基礎(chǔ)教育改革背景下物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革與實(shí)踐

袁 地 耿會(huì)娟 鞠 林 田俊龍

在基礎(chǔ)教育改革的背景下，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力及物理學(xué)科核心素養(yǎng)，成為中學(xué)物理教學(xué)重點(diǎn)研究的課題。對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō)，物理課程中要學(xué)習(xí)的內(nèi)容比較多，如物理基礎(chǔ)知識(shí)、物理基本技能等，這些內(nèi)容需要學(xué)生長(zhǎng)期堅(jiān)持積累。因此，在物理教學(xué)過(guò)程中，物理教師應(yīng)在傳授學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上[1]，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和物理核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在物理課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。

一、基礎(chǔ)教育改革的現(xiàn)狀與趨勢(shì)

（一）基礎(chǔ)教育改革的現(xiàn)狀

基礎(chǔ)教育經(jīng)過(guò)十余年的改革已取得了很大成就，比如，改革的總體目標(biāo)和所定的具體目標(biāo)得到初步實(shí)現(xiàn)，基礎(chǔ)教育改革自身要素不斷豐富、完善，改革的外在條件得到一定的保障。具體可以概括為以下三點(diǎn)。第一，教學(xué)理念不斷更新并廣泛傳播，構(gòu)建了新課程的基本體系，學(xué)生的實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫匠掷m(xù)提高，社會(huì)、家庭給予了基礎(chǔ)教育改革大力支持。第二，基礎(chǔ)教育的各種先進(jìn)教學(xué)思想、理念得到認(rèn)可、倡導(dǎo)，促進(jìn)了相應(yīng)的教育教學(xué)觀念、行為發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。第三，和諧的師生關(guān)系逐漸構(gòu)建，以生為本的教學(xué)理念不斷深入。

（二）基礎(chǔ)教育改革的趨勢(shì)

教育是不斷推動(dòng)人類進(jìn)步的重要途徑，基礎(chǔ)教育改革也應(yīng)推動(dòng)教育平等。社會(huì)在不斷發(fā)展的過(guò)程中，對(duì)人才的需求及對(duì)勞動(dòng)者的教育水平提出了更高的要求?；A(chǔ)教育改革在實(shí)現(xiàn)教育公平的基礎(chǔ)上，應(yīng)該做到教學(xué)評(píng)價(jià)盡量多元化，教育環(huán)境盡可能體現(xiàn)平等、公正。傳統(tǒng)教學(xué)方法不能滿足現(xiàn)代人才培養(yǎng)的需求，而基礎(chǔ)教育改革注重以生為本的教育教學(xué)理念。堅(jiān)持以生為本，在教學(xué)過(guò)程中突出學(xué)生的主體地位，這逐漸成為基礎(chǔ)教育改革的新趨勢(shì)[2]。在教育教學(xué)過(guò)程中，要體現(xiàn)教師對(duì)學(xué)生的人文關(guān)懷，轉(zhuǎn)變教育教學(xué)理念。

二、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在的問(wèn)題

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響

物理是一門自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)過(guò)程中占有重要地位。傳統(tǒng)的教學(xué)模式基本上是教師講、學(xué)生聽，雖然隨著社會(huì)不斷發(fā)展，科技水平不斷提高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式有一些改進(jìn)，但物理教學(xué)形式還是比較枯燥、單一化。這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性不夠，學(xué)生的思維得不到創(chuàng)新拓展，從而使物理教學(xué)效果達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的陳舊，在一定程度上妨礙了物理教學(xué)質(zhì)量的提高。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊、匱乏，教師未向?qū)W生講解一些物理學(xué)新科技及其應(yīng)用，教學(xué)方式單一，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣得不到很好的調(diào)動(dòng)，相應(yīng)的物理教學(xué)質(zhì)量得不到提高。另外，部分教師在物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講解上僅僅是按照教材教學(xué)，不能很好地對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行延伸。

（三）物理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)簡(jiǎn)單

學(xué)生通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)到了多少，需要進(jìn)行評(píng)價(jià)考核。但部分學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)比較簡(jiǎn)單，基本上是實(shí)驗(yàn)操作，按照實(shí)驗(yàn)步驟一步一步做完實(shí)驗(yàn)，然后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，缺乏創(chuàng)新，這樣的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)意義不大。這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)不重視，在學(xué)習(xí)中也不會(huì)充分思考、創(chuàng)新，很不利于學(xué)生以后的發(fā)展，學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力也難以得到提高。

三、完善物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

（一）精簡(jiǎn)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

物理學(xué)科的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步緊密相連，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、發(fā)展離不開相關(guān)的人才，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)人才方面至關(guān)重要[3]。合理適當(dāng)增加創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主動(dòng)性和積極性。將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)滲透于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也能使學(xué)生更加了解科學(xué)技術(shù)的前沿研究。因此，需要適當(dāng)精簡(jiǎn)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，大部分物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是驗(yàn)證性或者演示性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生了解、熟悉一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)還是有幫助的，也能夠幫助剛進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)室的管理規(guī)則，增強(qiáng)其實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)，幫助其掌握一些實(shí)驗(yàn)方法，從而為提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)水平以及進(jìn)行下一階段的實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，教師可以根據(jù)實(shí)際情況從中挑選一些具有代表性的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將其安排在前期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

（二）開拓創(chuàng)新，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備不斷更新，更為重要的是，原來(lái)一些沒(méi)有實(shí)驗(yàn)儀器可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，現(xiàn)在也可以通過(guò)新的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)，也可以根據(jù)一些物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)以及教學(xué)資源與特色，合理增加相應(yīng)的設(shè)計(jì)性、綜合性及創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。由于新增的這些設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較新穎別致，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比較巧妙，又貼近生活實(shí)際應(yīng)用，能夠很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以開闊學(xué)生的眼界，而且可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，提高其相應(yīng)的學(xué)科素養(yǎng)。

