中學實驗教學研究

1、<p>　　羈腿螇螞芇膈蕆袇膃膇蕿蝕聿膆螞袆羅芆莁蠆袁芅蒄襖膀芄蚆蚇膆芃螈羂肁節(jié)蒈螅羇芁薀羈袃芀蚃螃膂莀莂罿肈荿蒄螂羄莈薇羇袀莇蝿螀艿莆葿蚃膅蒞薁袈肁莄蚃蟻羇莄莃袇袃蒃蒅蠆膁蒂薈裊肇蒁蝕蚈羃蒀蒀袃罿葿薂螆羋蒈蚄羈膄蒈螇螄肀蕆蒆羀羆肅蕿螃袂膂蟻羈膀膂莀螁肆膁薃羆肂膀蚅衿羈腿螇螞芇膈蕆袇膃膇蕿蝕聿膆螞袆羅芆莁蠆袁芅蒄襖膀芄蚆蚇膆芃螈羂肁節(jié)蒈螅羇芁薀羈袃芀蚃螃膂莀莂罿肈荿蒄螂羄莈薇羇袀莇蝿螀艿莆葿蚃膅蒞薁袈肁莄蚃蟻羇莄莃袇袃蒃蒅蠆膁

2、蒂薈裊肇蒁蝕蚈羃蒀蒀袃罿葿薂螆羋蒈蚄羈膄蒈螇螄肀蕆蒆羀羆肅蕿螃袂膂蟻羈膀膂莀螁肆膁薃羆肂膀蚅衿羈腿螇螞芇膈蕆袇膃膇蕿蝕聿膆螞袆羅芆莁蠆袁芅蒄襖膀芄蚆蚇膆芃螈羂肁節(jié)蒈螅羇芁薀羈袃芀蚃螃膂莀莂罿肈荿蒄螂羄莈薇羇袀莇蝿螀艿莆葿蚃膅蒞薁袈肁莄蚃蟻羇莄莃袇袃蒃蒅蠆膁蒂薈裊肇蒁蝕蚈羃蒀蒀袃罿葿薂螆羋蒈蚄羈膄蒈螇螄肀蕆蒆羀羆肅蕿螃袂膂蟻羈膀膂莀螁肆膁薃羆肂膀蚅衿羈腿螇螞芇膈蕆袇膃膇蕿蝕聿膆螞袆羅芆莁蠆袁芅蒄襖膀芄蚆蚇膆芃螈羂肁節(jié)蒈 <

3、;/p><p><b>　　中學實驗教學研究</b></p><p><b>　　一、實驗教學的概念</b></p><p><b>　　1、國外</b></p><p>　　十九世紀初期，科學開始進入學校。從那時起，實驗教學就在科學教材中占有重要的地位。在使用美國英語的國家，實驗

4、教學是“l(fā)aboratory activities”；在使用英國英語的國家，實驗教學被稱為“practical activities”。在科學進入課堂的將近200年時間里，實驗在科學教育中使用的很頻繁，以至于人們感覺對這一術語沒有必要進行定義。學校實驗包涵著一系列豐富的內(nèi)涵。V.N.Lunetta等人認為學校實驗這一術語是指在學校環(huán)境中，學生接觸具體物體或二手的數(shù)據(jù)（例如天文照片和虛擬實驗等），來觀察和理解物質世界的經(jīng)歷（The ter

5、ms have meant experiences in school settings where students interact with materials to observe and understand the natural world）。這些活動既包括學生個人的實驗、小組或班級的演示實驗，也包括持續(xù)數(shù)周的探究或項目研究（project），以及在校外進行的相關活動。</p><p>　　在韋氏大

6、詞典中，experiment的詞義是為了揭示未知事物所進行的活動或過程；laboratory的詞義是進行科學實驗或研究的地方或建筑物；demonstration的詞義是使事情變得明顯、易懂的活動、過程或手段。</p><p><b>　　2、國內(nèi)</b></p><p>　　意大利人、耶穌會士利瑪竇（Matteo Ricci,1552-1610）于明末（1582年）來

7、華，以此為標志，我國的西學東漸活動開始，西方的科學技術知識開始傳入中國，我國也進入近代科學的萌芽階段。在西學東漸的大背景下，大量的科學著作被帶到中國，并通過口授或者翻譯為國人了解。在這一過程中，科學術語也隨之翻譯過來。在我國物理學發(fā)展早期，對其影響最深的是由江南制造局翻譯的《物理學》。這本書是日本的物理學家飯盛挺造編著，騰田豐八和王季烈翻譯的。這是中國第一部全面系統(tǒng)的物理學書籍，我國的“物理學”這一術語也是在這本書中開始被使用的。在這本

8、書中，experiment被譯為“試驗”。</p><p>　　在洋務運動推動下，1862年清政府設立了京師同文館，1866年同文館增設天算館，1888年增設格致館，自此物理學在各級各類學校開始開課講授。在解放前，我國科學教學方法深受美國杜威的影響，陶行知的思想具有代表性。在此期間，自制簡單儀器的思想也已出現(xiàn)（解放后，這一思想由朱正元等推廣）。查找中國期刊全文數(shù)據(jù)庫和20世紀我國中小學物理學科課程標準和教學大剛發(fā)

9、現(xiàn)，在解放前演示實驗被稱為“表演實驗”或“示教實驗”，直到解放后1956年，“演示實驗”這一術語才出現(xiàn)在中學物理教學大綱中，與此同時，其它的稱呼也隨之消失。雷樹人最早使用演示實驗這一術語。教學實驗術語的變化原因可能是在解放后，教育界全面學習蘇聯(lián)，“演示實驗”可能是由俄語翻譯而來的。在解放后對我國物理教育界影響較大的是前蘇聯(lián)的茲那敏斯基，他的著作《中學物理教學法》對我國教學論教材的結構影響深遠。與此同時，在前蘇聯(lián)教育思想的影響下，課外實驗

10、這種實驗類型也在教學中出現(xiàn)。 </p><p><b>　　3、實驗教學的概念</b></p><p>　?。?）物理實驗是有目的、有計劃地運用儀器、設備，在人為控制條件下，使物理現(xiàn)象反復再現(xiàn)，從而進行認真觀測，獲取大量資料的一種科學研究方法。物理實驗的主要特點有二：一是可控性，二是可重復性。在物理教學中做的物理實驗是物理教學實驗，新課程注重科學探究，實質上是注重真正

11、體現(xiàn)物理學研究過程和方法的物理實驗。物理實驗教學在新課程實施中占有重要地位。</p><p>　?。?）在生物學教學活動中，以實驗作為重要教學內(nèi)容的教學，稱為生物學實驗教學。具體說是指根據(jù)生物學的教學目的、學生的認知水平、教學條件，有目的地安排、設計一些類似科學實驗的模式、程序，在規(guī)定的較短時間內(nèi)進行實驗操作，以達到實驗目的要求的教學實踐活動。（陳繼貞等，生物學實驗教學研究，科學出版社，2004年6月）。<

12、/p><p>　?。?）化學實驗是實驗者根據(jù)化學實驗目的，運用一定的科學儀器和設備等物質手段，在人為的控制實驗條件、變革實驗對象的條件下，通過實驗觀察獲得各種化學科學事實的一種研究方法。在化學教學中，化學實驗是學生學習化學知識、訓練化學實驗技能、培養(yǎng)以實驗能力為主的多種能力的實踐性教學活動和方法手段。（文慶城，化學實驗教學研究，科學出版社，2003年9月）。</p><p><b>

