《技校物理實驗教學實施素質教育的研究》課題開題報告

山東省鄄城縣技工學校 牛傳芳

一、課題研究的背景和目的

我國地方大、人口多，經濟發展不平衡，各地的師資條件、學生狀況及實驗儀器設備條件有所不同，開展實驗教學要因地、因時、因人而異，應采用多種適宜的實驗方法和教學儀器。由于教育形勢迅速發展，教育手段現代化，如電腦、閉路電視、網絡技術等多媒體日趨走進課堂，高科技的迅猛發展，許多跟高科技密切聯系的科普知識，如黑洞、中子星、核磁共振、磁懸浮、航空航天技術、空間技術、納米技術等寫入教材、開闊了學生的視野。由于以上原因，使得技校物理教材不僅具有系統性、科學性，還應具有先進性，前瞻性、開放性，實驗教學也應如此。加之，教育觀念轉變，創新意識、實踐能力提高，技校物理教材中出現許多新材料、新理論、新思想、新方法，這就要求廣大教育理論和實踐工作者進一步加強新教材中的實驗教學研究，拓寬實驗思想、方法，挖掘實驗儀器設備的潛在功能，培養學生的科學實驗態度和實事求是精神。

本課題的研究將結合本地區的實際情況，體現時代發展對技校物理實驗教學的要求。我校技校招生是面向鄄城縣，我縣是欠發達的地區，多數學生來自農村中學，農村中學的物理實驗儀器設備還不能全部到位，教師實驗觀念滯后于時代要求，使得學生的實驗技能，實驗創新方面存在著先天不足或參差不齊等，這對技校物理實驗教學有一定的負面影響。

以技校物理教學大綱為準繩，以現有物理教材中的演示實驗、學生實驗、小實驗為腳本，堅持物理教學的特色教育，堅持理論與實驗、應用相結合的原則，靈活貫徹學以致用、實事求是、因材施教、塑造主體、突出個性的教學方法，使學生通過實驗獲得物理學基礎知識，形成基本的物理學觀點，初步掌握研究自然科學的方法之一------實驗法，為學生的終生性學習和工作奠定良好的基礎。

加強技校物理實驗，培養學生動手實踐能力是各發達國家技校物理教學的共同走向，隨著國際競爭的日趨激烈，各國都把注意力放在了21世紀人才的培養上，放在了教育改革上。在這方面，我國還處于劣勢，如每年國際物理奧林匹克競賽，中國選手雖然也能得到金牌等獎牌，而且也不少，但從理論和實驗分數分開統計看，中國選手的實驗成績不占領先，從這可窺探出我國技校物理實驗教學的薄弱。他山之石可以攻玉，發達國家的先進教育理論、經驗，對我們的實驗教學研究具有重要的借鑒作用。

“創新是一個民族的靈魂”，在知識經濟的社會中人的最重要的素質是創新能力，所以在物理教學中培養學生的創新能力是實施素質教育的重要內容。而物理學從本質上說是一門實驗科學，物理規律的發現和物理理論的建立都必須以嚴格的物理實驗為基礎，并受到實驗的檢驗，因此在物理教學中，尤其在實驗教學中，應注意不斷激勵學生通過運用觀察與實驗、比較與替換、分析與綜合、歸納與演繹、類比與假說、形象和抽象等方法，發展他們的素質。

二、課題簡介

1．實驗課題的名稱

技校物理實驗教學實施素質教育的研究

2．課題名稱的界定

（1）、素質教育：二十世紀八十年代中期產生的，與“應試教育”相對應的概念。其涵義：是以促進學生身心發展為目的，以提高國民的思想道德、科學文化、勞動技術、身體心理素質為宗旨的教育。本課題側重于科學文化素質的研究

（2）、物理實驗：是以掌握物理要素及其相互間規律為目的，人為復制和調控物質運動的狀態與過程的一種科學實踐活動。物理實驗主要依賴儀器進行。物理實驗的基本特征：是通過人工復制和調控。減少次要因素的干擾，突出研究對象和研究的過程，且便于重復操作。本課題研究的物理實驗是教學實驗，它與物理學家進行科學研究而做的物理實驗----科學實驗既有聯系又有區別。教學實驗是有選擇地把一部分研究或探索物理現象和規律的實驗和事實，在集中的時間內顯現給學生、教給學生，若時間、空間或條件許可，可讓學生自身或小組探究獲得。

