方法 （1）控制變

21、量法 控制變量法是初中物理實驗中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。所謂控制變量法是指為了研究某物理量同影響它的多個因素中的一個因素的關系，可將除了這個因素以外的其它因素人為地控制起來，使其保持不變，再比較、研究該物理量與該因素之間的關系，得出結論，然后再綜合起來得出規律的方法。 如，探究導體的電阻跟什么因素有關；研究壓強；歐姆定律的研究等等都用到控制變量法。（2）等效替代法 等效替代法是指在研究某一個物理現象和規律中，因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制，不可以或很難直接揭示物理本質，而采取與之相似或有共同特征的等效現象來替代的方法。這種方法若運用恰當，不僅能順利得出結論，而且容易

22、被學生接受和理解。 例如，在探究平面鏡成像規律的實驗中，用玻璃板替代了平面鏡，因兩者在成像特征上有共同之處，容易使學生接受，而玻璃板又是透明的，能通過它觀察到玻璃板后面的蠟燭，便于研究成像的特點，揭示規律。又如在學習伏安法測電阻之后，要求學生設計一個實驗，在缺少電壓表或電流表，其它器材不變，另有一個已知阻值的定值電阻供選用，要求測出未知電阻，應該怎么辦？學生就可以用等效替代的思想進行設計了（用已知阻值的定值電阻和電流表或電壓表測電壓或電流）。 （3）轉換法 有的物理現象不便于直接觀察，有的物理量不便于直接測量，常常借助于力、熱、光、電或機械等手段的相互轉換，實現觀察效果明顯的目的。通過轉換為容

23、易測量到與之相等或與之相關聯的物理現象，從而獲得結論的方法。 譬如，在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中，電流通過電阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較，而我們通過轉換為讓煤油吸熱，觀察煤油溫度變化情況，從而推導出哪個電阻放熱多。彈簧秤、握力計等是把力的大小轉化為彈簧的伸長量或指針的偏轉角度。電流表測電流、電壓表測電壓等實驗也都是轉換成指針的偏轉來進行觀察的。 （4）類比法 類比法是一種推理方法。為了把要表達的物理問題說清楚、明白，往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物，來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物，或通過借助于一個比較熟悉的對象的某些特征，去理解和掌握另一個有相似性的對象的某些特征。 如：在研究電壓的作用