13、　　4、實驗教學的作用</b></p><p>　　教學實驗和科學實驗在本質上有許多共同之處。教學實驗是有選擇地把一部分研究或探索物理現(xiàn)象和規(guī)律的實驗和事實，在集中的時間內(nèi)顯現(xiàn)給學生、教給學生。它既是物理教學的重要基礎，又是物理教學的重要內(nèi)容、方法和手段。實驗在物理教學中的地位和實驗本身的特點，決定了它在物理教學中起著重要的作用。主要表現(xiàn)在以下幾方面：</p><p>　　（1

14、）．激發(fā)學生的興趣和求知欲</p><p>　　中學生有著強烈的好奇心和求知欲，而物理實驗具有真實、直觀、形象和生動的特點，易于激發(fā)學生的興趣。學生觀察老師做實驗，自然會產(chǎn)生自己動手的欲望?？吹綄嶋H的物理現(xiàn)象和情景，學生會產(chǎn)生探其究竟、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后的規(guī)律的求知欲望。</p><p>　?。?）．創(chuàng)設有效學習環(huán)境、促進學生對知識的掌握</p><p>　　物理概念和規(guī)

15、律是從大量的具體事例中抽象出來的。實驗可以提供精心選擇的、經(jīng)過簡化和純化了的感性材料，能使學生對物理事實形成明確具體的認識?！拔衣犃?，會忘記；我看了，能記?。晃易隽?，才理解?！边@是對實驗與掌握知識的關系的通俗概括。讓學生進入實驗情景，在教師的引導下，通過觀察、實驗、操作等親身實驗體驗，主動去探索新知識、獲得新知識，是使學生牢固掌握知識的有效途徑，也是教師突破教學重點難點、提高教學質量的重要保證。</p><p>

16、　?。?）．訓練學生的科學方法</p><p>　　物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，許多科學方法是在物理實驗中形成的，如控制變量法、圖像法、歸納法等等。在實驗教學中，通過讓學生經(jīng)歷觀察、思考、合理測量、處理數(shù)據(jù)、分析與論證等過程，切身體會實驗科學的研究過程和研究方法，有助于學生提高科學探究能力，加深對所學知識的信任度和理解力；可以使學生逐步掌握和運用各種實驗方法和手段；同時有利于培養(yǎng)學生科學的觀察習慣、正確的

17、操作方法和實事求是的科學態(tài)度。</p><p>　?。?）．培養(yǎng)學生的實驗能力</p><p>　　物理實驗教學有助于培養(yǎng)各方面的實驗能力。通過觀察實驗現(xiàn)象、可以培養(yǎng)學生敏銳的感知和觀察能力；通過親自動手，可以培養(yǎng)學生的操作能力，包括基本儀器的使用、數(shù)據(jù)的讀取、儀器設備的組裝、故障的排除等；通過分析和處理實驗數(shù)據(jù)，進行比較、判斷和推理，可以培養(yǎng)學生的思維能力；通過設計實驗，可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)

18、新能力。</p><p>　?。?）．培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和情感</p><p>　　實驗除了對知識的掌握、技能的提高和方法的學習有明顯的作用之外，對非智力因素的培養(yǎng)也有顯著的作用。實驗不僅能培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，而且有助于學生產(chǎn)生熱愛科學、尊重科學規(guī)律、勇于克服困難、想要進行科學探索的情感。</p><p>　　總之，通過實驗教學，可以使學生的科學素養(yǎng)得到全面

19、發(fā)展。</p><p>　　如上所述，實驗在中學物理教學中有著十分重要的地位和作用。在中學階段，物理實驗教學的任務主要有以下幾方面：</p><p>　?。?）獲取和鞏固物理學的理論知識，學會測量某些物理量。</p><p>　?。?）學會使用基本物理儀器。</p><p>　?。?）明確進行物理實驗的一般規(guī)范。</p><

20、;p>　?。?）能按要求正確完成實驗操作，分析和處理所得實驗數(shù)據(jù)。</p><p>　　（5）學習操作物理實驗儀器、觀察物理現(xiàn)象的基本技能、技巧。</p><p>　?。?）學習和初步運用誤差理論。</p><p>　?。?）明了觀察和實驗手段研究物理現(xiàn)象的基本程序。</p><p>　?。?）培養(yǎng)學生在物理實驗中的觀察、思維和操作能力

21、。</p><p>　　（9）使學生端正實驗態(tài)度，養(yǎng)成良好習慣，培養(yǎng)探索精神。</p><p>　?。?0）使學生感受學習物理的樂趣，激發(fā)求知欲和動手操作興趣。</p><p><b>　　二、實驗教學的現(xiàn)狀</b></p><p>　　1、國內(nèi)實驗教學現(xiàn)狀—“行動上的巨人，思想上的矮子” </p><

22、;p>　　實驗教學研究涉及到實驗教學的方方面面，研究人員的層次豐富，研究成果的數(shù)量龐大，同時成果的檔次也有差別，為了能高效地確定我國實驗教學研究的現(xiàn)狀，選擇博士論文和代表性的期刊做為研究對象。在期刊中，選擇《課程?教材?教法》、《物理實驗》和《實驗教學與儀器》三份對實驗研究有代表性的期刊，《課程?教材?教法》是基礎教育理論研究水平較高的期刊，而《物理實驗》主要是面向高等教育物理實驗教學人員，《實驗教學與儀器》主要是面向基礎教育實驗

23、教學教師，由于對三份期刊的文獻分析有相同的結果，在此只呈現(xiàn)《課程?教材?教法》這一期刊的結果。由于查找范圍狹窄，在研究中肯定會出現(xiàn)掛一漏萬的現(xiàn)象；然而從中可以窺視我國實驗教學研究的形狀。</p><p><b>　?。?）博士論文情況</b></p><p>　　2008年4月26日，利用國家圖書館的公共目錄查詢系統(tǒng)對學位論文中有關教學實驗的研究進行檢索。選中學位論文

24、，在正題名中輸入“實驗”，共有27162篇論文。再進行二次檢索，在論文專業(yè)中輸入“教育學”，有17篇論文，與教學實驗有關的博士論文是羅星凱的《實驗室情景下學生學習的研究——一個建構主義的視角》；在論文專業(yè)中輸入“心理學”，有144篇論文，與教學實驗有關的博士論文是李春密的《高中生物理實驗操作能力的發(fā)展研究》；在論文專業(yè)中輸入“教育技術學”，有14篇論文，與教學實驗有關的博士論文是朱敏的《虛擬實驗與教學應用研究》和傅騫的《實驗技能測評自動

25、化理論與應用研究》；在論文專業(yè)中輸入“課程”，有44篇論文，與教學實驗有關的博士論文是張偉的《“非常規(guī)”物理實驗教學理論與實證研究》和王鑫的《多普勒效應綜合開放實驗室教學系統(tǒng)的建構》。</p><p>　　利用北京師范大學學位論文檢索系統(tǒng)，在論文題目中輸入“實驗”，共有博士論文31篇，其中有3篇與實驗教學有關。他們是傅騫的《實驗技能測評自動化理論與應用研究》、李春密的《高中生物理實驗操作能力的發(fā)展研究》和張偉的《