（3）、物理實驗教學是物理課程和物理教學的一個重要的組成部分，它既是物理教學的重要基礎，又是物理教學的重要內容、方法和手段，不能看作是物理教學的輔助手段。

基于以上認識，將本課題研究的內涵定位在：以現有中國勞動和社會保障出版社技工學校物理教材中的演示實驗、學生實驗、小實驗為依據，運用教學論原理，將系統論、控制論、信息論與教育科研理論有機結合應用到物理實驗教學中，啟發引導學生掌握實驗思想、知識、方法，樹立科學的實驗態度，培養學生動手實踐能力和自主探究能力，增強學生的創新意識、創新精神。

3、課題研究的支撐性理論

（1）、辯證唯物主義哲學方法論

馬克思、恩格斯創立的辯證唯物主義哲學，是研究自然、社會和人的思維活動的普遍聯系與發展規律的科學。辯證唯物主義哲學作為系統化、理論化的世界觀，具有方法論的職能。方法論是世界觀的根本觀點，轉化為人們觀察問題和處理問題的根本方法的理論，是世界觀轉化為一般后的方法原則的理論。

（2）、科學方法論

科學方法論是以科學的研究方法為對象的一門學問。是指科學研究中所采用的方法論原理的總和。是研究科學的一般方法，包括自然科學的方法、社會科學的方法和思維科學的方法，它不是某一學科所獨有的，而是許多學科或所有學科都普遍適用的方法。科學方法對教育科研有著比哲學方法更為直接的指導作用。科學方法論對教育科研的最顯著的影響，就在于為后者提供了一種“理性程序”或邏輯上的指導。

（3）、教育科學理論

在皮亞杰的認知發展理論基礎上建立起來的建構主義，不僅形成了全新的學習理論，而且形成了全新的教學理論。建構主義的教學理念要求教師由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動建構的幫助者、促進者，而學生成為信息加工的主體、知識意義的主動建構者。建構主義強調每個學習者應基于自己與外部世界相互作用的獨特經驗和賦予這些經驗的意義，去建構自己的知識，而不是等待知識的傳遞。

在學生合作學習、主動探究的過程中，運用加德納的多元智力理論，尊重學生的個性差異，發揮學生的特長優勢，通過師生溝通、對話、交往，以達到共同探究的目的。

三、課題研究的內涵與理論假設

據現有中國勞動和社會保障出版社的技工學校物理教育教學的培養目標和學生年齡特征，通過對技校物理演示實驗、學生實驗、小實驗和小制作的整合、擴展或改進，從實驗目的、內容、原理、實驗裝置、器材、實驗設計、實驗條件、數據處理及誤差分析等方面入手，對實驗研究方法、實驗設計方法和實驗教學方法進行指向性調節和控制操作，以期明顯提高學生的物理科學素質。