根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)方案，可以分類設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，比如綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。另外，任課教師也可以根據(jù)教學(xué)、相應(yīng)的科研項(xiàng)目或研究方向，針對(duì)學(xué)生自身的實(shí)際情況，有目的地設(shè)計(jì)出一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或?qū)嶒?yàn)環(huán)節(jié)。學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，根據(jù)自身的興趣、愛好，合理選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，分別獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。以上優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的措施，可以使學(xué)生實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的、積極自覺(jué)的學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。同時(shí)，也可以拓寬學(xué)生的視野，極大豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，提升其物理綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰4]。

（三）強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才培養(yǎng)方案中，需要增加一定的實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，通過(guò)安排實(shí)踐內(nèi)容，讓學(xué)生自己動(dòng)手操作。為了鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，優(yōu)秀的實(shí)踐基地必不可少，所以要積極建立一定數(shù)量的比較穩(wěn)定的實(shí)踐實(shí)習(xí)基地，以提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

（四）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

思維是推動(dòng)行為的一種強(qiáng)大動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的鑰匙。教師在教學(xué)過(guò)程中要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的多角度思維。對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)不要拘泥于形式，要敢于超越。傳統(tǒng)教育模式下，學(xué)生往往只是被動(dòng)接受知識(shí)，很少有自己獨(dú)立思考的時(shí)間和空間，即便很好地掌握了基礎(chǔ)知識(shí)，也難以激發(fā)相應(yīng)的創(chuàng)新思維，這就使得他們的創(chuàng)造力發(fā)展受阻，思維受到束縛。因此，教師要通過(guò)實(shí)驗(yàn)，采取不同的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維引導(dǎo)。

比如，為了培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將書本上的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，以更好地理解知識(shí)，讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。也可以根據(jù)學(xué)生或者學(xué)科的特點(diǎn)，通過(guò)多種途徑加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師必須樹立全新的教育觀念，重視學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。這要求教師要打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，讓學(xué)生在一個(gè)輕松的氛圍中開展實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)自主實(shí)驗(yàn)的意識(shí)，勇于探索，從中體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成功的快樂(lè)。實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的有效手段，可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和想象能力，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，不斷地尋找新的思路，嘗試新的方法，總結(jié)新的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律。

（五）加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量考核

第一，改革實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式。實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中一個(gè)重要的組成部分，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的檢驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的考核起到很重要的作用。教師也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)人才培養(yǎng)的質(zhì)量有更加清晰的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告在整個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)中占有很大比例，大部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容是一定的，主要包括實(shí)驗(yàn)名稱、目的、原理、儀器，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理，以及誤差討論、引起誤差的原因等。這種實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫模式?jīng)]有大的問(wèn)題，但是也存在一些不足，比如實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式單一，很難從中看出學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度、認(rèn)真程度，也不能很好地反映出學(xué)生的創(chuàng)新水平[5]。教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告很難判斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，也很難區(qū)分出不同學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，不利于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的推進(jìn)。因此，要改變實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告體現(xiàn)出不同學(xué)生的創(chuàng)新、操作實(shí)踐等能力。

改革實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式，也就是要根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，確定實(shí)驗(yàn)報(bào)告的模式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告盡可能體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，讓學(xué)生積極主動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)到知識(shí)。實(shí)驗(yàn)的種類有很多，所以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的模式有多種，應(yīng)做到實(shí)驗(yàn)報(bào)告模式多樣化。通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫模式，可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)主動(dòng)性，也可以提高學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量，做到不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有不同的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模式。

第二，更新物理實(shí)驗(yàn)考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方法。做好物理實(shí)驗(yàn)的考核和成績(jī)?cè)u(píng)定，對(duì)提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量有重要意義。基于傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)考核辦法，筆者所在的課題組進(jìn)行了一些積極探索。為了使實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新性在實(shí)驗(yàn)中較好地體現(xiàn)出來(lái)，可將有益的考核內(nèi)容引入評(píng)價(jià)體系中。比如，引入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以考核學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可以根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的獨(dú)立思考、創(chuàng)造性發(fā)揮進(jìn)行評(píng)定。

第三，對(duì)于有些學(xué)生做實(shí)驗(yàn)不積極、態(tài)度不端正的問(wèn)題也可以采取一些積極措施。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的快慢、好壞等情況，教師可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)控、考核以及后續(xù)反饋評(píng)價(jià)。根據(jù)實(shí)際情況，建立與完善有約束力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)督導(dǎo)機(jī)制。比如，要求學(xué)生課前簽到，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作表現(xiàn)進(jìn)行過(guò)程評(píng)價(jià)，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告整體情況進(jìn)行報(bào)告評(píng)定，綜合整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程再給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。通過(guò)不斷完善實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方式，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，確保物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量逐步提升[6-7]。

物理學(xué)是一門自然科學(xué)，通過(guò)學(xué)習(xí)物理，人們可以更好地認(rèn)識(shí)自然，從而達(dá)到利用物理推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的目的。基于基礎(chǔ)教育改革，重視實(shí)踐動(dòng)手能力，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以很好地促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的提升。因此，要改進(jìn)、優(yōu)化傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。通過(guò)分析物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中存在的問(wèn)題，利用不同方法，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到督促和激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要作用。改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是時(shí)代發(fā)展的需要，不進(jìn)行改革就不能很好地提高物理教學(xué)質(zhì)量。從某種意義上說(shuō)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的變革，對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高和綜合素質(zhì)的提升都有著重要作用。