26、“非常規(guī)”物理實驗教學理論與實證研究》。</p><p>　　《實驗室情景下學生學習的研究——一個建構主義的視角》是在我國教育專家、北京師范大學顧明遠教授指導下，由羅星凱于1999年完成。本研究通過臨床觀察和問卷相結合的方法，從“思”和“行”兩個方面，揭示了學生關于科學實驗研究本質的認識圖示和解決實驗情景問題的主要障礙與特殊模式。該研究以建構主義的視角揭示了實驗室教學的巨大投入與其實際效果的落差，為實驗室教學實踐

27、和實驗教學研究指出了方向。</p><p>　　《高中生物理實驗操作能力的發(fā)展研究》是在我國教育心理學專家、北京師范大學林崇德教授的指導下，由李春密于2002年完成。該研究根據(jù)操作能力的理論，結合物理實驗操作的實際，提出了實驗操作能力的結構模型。并以該模型為基礎，設計學生、教師調(diào)查問卷。通過調(diào)查揭示了高中學生物理實驗操作能力的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)律。這一研究為理解操作能力的本質、把握學生實驗操作能力的發(fā)展規(guī)律、學生實驗操

28、作能力的培養(yǎng)提供了理論依據(jù)。</p><p>　　《實驗技能測評自動化理論與實踐研究》是在我國教育技術專家、北京師范大學何克抗教授的指導下，由傅騫于2004年完成。該研究在分析紙筆測試、實驗報告、表現(xiàn)性評價和檢核表等形式實驗技能測評的局限性基礎上，指出了研究基于計算機的自動化測評的必要性。本研究以化學實驗技能為切入點，開發(fā)出虛擬化學實驗室平臺，實現(xiàn)了實驗技能測評的自動化，為實驗技能的教學和測評提供了新的思路。&l

29、t;/p><p>　　《“非常規(guī)”物理實驗教學理論與實證研究》是在我國物理教育專家、北京師范大學郭玉英教授的指導下，由張偉于2007年完成。本研究根據(jù)物理實驗教學的實踐，通過專家訪談和問卷調(diào)查界定了“非常規(guī)”物理實驗。該研究在理論上理順了“非常規(guī)”實驗、自制實驗和低成本實驗之間的關系，在實踐中對“非常規(guī)”物理實驗的制作、設計、教學提供了建議。</p><p>　　《虛擬實驗與教學應用研究》是在

30、華東師范大學張際平教授的指導下，由朱敏于2006年完成。該研究包括理論和實踐兩個層面。在理論層面，以混合式學習理論為基礎，對虛擬實驗進行了分析；在實踐層面，以大學物理實驗為例，開發(fā)出“溫度傳感器特性的研究”，并以此為基礎調(diào)查了虛擬實驗的使用情況，為虛擬實驗的教學提出了建議。</p><p>　　《多普勒效應綜合開放實驗室教學系統(tǒng)的建構》是在華南師范大學肖化教授的指導下，由王鑫于2007年完成。</p>

31、<p>　　（2）《課程?教材?教法》綜述</p><p>　　《課程?教材?教法》創(chuàng)刊于1981年，已有29年的歷史，它是基礎教育各門學科理論研究的前沿陣地。2008年4月26日，利用北京師范大學圖書館注冊號查詢中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。在刊名中輸入“課程教材教法”，然后在篇名中輸入“實驗”進行二次查詢，共有312篇文章。其中有關實驗教學的文章共66篇，而篇名中包含有“演示實驗”的只有一篇，即2007年

32、葉歆和李春密的《主體性物理探究演示實驗教學策略的建構》。本研究以主體性教學理論為依據(jù)，把探究式教學擴展到演示實驗中，提出一種新型的教學策略。這一研究為演示實驗的設計、教學和研究提供了新的視角，擴大了探究式教學的使用范圍。</p><p>　　對這66篇文章按學科進行統(tǒng)計，其結果為物理31篇、化學23篇、生物5篇、數(shù)學2篇、心理2篇、小學自然2篇、地理1篇。</p><p>　　為了研究的方

33、便，把實驗理論研究分為新型實驗研究、教材和大綱研究、實驗資源的開發(fā)和利用、實驗功能研究、實驗教學、教學方法、實驗教學效果及其評價研究、教師培養(yǎng)、實驗室的建設和管理、國外實驗教學研究等幾個方面。根據(jù)文章的主要研究內(nèi)容，對文章進行分類、統(tǒng)計，結果見表一。</p><p>　　表一 《課程?教材?教法》中與實驗有關文章的分類統(tǒng)計表</p><p>　　注：在內(nèi)容欄，文章主體后面的數(shù)字為發(fā)表時間。

34、</p><p>　　2、國外實驗教學研究的現(xiàn)狀</p><p>　?。?）《science education》中有關實驗文章的統(tǒng)計分析</p><p>　　美國的《科學教育》雜志創(chuàng)刊于1916年，是最早專門研究科學教育的期刊，對該期刊文章的研究能窺視國外實驗教學研究的歷史和現(xiàn)狀。</p><p>　　對《科學教育》（science edu

35、cation）雜志從1930年到現(xiàn)在的論文進行檢索（在北京師范大學圖書館電子資源庫中，沒有1930年前的數(shù)據(jù)）。在題名中輸入“demonstration”，共有46篇文章；輸入“l(fā)aboratory”，共有195篇文章。兩者隨年代的變化情況見下圖，其中系列1為題目含有“demonstration”的論文，系列2為“l(fā)aboratory”的論文。各個年代的論文數(shù)量見表三。</p><p>　　圖 演示實驗研究和實驗

36、室教學研究數(shù)量比較圖</p><p>　　表三 演示實驗研究和實驗室教學研究數(shù)量統(tǒng)計表</p><p>　　從圖二和表三可以清楚得看出：</p><p>　　第一，對實驗室教學的研究明顯多于對演示實驗的研究。由于科學教育對科學方法和科學研究過程的追求，在上世紀二十美國經(jīng)濟大蕭條復蘇后，教育工作者開始關注實驗室教學和實驗室教學研究。在國際上流行一句我國的古諺語“I h

37、ear and forgot, I see and I remember , I do and I understand.”也成為倡導實驗室教學的支撐。在杜威提出“l(fā)earning by doing”后，“hands-on”、發(fā)現(xiàn)式學習和探究式學習的陸續(xù)提出可能是導致實驗室教學研究增多的原因。</p><p>　　第二，八十年代演示實驗研究落入低谷。在對演示實驗的46項研究中，有9項研究是關于演示實驗與實驗室教學

38、效果的比較研究。雖然演示實驗具有成本低、讓學生遠離危險等優(yōu)點，但是主要由于它不能實現(xiàn)在技能、概念、認知能力、科學本質觀、態(tài)度和動機等方面的目標，在研究中節(jié)節(jié)敗退下來，因此出現(xiàn)八十年代沒有一篇文章研究演示演示這一冷落的現(xiàn)象。 </p><p>　　第三，九十年代演示實驗又被關注。一百多年來，實驗在不同的時代被賦予不同的教育功能，科學教育的任何功能好像它都能實現(xiàn)，好像它是無所不能似的。在七十年代末和八十年代初，科學教

39、育界內(nèi)外開始懷疑實驗的教學效果，即實驗的教育目標和學生學習結果之間的差距。在這一背景下，科學教育者開始從社會建構的視角來分析實驗教學實際效果低下的原因，并提出提高實驗教學效果的對策和措施。</p><p>　　3、我國實驗教學研究的優(yōu)點和存在的不足</p><p><b>　　（1）優(yōu)點</b></p><p>　　a.在實踐中探索出多種實驗類