四、課題研究的目標與內容

1、研究目標：

（1）、通過實驗教學激發學生學習物理的興趣，建立學習物理的動力機制，形成良好的學習習慣。

（2）、引導學生注重物理實驗，充分洞察物理科學的認知過程，掌握自然科學的研究方法。

（3）、通過實驗教學引導學生初步掌握研究物理實驗的科學思想、方法，培養學生實事求是的科學態度。

（4）、 通過實驗教學培養學生的科學思維、特別是創新思維，提高學生的實踐能力和自主探究的能力。

2、研究內容

主要內容：技校物理實驗教學實施素質教育的研究，具體以下幾個方面：

（1）、技校物理演示實驗教學實施素質教育的研究

（2）、技校物理學生實驗教學實施素質教育的研究

（3）、技校物理課本小實驗教學實施素質教育的研究

（4）、技校物理課外相關小制作教學的研究

五、課題研究的方法

本課題的研究采用以行動研究法為主的方法，結合實驗法、文獻法和教育經驗總結法。

1、行動研究法的界定、特點和基本步驟

行動研究法是1946年美國社會心理學家庫爾特.勒溫創立的，由于柯雷等人的倡導，進入教育科研領域。

對于行動研究法，學術界的說法不完全統一。定義不統一，名稱也尚未統一，有的叫“行動研究法”，有的叫“合作研究法”，也有稱“現場研究法”、“應用研究法”。

行動研究法的特點有五個：（1）研究人員和實際工作者結合，兩者都參與研究的全過程，包括計劃的制訂、實踐、檢測、反思和修正等。（2）研究環境即實踐工作環境，完全是在自然狀態下，在實際的教育教學的情境中進行研究。發現研究的問題是在實際工作之中。在研究過程中，對于計劃中的研究目標和內容并非確定之后一成不變，允許隨時間的推移和研究的深入發展進行充實和調整。（3）在理論探索和解決實際問題兩大目的中偏重于實踐。一般行動研究的目的不在于發現或驗證某種理論，而在于解決實際問題和改進實際工作。教師在以改進教育工作為目的的研究中發揮作用，使自身及學生素質得以提高。（4）強調研究過程和行動過程的結合。即在行動中研究，在研究中行動，研究是為了更好地行動，所獲研究成果馬上在行動中被采納和應用，產生實際效益。（5）在行動研究中，階段性的評價反思和連續性評價反思相結合。在研究過程中有一個集中的評價和反思階段，這時，研究人員對研究的結果和過程進行分析和考察。但是反思并不僅僅在該階段才有，而是在研究過程中連續不斷地進行的，這樣可以及時調整研究進程，所以說行動研究的過程是不間斷的反思過程。

有的學者將行動研究法的步驟歸納為8項：（1）發現問題；（2）整理制訂問題，有三個重點：①選擇問題（選定研究主題），②界定問題（確定問題范圍），③分析問題（診斷問題原因）；（3）文獻探討；（4）擬定計劃；（5）設立假說（將要采取的行動及對行動結果的預測）；（6）搜集資料，借助于問卷法、調查法、測驗、實驗等方法來收集資料；（7）試行和修正，在研究進行中不斷地檢討工作并加以改進；（8）綜合解釋。

2、實驗法的定義和特點

實驗法是通過主動變革、控制研究對象來發現與確認事物間的因果聯系的一種科研方法，具有以下三個主要特點：（1）主動變革性；（2）控制性；(2因果性。

教育實驗是實驗性的教育實踐活動，又是教育性的實驗研究活動，是實驗性和教育性的統一。作為一種教育科研活動，它與其它科學實驗有著共同的實驗性---主動變革性、控制性和因果性，又有著不同于其它科學實驗的個性----“教育性”。

3、文獻法和教育經驗總結法

文獻研究法是利用教育文獻信息資料和知識的載體進行查閱、分析、整理從而找出事物本質屬性的科學研究方法。它一是幫助研究者選擇和確定研究課題；二是為論證與研究課題提供理論和事實根據。具有以下特點：（1）間接性；（2）繼承性；（3）客觀性；（4）局限性

教育經驗總結法是在不受控制的自然狀態下，對教育實踐所提供的事實進行描述、分析和概括，揭示其內在聯系和規律，使感性認識上升到理性認識的一種教育科研方法。具有以下特點：（1）實踐性；（2）新穎性；（3）普遍性；（4）簡便性；（5）適用性；（6）發展性。

六、課題研究的操作范式

在本課題研究中采用循環實驗法，即第一學年技校一、技校二、技校三年級同時進行實驗，第二、三學年中就進行了循環實驗。在具體的物理實驗教學研究中常采用的實驗方法有：比較法、等效法、放大法、模擬法、轉換法、替代法等。

在探討技校物理教與學的策略時，應遵循以下原則：（1）理論聯系實際原則；（2）科學性原性；（3）實踐性原則；（4）主體性原則；（5）靈活性原則；（6）遞進性原則；（7）操作性原則；（8）獨創性原則。為強化物理實驗教學的功能，提高教學效果，應遵循的基本方法是實驗室實驗法或自然實驗法。在此過程中應加強以下幾個方面的工作：

1、教師多設計演示實驗

教師在做好課本演示實驗的基礎上，多設計一些演示實驗。演示實驗具有示范性，操作要求規范、速度適中、現象明顯、結論正確。例如，講授電磁感應現象，增加“一節干電池的趣味實驗”，通過變壓器原理說明演示一節電池引起的觸電、引起稀薄氣體發生輝光放電、產生較高的穩定交流電壓等，加深對電磁感應現象、變壓器原理、閉合電路歐姆定律的定性或定量理解，拓寬知識面，開發創造性思維。

2、變演示實驗為學生實驗

傳統的演示實驗只是教師動手，學生看。作為物理老師，各種實驗技能水平較高，再加上課前的充分準備，實驗較易進行。雖對學生建立物理概念、規律等起重要作用，但缺少培養學生實踐中的創造力和發散性思維能力。把演示實驗改為學生實驗，會進一步激發學生好奇心，可以通過多次重復實驗，直到得出滿意結論為止。這樣做，不僅給學生提供了更多的動手機會；而且學生通過親手操作，會有所發現、有所創新或突發奇想，突發奇想是思維火花的爆發，會表現內在強大的內驅力，對發展學生的創造性思維有巨大的推動作用，真如大物理學家愛因斯坦所說：“想象力比知識更重要”。

3、變學生實驗為學生動手設計實驗

客觀地講，設計型實驗對學生綜合運用所學知識、對學生創新能力要求是比較高的，但是它所用的器材、原理、方法都滲透在學生實驗、演示實驗或課本知識之中。在設計、操作實驗時，只是要求學生將它們創造性地組合，因此，在實驗教學中，應通過演示實驗，有目的地培養學生敏銳的觀察能力和思維能力；通過實驗操作有意識地讓學生了解所用儀器、器材的性能和使用方法；通過分析學生實驗，讓學生熟悉實驗方法，弄清實驗原理。只有這樣，才能使學生在實驗思路上觸類旁通，學會實驗方法的嫁接、遷移和變通，拓寬學生的思維空間，并對實驗過程有一個全面、全新的理解，以便獲得更多的科學實驗（或實踐）知識。

4、動手制作小實驗

由于物理知識的實際應用非常普遍，鼓勵學生進行課外或家庭小制作，作為課堂實驗教學的延伸，起到有益的補充作用。有的學生家庭條件、學生環境（他們父母工作單位有電腦或有與物理有關的實驗室）好，加上自身喜歡動手做實驗，可激發他們課外多看有關報紙、雜志，購置一些經濟實惠的玩具、電子元件等進行小制作或小發明。

5、物理實驗與信息技術的整合。

利用廣播、電視、計算機、網絡等現代化教育媒體收集與中學物理實驗緊密相關的信息，充實中學物理實驗教學，使之具有開放性、現實性。采用電教多媒體，借助幻燈、錄像及電腦技術，以生動、形象、鮮明的視聽效果，創新物理情景，提高課堂效益。主要有以下幾方面運用：

（1）、利用電腦仿真實驗

有些物理實驗不能做，卻可以通過多媒體仿真實驗來實現。學生通過觀察生動形象、直觀逼真的模擬實驗，就會有一種親臨其境的感覺。例如：對于粒子散射實驗，普通學校沒有條件、設備，也沒有時間做這個實驗。通過讓學生觀察粒子散射的動畫模擬實驗，呈現實驗裝置、實驗過程、實驗現象，從而激起學生探究原子結構奧秘的興趣，積極分析實驗現象，猜想、推理原子的結構情況。

（2）、利用多媒體技術進行縮小或放大，調控實驗現象

通常有些物理實驗過程大快，實驗過程中的一些細節一閃而過，學生對整個實驗過程中出現的現象就很難把握。而模擬實驗可以通過控制播放速度，讓學生看清楚實驗的全過程。例如：做平拋運動實驗時，由于小球運動太快，學生很難觀察中間過程，但利用多媒體技術可以把平拋運動一步一步地呈現出來，并結合自由落體運動和水平勻速運動的情況加以比較。在學習萬有引力定律時，相關天體運動的實驗不可能在實驗室通過人工方法進行真實再現，僅能通過電腦的動畫設計，將其尺度縮小進行模擬。