40、型 </p><p>　　探索性實驗、邊學邊實驗、對比實驗、“非常規(guī)”實驗、差異性實驗這些是我國科學教育工作者自己探索出來的新型實驗類型，這些研究不僅豐富了實驗的理論，而且在教學中發(fā)揮了一定的作用。針對教學中驗證性實驗過多的現(xiàn)象，我們提出了探索性實驗并對此展開了深入的研究。有五篇文章涉及到這一主題，時間從84年到01年，跨度為18年，既有教學實踐，又有理論的提升。邊學邊實驗也是我國一線教師在教學實踐中，通過教學改

41、革實驗所提出的新型實驗類型，有兩篇文章研究這一內(nèi)容。邊學邊實驗現(xiàn)在已與演示實驗、學生實驗、課外實驗一起，在我國被稱為實驗的四種類型。</p><p>　　b.對實驗教學功能進行了翔實的研究</p><p>　　對實驗教學功能的研究是我國科學教育界一直關注的課題。從87年到07年一直有文章出現(xiàn)，研究內(nèi)容既有寬泛的能力，也有具體的實驗思維能力和實驗設計能力，涉及的學科也是多樣的。 </p

42、><p>　　c.研究內(nèi)容從籠統(tǒng)到具體 </p><p>　　縱觀28年的研究可以明顯地發(fā)現(xiàn)，有關實驗研究的內(nèi)容從籠統(tǒng)到具體。如在八十年代，許多文章的題目大而籠統(tǒng)，如《加強實驗教學，培養(yǎng)實驗能力》、《加強化學實驗，提高教學質量》、《加強實驗，提高化學教學水平》等等，早期的一篇文章往往涉及到實驗的功能、實驗器材的準備、實驗的教學、實驗的評價等全方位的內(nèi)容。近期的文章較具體。</p>

43、<p>　　d.文章類型從經(jīng)驗總結到理論研究 </p><p>　　縱觀28年的研究可以明顯地發(fā)現(xiàn)，文章類型從經(jīng)驗總結到理論研究。早期文章的寫作方式往往是，文章的小標題是經(jīng)驗的總結，段落的內(nèi)容是具體的教學案例。現(xiàn)在的文章要么有理論指導，要么有調(diào)查數(shù)據(jù)支撐。</p><p><b>　?。?）不足之處</b></p><p>　　a.

44、實驗教學策略缺乏細致的研究</p><p>　　雖然有19篇文章論述實驗教學，但是由于涉及的學科較多，不僅有物理、化學、生物、地理等科學學科，而且也有5篇有關數(shù)學、心理學科的研究。這些研究大多在早期，大多為教學經(jīng)驗的總結，而沒有上升到理論的層面。上升到理論水平的研究有實驗引導探索、實驗探究、主體性物理探究演示實驗策略三項研究。</p><p>　　b.忽視對學生學習、教學效果的研究<

45、/p><p>　　當代教育的理論和實踐重點已從教師的教轉向學生的學。然而在實驗領域，與教師的教相比，對學生學習的研究卻很少。只有兩篇文章涉及該領域。張軍鵬的研究利用問卷調(diào)查了中學生對實驗的態(tài)度。杜明榮、廖伯琴的研究通過對英國的GCE物理A水平考試的分析，為我國的實驗和探究能力的測評提供了借鑒。</p><p>　　c.教師專業(yè)化發(fā)展研究不足</p><p>　　在實驗方

46、面對教師教育的研究較少，且缺乏對教師專業(yè)化發(fā)展的系統(tǒng)研究。有關研究有《談談高師物理實驗與中學物理實驗的結合》、《在實驗教學中培養(yǎng)學生的實際能力》、《高師“化學實驗教學研究”課程教學現(xiàn)狀的調(diào)查分析與改革措施》。這三個研究都是為了改進高師教材教法實驗課程所做的研究工作。</p><p>　　d.中外實驗研究交流缺乏</p><p>　　在國外實驗研究方面，有日本板倉圣宣的“假設實驗授課法”的介

47、紹，林長春的中外理科實驗教學比較、陳嫻的美國物理教材分析和杜明榮、廖伯琴的英國GCE物理A水平考試研究，這些研究為我們了解國外的實驗教學情況，促進我國實驗教學和研究的發(fā)展發(fā)揮了作用。但總體來看，我國的實驗教學的研究“本土化”比重較大，這在呼喚“本土化”研究的時代是值得慶幸的事。然而也要看到事情的另一面，在當今全球化的時代，我國的實驗研究幾乎處于封閉狀態(tài)，缺乏對國外實驗教育研究成果和理論系統(tǒng)的介紹和研究，這將不利于我國實驗教學理論和教學質

48、量的提高。</p><p>　　從對博士論文和《課程?教材?教法》粗略的分析可以看出，我國實驗教育研究具有以下不足之處：第一，對演示實驗教學研究的關注較少；第二，對實驗教學的研究偏向對教師的教，而忽視對學生學；第三，對國外實驗教學研究關注少。</p><p>　　第三 學生分組實驗的教學策略研究</p><p>　　學生分組物理實驗，是指教師依據(jù)課程標準，有計劃地

49、設計實驗內(nèi)容、系統(tǒng)地訓練學生的實驗技能和習慣的教學方式。分組實驗中，學生在教師的指導下，獨立完成實驗操作，處理實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結論。學生分組實驗是培養(yǎng)學生實驗能力和科學態(tài)度的主要途徑，也是發(fā)展學生創(chuàng)造思維和進行科研啟蒙教育的重要途徑。</p><p>　　學生分組實驗的目的如下：</p><p>　　（1）了解基本實驗儀器的構造、原理，學會基本儀器的使用；</p><

50、p>　?。?）探索和驗證物理規(guī)律；</p><p>　　（3）培養(yǎng)學生獨立實驗的能力。</p><p>　　按實驗內(nèi)容不同，學生的分組實驗可以分為：</p><p>　　測定性實驗：以測定物理量值和常數(shù)值為主要目的的實驗。如測量玻璃的折射率等。</p><p>　　訓練性實驗：以掌握儀器的性能和使用方法，提高操作技能為主要目的的實驗。如

51、伏-安法測電阻等。</p><p>　　驗證性實驗：以驗證已學過的物理規(guī)律為主要目的的實驗。如牛頓第二定律的驗證等。</p><p>　　在分組實驗中，學生既是實驗的主體，又是觀察的主體。多人一組進行實驗，會出現(xiàn)許多情況，需要教師進行各方面的準備和指導。對于學生分組實驗，教學的基本要求如下：</p><p>　　（1）實驗要確保安全性，無人身危險，操作不宜過繁。要盡

52、量減少和控制干擾因素。儀器要比較牢固。設計實驗時應注意讓基本儀器在不同實驗中重復出現(xiàn)，增加學生的練習機會。</p><p>　?。?）要求學生在實驗前明確實驗目的、原理及現(xiàn)象發(fā)生的大概情況，實驗結束后，要求寫出實驗報告。</p><p>　?。?）引導學生理解觀察內(nèi)容的真實性，鼓勵學生發(fā)現(xiàn)和分析意外現(xiàn)象及異常情況所發(fā)生的原因。</p><p>　?。?）重視引導學生

53、從觀察的直接興趣轉入操作興趣，進而通過研究實驗和分析實驗體會物理本身的規(guī)律。</p><p>　　一、以教師設計為主的探究性實驗策略</p><p>　　以教師設計為主的探究性實驗指的是：在實驗教學中，為了引導學生探索、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，獲取新的物理知識，由教師提出或在教師引導下由學生提出問題，設定好實驗方案，讓學生自己動手，通過一系列的觀察測量活動去探索研究，從而歸納總結，得出結論。簡要地說

54、，是“教師和學生共同提出問題、設計方案，學生操作，觀察探索，共同分析”。在這類實驗中，學生在實驗之前并不知道會有怎樣的結論，而是在教師的引導下，通過親自動手、思考、總結，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。</p><p>　　探究性實驗一般可分為三個階段，即準備階段、實驗階段和總結階段。</p><p><b>　　1．準備階段</b></p><p>　　探究性學生

55、實驗要冒一定的風險，實驗有可能失敗，得不出應得的規(guī)律，不利于教學工作順利進行。因此，實驗的準備工作非常關鍵。準備實驗時應當考慮到各種可能出現(xiàn)的情況和影響實驗的因素。</p><p>　　首先要選題合適。并不是所有的實驗都可以作為探究性實驗。所選的應是那些操作方便、涉及理論易懂、實驗誤差小的實驗。其次是設計實驗的程序。實驗程序盡可能簡單一些，只要能讓學生由此得出規(guī)律來就行了，不必面面俱到。設計實驗程序時，教師必須與

56、學生一起一邊設計，一邊親自動手實驗，不斷從中發(fā)現(xiàn)問題，逐漸改進。最后是實驗的準備。教師要對實驗器材認真檢查、挑選，為學生順利進行探究做好準備。</p><p><b>　　2．實驗階段</b></p><p>　　進行教學時，教師先根據(jù)教學內(nèi)容和目的、要求，啟發(fā)學生提出問題，進行猜想和假設，使學生明確所要探索的內(nèi)容；接著教師引導學生思考解決該問題將要采用的實驗方法和手

57、段，必要時做一些示范，或強調(diào)一些注意事項；然后學生在教師的指導下，自己動手做實驗，觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗數(shù)據(jù)，同時在頭腦中對掌握的感性材料做初步的分析、處理。</p><p><b>　　3．歸納階段</b></p><p>　　進行探究式實驗的目的就是為了獲取新的知識。但由于學生的思維能力還比較有限，歸納和總結都可能比較片面。因此做完實驗后，最好是在教師的引導下讓學

58、生對實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)進行思考分析，進行歸納和總結，得出相應的物理規(guī)律，使學生完成從感性認識到理性認識的飛躍。</p><p>　　例如，探究決定平行板電容器電容的因素的實驗，就可以按以下步驟進行。</p><p>　　在教師引導啟發(fā)下提出問題：平行板電容器的電容與哪些因素有關。</p><p>　　猜想與假設：電容器的電容只與其自身結構有關。所以平行板電容器的電容可能

59、與其板的面積，有無介質，兩板的間距有關。學生可能會提出多種猜想，教師要注意與學生一起分析，排除無關的猜想。</p><p>　　讓學生設計實驗：根據(jù)，保持電容器所帶電荷不變，分別改變平行板電容器的相對面積，兩板間距等，用靜電計測量其板間電勢差的變化。</p><p>　　收集證據(jù)：保持正對面積S不變，改變兩板間距離d，如圖1所示。結果是：電容器兩極板間的電勢差隨兩板間距離減小而 ，

60、隨兩板間距離增而 。</p><p>　　保持兩極板間的距離d不變，改變兩極板的正對面積S，如圖2。結果是：電容器兩極板間的電勢差隨正對面積減少而 ，隨正對面積的增大而 。</p><p>　　保持正對面積S和板間距離d不變，在兩極板間插入玻璃板或硬紙板等電介質，見圖3。結果是：電容器兩極板間的電勢差在兩極板間插入電介質時減小。</p><p&g

61、t;　　分析與結論：通過上面的實驗可以得出，平行板電容器正對面積越大，電容越大；兩極板間距離越小，電容越大；有電介質時電容變大。</p><p>　　通過精確的實驗和理論的論證可得出：平行板電容器的電容跟正對面積成正比，跟兩極板間距離成反比，跟極板間電介質的介電常數(shù)成正比。</p><p>　　計算平行板電容器的電容的公式是</p><p>　　式中k為靜電力常量，

62、是電介質的介電常數(shù)。</p><p>　　二、以學生設計為主探究性實驗策略</p><p>　　學生是實驗教學的主體。在課堂教學中，由教師或學生提出問題，讓學生自行制定實驗計劃，設計實驗方案，選擇實驗器材，動手操作，收集并處理數(shù)據(jù)，進一步歸納得出結論的實驗，可以稱為以學生設計為主的實驗。這種類型的實驗可以促使學生開動腦筋，靈活運用所學知識，對于發(fā)展學生的科學探究與實驗能力和創(chuàng)新思維有著重要

63、的作用。</p><p>　　進行科學探究是獲取新知識的重要方法，對于物理學來說，實驗則是探索物理世界規(guī)律的重要手段。中學物理涉及的內(nèi)容大多比較簡單，但對于學生來說是可以探索的“未知”領域。為了讓學生更好地了解概念、規(guī)律的來龍去脈，理解、掌握相應的物理規(guī)律，可以由教師創(chuàng)設一定的物理情境，引導學生（或教師）提出與教學內(nèi)容有關的物理問題，讓學生自己開動腦筋進行猜想和假設，制定計劃，設計實驗，選擇器材，進行實驗，收集證

64、據(jù)，分析論證，探其究竟，進而得出結論。簡單地說就是：“學生（或教師）提出問題，學生設計，學生操作，探索思考，學生分析”。在此過程中，教師的主要任務則是提供儀器設備，解答學生的疑問，進行一定提示或啟發(fā)，但決不能代替學生設計或操作實驗。</p><p>　　例如，在學習“電阻定律”時，教師可以引導學生提出問題：電阻是導體本身的特性，它的大小由什么來決定呢？學生開動腦筋思考，進行一系列的猜想。他們可能會認為電阻的大小與

65、導體的大小有關（長短、粗細），與導體的材料有關等等。接下來，學生可以自己選擇各種電阻，設計實驗方案并進行實際測量，用實驗數(shù)據(jù)來檢驗自己的猜想。大多數(shù)學生會用伏安法測出電阻的大小，然后再分析所測的電阻值與自己設定的影響因素之間的關系。也許不同的學生重視的是不同的因素：有的測的是長度的影響，有的測的是粗細的影響，有的測的是材料的影響等等。最后，教師組織學生進行交流討論，分析評估不同的情況，得出正確的結論。</p><p&

66、gt;　　又如，在學習“單擺”時，教師可以給學生展示各種擺線長短不同，擺錘輕重不一的單擺。引導學生思考：單擺擺動的快慢與什么有關？學生可能會認為與擺線長短有關，與擺錘的質量有關，與擺錘的大小有關等等，然后讓學生自己動腦設計實驗方案，選擇合適的儀器并操作實施，記錄好有關數(shù)據(jù)。在這個過程中，學生需要開動腦筋，設計實驗時不得不考慮到應當測量不同擺長、不同擺錘、不同大小的單擺的擺動周期，同時需要運用控制變量的方法，才可以對不同的擺進行比較。最終

67、老師組織學生進行分析討論，發(fā)現(xiàn)在一定的誤差范圍之內(nèi)，單擺擺動的快慢只和擺線的長度有關，而且擺線越長，單擺擺動得越慢（周期越大）。此外，還可以對不同學生所用的方法和所得出的結論進行評估和分析。</p><p>　　通過讓學生設計并實施探究性實驗，學生從被動地接受知識轉變?yōu)橹鲃拥孬@取知識。他們經(jīng)歷了“問題——猜想——設計——實施——分析——結論”的類似科學家探索物理世界的過程，不僅學習到了新的知識，而且加深了對物理規(guī)

68、律的理解和信任，同時也體驗到了科學探究的樂趣，領悟到一定的科學思想和精神。通過探究性實驗不僅能夠很好地鍛煉學生的動手能力，而且還能進一步培養(yǎng)學生歸納、概括的能力。</p><p>　　為了達到良好的探究效果，以學生設計為主的探究實驗應當注意以下幾點：</p><p><b>　　1．選題要合適。</b></p><p>　　讓學生進行科學探究是

69、為了激發(fā)學生的興趣，培養(yǎng)學生熱愛科學的情感以及對科學的探索興趣，因此，所選的問題應當比較有趣?？紤]到中學生的思維水平還比較有限，以學生設計為主的探究實驗應當比以教師設計為主的探究實驗簡單一些：所涉及的物理量不宜過多，實驗儀器和操作應比較簡單，實驗的時間也不宜太長。</p><p><b>　　2．注重過程和方法</b></p><p>　　中學生進行科學探究，不一定總

70、能得出完全正確的結論，有時結論也許是片面的甚至是錯誤的。教師應鼓勵學生積極大膽地參與實驗探究，讓學生通過探究的過程體驗到科學的樂趣。重要的是讓學生經(jīng)歷探究的過程，學習和體會科學的方法，不應過分苛求結果。</p><p>　　3．重視討論、交流和評估</p><p>　　以學生設計為主的探究性實驗，不同的學生（或不同的組）也許會采用不同的方法，得出的結論也可能有一定的差別。因此，討論和交流是

71、必不可少的環(huán)節(jié)。在此過程中，學生既可以有根據(jù)地發(fā)表自己的意見，又可以聽取別人的見解，與此同時，評估的工作也就自然地開展起來。通過討論和評估，可以使學生自己辨別優(yōu)劣，分清正誤，更好地理解探究的方法和結論。</p><p>　　第四 演示實驗教學策略研究</p><p>　　演示實驗是為了展示物理現(xiàn)象，揭示所研究問題的發(fā)生、發(fā)展過程，引導學生進行觀察、思考，并配合教學內(nèi)容而由教師操作示范的實

72、驗。它具有化抽象為具體、化枯燥為生動、化平淡為神奇的功能。演示實驗的目的是引導學生觀察，使學生對某個物理現(xiàn)象有清晰的了解，這是教師講解物理概念、規(guī)律的基礎，是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要手段。演示實驗也為學生實驗、操作儀器做出了示范。</p><p>　　教師在做演示實驗時，必須把準確無誤的物理現(xiàn)象清晰地展現(xiàn)在學生面前，讓每個學生看清楚，使學生確信定律、概念的客觀性和科學性。</p><p>&

73、lt;b>　?。?）目的性</b></p><p>　　演示實驗是物理教學的一個重要手段，具有新奇、生動、直觀的特點，容易激發(fā)學生的學習興趣。演示實驗的目的是為教學服務的，為的是在實驗中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、理解規(guī)律，從而掌握規(guī)律。因此根據(jù)不同的教學內(nèi)容和要求，選擇合適的實驗配合物理教學，以便讓學生清楚認識物理規(guī)律與概念。</p><p><b>　?。?）直觀性</

74、b></p><p>　　演示實驗要現(xiàn)象明晰易見，力求簡單明了、直觀，能充分說明問題，有足夠可見度，便于學生觀察。這就要求實驗裝置要恰當?shù)貎?yōu)化布局，力爭大型化、簡單化，并充分利用多媒體手段，突出其基本的結構原理，而不被次要的復雜結構所干擾；顯示要清晰醒目，要增強對比度以突出觀察目標。例如，在做電學演示實驗時，如果需要觀察某一物理過程中的電流變化，顯然不能用小型安培計，而應采用大型演示電表。</p>

75、;<p><b>　?。?）科學性</b></p><p>　　演示實驗是幫助學生認識自然現(xiàn)象、揭示客觀規(guī)律的手段。因此，從實驗的設計、操作到分析都必須堅持實事求是的科學態(tài)度，教師在操作儀器、連接和裝配儀器及演示現(xiàn)象時動作要準確、標準、規(guī)范、科學。對真實物理圖像的近似或模擬，在演示時要向學生說明，以免誤解。不能為了使演示的效果明顯而違背了科學性，更不能弄虛作假。如在使用托盤天平

76、時，取用砝碼、移動游碼必須用鑷子而不能用手；電路的連接應先接線路后接電源，拆卸時先斷電源，后拆線路等等。教師的一舉一動都會給學生留下深刻的印象，起到潛移默化的作用。教師的操作科學規(guī)范，不僅是實驗成功的前提，而且會使學生養(yǎng)成嚴謹求實的良好實驗習慣。</p><p><b>　?。?）穩(wěn)定性</b></p><p>　　演示實驗的實驗裝置要牢靠穩(wěn)固，經(jīng)得起反復操作和輕微震

77、動；要有很好的現(xiàn)象重復性，達到一次就能成功的程度。教師在課堂上演示實驗必須確保成功。實驗成功的先決條件是掌握實驗原理。只有撐握實驗的原理才能準確地抓住關鍵條件，從而成功地進行演示。比如，靜電實驗比較難做，一直是教學的難點, 也成了學生學習的難點。其實靜電實驗的關鍵是因為靜電電壓高而電量少。因此從這個關鍵的原理上分析，就可以找到改進靜電實驗的措施——解決絕緣問題。其次是課前認真準備。課堂上演示不能保證萬無一失，一旦出現(xiàn)問題, 由于課前有充

78、分的準備，做過幾遍, 就會知道問題的原因，從而迅速排除故障。一般來說，演示實驗所占課堂的時間都不會很長，因此要求教師一定在五分鐘內(nèi)排除實驗故障。</p><p><b>　　（5）啟發(fā)性</b></p><p>　　演示實驗能提供豐富多彩的感性材料，變抽象為形象。但它的最終目的是要通過觀察現(xiàn)象啟發(fā)學生的思維，使學生能更好地認識客觀規(guī)律，發(fā)展能力，培養(yǎng)興趣。因此，在設計

79、和進行演示實驗時，必須在啟發(fā)性上下功夫。首先通過生動的演示實驗現(xiàn)象出乎意料地展現(xiàn)在學生面前，啟發(fā)學生產(chǎn)生問題；其次通過教師的不斷引導，進一步明確問題產(chǎn)生的原因，如何解決問題，從而啟發(fā)學生進行探究，使學生在不斷的思索、探討中逐步掌握物理規(guī)律與知識。</p><p><b>　?。?）指導性</b></p><p>　　教師在進行演示實驗的同時，要指導學生進行觀察和思考。

80、對于觀察到的現(xiàn)象，分析所說明的問題，以至引出規(guī)律性的認識，應盡可能由學生進行，培養(yǎng)學生的觀察、分析能力。</p><p>　　一、課堂演示實驗教學結構模式</p><p>　　演示實驗課堂教學結構模式分成如下幾種：引入型、邏輯演繹型、邏輯歸納型、探究發(fā)現(xiàn)型、練習型。</p><p><b>　?。ㄒ唬?、引入型</b></p>&l

81、t;p>　　引入型演示實驗一般在課堂教學開始時使用，作用是引起學生對將要學習的物理知識的興趣，設置疑難點，激發(fā)學生主動學習和探索的熱情。引入型演示實驗能提高學生的觀察能力，對演示實驗的要求一般為實驗現(xiàn)象漂亮新奇，多為定性實驗。</p><p>　　用演示實驗引入課堂教學，這種教學方法一般在新課上使用。教師應注意在教學過程中緊扣演示實驗，做到在課堂中逐步解釋演示實驗現(xiàn)象，課堂結束時能完全解釋實驗現(xiàn)象。如果在演

82、示實驗引入課堂后就把實驗拋開，演示實驗所能起的教學作用將大大降低。</p><p>　　利用壓強的演示；用磚、啤酒瓶、沙盤等；用四腳凳、紙、磚等。</p><p><b>　?。ǘ⑦壿嬔堇[型</b></p><p>　　邏輯演繹型演示實驗主要應用于課堂教學過程中，老師利用演示實驗進行分析、推理、演繹，促使學生進行知識遷移，使舊知識與新知識結

83、合，引起學生認知結構的重組。演示方法有很多種，如由量的關系推出質的關系，原理與現(xiàn)象之間互相推理等，培養(yǎng)學生的觀察能力。邏輯演繹型為演示實驗中教師最常使用的類型，一般應用于概念和原理的學習。</p><p>　　如：分析和講解楞次定律。</p><p><b>　?。ㄈ⑦壿嫐w納型</b></p><p>　　邏輯歸納型主要在應用性演示實驗中使

84、用，通過具體實驗儀器的使用或物理知識在實踐中的應用舉例，促使學生發(fā)散思維，鞏固新知識。</p><p>　　利用邏輯歸納型演示實驗介紹理論知識的開發(fā)和應用，有助于幫助學生認識到理論的有用性，而不只是空洞的邏輯數(shù)學演繹，有助于幫助學生了解儀器的使用方法、原理，及如何改進，是理論于現(xiàn)實的橋梁。</p><p>　　例如：電磁感應定律的演示。</p><p><b&

85、gt;　?。ㄋ模?、探究發(fā)現(xiàn)型</b></p><p>　　科學探究包括以下幾個基本要素：提出問題，猜想與假設，制定計劃與設計實驗，進行實驗與收集證據(jù)，分析與論證，評估，交流與合作。在探究發(fā)現(xiàn)型演示實驗教學過程中，演示實驗所起的作用是向學生提供典型的現(xiàn)象和過程。</p><p>　　探究發(fā)現(xiàn)型演示實驗教學有利于組織學生觀察，引導思考，激發(fā)爭辯，探究原因，分析特征，尋找規(guī)律。通過探

86、究式學習，學生能夠獲得科學探究的能力和方法，能幫助學生自發(fā)地探索復雜現(xiàn)象的本質，發(fā)現(xiàn)它們之間的相互關系，從而掌握探索自然規(guī)律的科學方法。</p><p><b>　?。ㄎ澹⒕毩曅?lt;/b></p><p>　　傳統(tǒng)的習題課一般不會有演示實驗，教師在課堂上主要是講解作業(yè)答疑。而實際上很多的習題其實就是一個個有趣的實驗。在習題課上如果能適當加入演示實驗，有利于學生對習題的

87、理解，并能提高學生對做習題的興趣。</p><p>　　二、演示-觀察-解釋（DOE）策略</p><p>　　演示實驗包括實驗演示、實驗觀察、實驗解釋三個過程，常規(guī)演示實驗教學是教師演示實驗，學生觀察實驗，教師對實驗進行解釋。這種演示策略可以稱為演示-觀察-解釋（demonstrate-observe-explain，縮寫為DOE）策略。</p><p>　　在演

88、示-觀察-解釋策略中，演示主要是教師操作表演實驗，有時候也可以請學生充當教師的助手或在教師的指導下讓學生在講臺上操作實驗。觀察是在實驗操作的過程中，學生在教師的引導下，對實驗器材、實驗方法、實驗過程和實驗現(xiàn)象等進行觀察和記錄。解釋不單單是教師對實驗現(xiàn)象的分析，得出實驗結論，從結論中總結物理規(guī)律或理論，還包括對器材的選用、器材的使用、實驗方法的選擇進行必要的說明和講解。在實際演示實驗教學中，這三種活動一般都是同時進行的。</p>

89、;<p>　　為了使學生獲得豐富的感性認識，加深對物理概念、原理和定律的理解，激發(fā)學生學習物理學的興趣；為了培養(yǎng)學生的觀察和實驗能力，發(fā)展學生的智力；為了使學生初步了解物理學的研究方法，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和遵紀守法、愛護儀器的優(yōu)良品質，在DOE的實施過程中，教師應該做到操作規(guī)范、演示成功、實驗現(xiàn)象清楚、明確有效的引導和邏輯縝密的講解。</p><p>　　1．操作規(guī)范。學生所接觸的實驗大部分

90、是演示實驗，學生對物理儀器初次接觸絕大多數(shù)是在演示實驗中完成的，所以，教師在演示實驗中的操作對學生的影響很重要，甚至砝碼的拿取、天平的放置、溫度計的讀數(shù)、導線的連接等等這些瑣碎的細節(jié)也將影響學生對物理儀器的理解和他們實驗操作能力的提高。</p><p>　　2．演示成功。演示實驗是物理課堂教學的有機組成部分，實驗演示成功是有效教學的重要環(huán)節(jié)，因此要確保實驗演示成功。成功地進行演示實驗的首要條件是掌握實驗原理。只有

91、掌握原理，才能準確地抓住關鍵，成功的進行演示實驗。例如，用毛皮摩擦橡膠棒，或用絲綢摩擦玻璃棒，要獲得較多的電量，須知道摩擦起電的原理。摩擦起電的實質是接觸帶電，當兩種物質接觸時，由于不同物質的原子核對核外電子的束縛力不同，而實現(xiàn)電子的轉移的，因此只要把毛皮緊握在橡膠棒上，把橡膠棒用力抽出，就能使物體帶電。但有的教師誤認為起電的原因是摩擦溫度升高導致核外電子逸出，于是不停地摩擦橡膠棒，雖然用了不少的力氣，但是效果并不理想。成功地進行演示實

92、驗除了在課前充分準備外，還要注意教室環(huán)境條件，例如，靜電實驗的難易跟天氣的濕度有很大的關系。另外實驗失敗是不可避免的，教師要在課前要有充分的準備確保成功，但是在課堂上一旦失敗，千萬不能弄虛作假欺騙學生。</p><p>　　3．現(xiàn)象清楚。演示現(xiàn)象務必使全班學生都能看清楚，為此儀器的尺度要足夠大，演示儀器要放在適當?shù)母叨?，務必使全班學生都能看到。對于可見度較差的演示，通常可以采用光、電或機械等放大裝置來增強演示效果

93、。對于不太明顯的部分，還可以采用背景襯托和染色的措施。</p><p>　　4．有效引導。演示實驗從出示儀器到進行表演的全過程，都將給學生以多方面視聽感官刺激。但刺激有主次之分，有本質非本質之分，教師預期學生所觀察的現(xiàn)象不一定都明顯突出。有的可能稍縱即逝，以致在演示中出現(xiàn)的某些重要現(xiàn)象，學生往往視而不見。這就要指導學生觀察，例如，在水的沸騰實驗中，除了指導學生觀察和記錄水的溫度外，還要引導學生觀察在不同溫度下，氣

94、泡產(chǎn)生的部位，氣泡的數(shù)量、大小，氣泡在上升時的體積變化等等。</p><p>　　5．縝密講解。演示實驗不是單純的實驗操作，它還離不開教師內(nèi)容科學、邏輯縝密的講解。在學生觀察時，為了使學生獲得豐富的感性認識，加深對物理概念、原理和定律的理解，教師除了引導學生觀察外，還需要對演示實驗的目的、儀器的選擇、實驗方法、實驗現(xiàn)象、實驗結論，以及由實驗得出的物理規(guī)律或定律進行科學的、邏輯性的講解。</p>&l

95、t;p>　　三、主體探究性教學策略</p><p>　　新課程標準里面明確提出科學探究要素包括以下七個方面：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估、合作與交流。演示實驗注重培養(yǎng)學生觀察能力、分析實驗現(xiàn)象的能力和探究能力，通過整合科學探究的七個要素，將探究演示實驗的操作程序分為五個階段，每個階段都有相應的教師活動、策略體系和學生活動?！敖處熁顒印斌w現(xiàn)出教師處于指導和引導

96、的地位，“策略體系”體現(xiàn)出主體教育的理念，“學生活動”則體現(xiàn)出以學生為主體的探究教學理念，每一個環(huán)節(jié)緊緊相連、環(huán)環(huán)相扣，形成一個完整的探究過程。</p><p>　　圖4 主體探究性演示實驗教學的操作程序</p><p>　　1、第一階段：提出問題、確立目標。主要包括主體參與和聯(lián)系生活，目的在于突出學生的主體地位，讓學生在具體情境中提出問題。</p><p>　　主

97、體參與是指學生積極主動地參與各種教育教學活動的行為，可以從以下幾個方面來實施。第一，創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學生興趣。情境可以從現(xiàn)實生活中來，也可以從物理學史中來。根據(jù)情境，學生自己提出或教師引導提出有序、有層次性、難度要適度的問題；第二，營造寬松、愉悅氛圍，讓學生主動參與。學生可以針對教師提供的情境，發(fā)表自己的見解，教師應努力做到：延緩判斷，不急于評論提出的看法孰優(yōu)孰劣，更要嚴禁武斷否定；對標新立異、思維閃光點要盡可能給予鼓勵性的評價；在一

98、些學生“說”出自己的觀點以后，讓全體學生“寫”下自己的見解，確立自己需要解決的問題或自己的學習目標。</p><p>　　聯(lián)系生活是指教師的教學設計、實施和測評，要與現(xiàn)實生活相聯(lián)系?？梢愿鶕?jù)師生的經(jīng)驗，自由創(chuàng)造、自由發(fā)揮。利用日常用品讓學生獲得感知，學生熟悉日常用品和容易接受用它們制成的教具，比起復雜而且精心設計過的實驗儀器，它們簡單、有效、方便準備，學生們有機會從多個感官得到體驗。</p><

99、;p>　　2、第二階段：觀察實驗、記錄信息。主要包括主體參與和差異發(fā)展，讓學生主動參與進來，實現(xiàn)不同層次的發(fā)展。</p><p>　　該階段的主體參與主要表現(xiàn)在學生要積極主動地觀察實驗，記錄下自己認為重要的現(xiàn)象或與自己確定的學習目標相關的事實，并以信息的形式表述出來。教師可以根據(jù)學生的需求進行反復演示實驗，不必要對演示實驗進行闡述和說明，更多地注意力應該集中在引導學生注意觀察，記錄下有意義的信息上。學生記錄

100、完信息后，可以讓學生發(fā)表自己的信息，這個時候教師一定要作好信息整合的工作。</p><p>　　差異發(fā)展的實質在于揭示學生作為單個個體的獨特性，不僅使每個學生都能夠得到充分、自由的發(fā)展，而且能夠發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)具有鮮明個性特色的人。在觀察實驗時，可以讓那些很快理解了演示實驗的學生開始記錄他們的信息，并且鼓勵他們能夠盡量多的挖掘信息，并將其概括、精練。有的同學可能觀察能力比較弱或教室空間分布的原因，不能有效地觀察實驗，教

101、師可以提供書上相應的內(nèi)容，讓學生研讀，記錄信息。教師應要求學生自己分清信息的孰輕孰重，而不是教師評判。</p><p>　　3、第三階段：邏輯思考、建立假說。主要包括主體參與和差異發(fā)展，同樣體現(xiàn)了以學生為主體和實現(xiàn)差異發(fā)展的教學思想。</p><p>　　第三階段是在前兩個階段的基礎上的繼續(xù)，教師可以讓學生根據(jù)持有的或可利用的信息對要達到的學習目標進行猜測，然后建立簡潔、精練、清晰的假說。

102、在建立假說時，要有必要的實驗現(xiàn)象或信息作支持，不能胡編亂造或盲目猜測，充分利用前兩個階段的成果，讓學生以圖表推理的形式表達出自己的推理過程或思維過程，并鼓勵學生調(diào)動已有的經(jīng)驗和知識來嘗試檢驗自己的假說。然后可以讓學生發(fā)表自己的猜想，與全體同學一起分享。</p><p>　　在該階段，主要會在以下幾個方面表現(xiàn)差異：第一，學生在整合重要信息的時候，表現(xiàn)出來對處理信息能力的差異；第二，學生在分析信息醞釀猜想時，運用邏輯

103、思維的能力存在著差異；第三，在提出假說的時候，學生會提出參差不齊、層次分明的各類假說，也同樣存在著差異。第四，各種假說提出來之后，學生在選擇驗證假說的時候，存在著差異。在以學生為主體的教學中，教師要始終提醒學生圍繞自己的學習目標來自主選擇，自主選擇讓學生差異發(fā)展。教師讓學生自主選擇一個或多個的假設進行檢驗，這樣可以實現(xiàn)學生的差異發(fā)展。</p><p>　　4、第四階段：收集證據(jù)、驗證假說。主要包括主體參與和合作學

104、習，提供機會讓學生主動與他人合作和分享與交流自己的見解。</p><p>　　在該階段，學生已經(jīng)自主選擇了要檢驗的一個或幾個假說準備檢驗。檢驗的方式中可以有兩種形式，一是根據(jù)資料進行檢驗，二是根據(jù)實驗進行檢驗。在演示實驗的探究中，一般選擇第一種形式來進行檢驗假設，即學生通過收集、整理有關支持假說的材料，經(jīng)分析、概括而得出結論，教師可以提醒學生自己前面獲得的信息也可以作為證據(jù)加以利用。教師可以提供一些圖表或坐標圖來

105、表明各個物理量之間的關系，也可以提示學生利用教科書作為重要的證據(jù)來源，還可以利用計算機輔助教學來為學生提供需要的事實或數(shù)據(jù)。</p><p>　　合作學習主要建立在科學的交往觀的基礎之上的。這個階段的任務有一定的難度，要求學生驗證自己的假設，教師這個時候不發(fā)表任何對檢驗過程的評論，完全讓學生自己驗證，因此具有一定的挑戰(zhàn)性。教師可以采取兩種方式，一種是配成兩人小組，相互探討，互相補充；另一種是將學生分成4～6人“組