6、加強相關物理學史教育，旨在讓學生了解更多的相關知識，培養學生實事求是的科學態度，提高學生的科學素質。

《技校物理實驗教學實施素質教育的研究》課題中期報告

山東省鄄城縣技工學校    牛傳芳

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，回顧物理學產生和發展的過程，可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。無論是經典物理學的建立和發展，還是現代物理學的進展都與物理實驗息息相關。可以預言，未來物理學的發展一定離不開物理實驗。在技校的各門基礎課程中，物理課在提高學生的科學素質方面起著無可替代的作用，實驗在物理教學中更是占有著舉足輕重的地位。加強實驗教學，提高物理教學效果和開發學生創造能力，在加強素質教育的今天，顯得更加突出，尤為重要。

一、實驗在物理教學中的地位和作用

在新的技工學校物理教學大綱中，已明確指出：“觀察現象、進行演示和學生實驗，能夠使學生對物理事實獲得具體的、明確的認識，這是理解概念和規律的必要的基礎。觀察和實驗對培養學生的觀察和實驗能力，培養實事求是的科學態度，引起學生興趣，具有不可代替的重要作用”。可見沒有物理實驗，很難達到物理教學目的。

回顧物理學產生和發展的過程，可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。所有的物理知識，都是在實驗的基礎上建立起來的。物理實驗作為物理教學的基本手段，有其特殊的教學功能。

1、通過實驗可以使物理教學理論聯系實際，引起學生學習興趣，引導學生發掘問題，激發其求知欲望，從而調動他們學好物理的主動性和積極性，引導他們熱愛科學。

2、通過加強實驗，不僅可以使學生具備一定的感性認識，更重要的是使學生進一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎上建立起來的，從而有效地幫助學生形成概念，導出規律，掌握理論，正確而深刻地領會物理知識。

3、通過實驗培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力以及發現問題、分析問題和解決問題的能力；培養學生良好的實驗方法以及基本的實驗能力和動手能力，并且在此基礎上進一步培養他們的獨立工作能力和創新能力。

4、通過實驗培養學生從事科學研究應當具備的嚴格的科學態度，科學的思維方法，嚴謹的科學作風，逐步學會物理研究中基本的科學方法。

鑒于實驗教學的地位和作用，我們不僅應該重視實驗，而且應該在理論教學中認真貫徹以實驗為基礎的原則。

二、技校物理實驗教學的現狀

隨著素質教育的進一步深化，我們國家不少專家學者和廣大物理教師對技校物理實驗的重要性的認識和感受逐步加深，物理實驗教學改革也正在密鑼緊鼓地進行著。但是應看到，到現在為止，物理實驗教學的現狀在我們國家還是不容樂觀的。

1、技校物理實驗教學的基本情況。據抽樣調查，現在有些技校對專業課的實驗要求普遍較高，投入的資金也很足，而作為基礎課的物理實驗卻普遍重視不夠。不少學校的物理實驗數目達不到教學大綱的要求，甚至有相當一部分學校基本上一個學生實驗都不做。即使有的學校按要求完成了，但是實驗教學的效果往往不理想。

2、學校和教師受傳統教育的影響，普遍存在著重理論輕實驗的思想。教學方法普遍采用講授法。有的老師甚至認為學生不會動手做實驗不要緊，只要會動筆考實驗就行。由此而引發了"做實驗不如講實驗"，"講實驗不如背實驗"的荒謬作法。加之科技的飛速發展，多媒體進入課堂，使得部分教師過分追求，迷戀多媒體的模擬實驗，讓學生看看了事，不重視讓學生看實物，實際操作．總而言之，目前相當數量的教師不做或少做實驗，放棄了運用實驗的直觀教學方法，這一現象嚴重妨礙了培養具有創新能力的人才．這樣教出來的學生一遇到實物就束手無策，不知道如何動手。

3、由于認識上的不足，教師在實驗教學的組織上、在教學過程中、在物理成績的考核上都存在著問題。例如：由于教師不愿在實驗教學方案的設計上下工夫、花時間，導致實驗教學方法形式單一、陳舊；單純為了完成教學任務而安排實驗，對學生實驗能力的培養顯得沒有計劃、沒有目的、缺乏系統性。同時對引導學生積極、主動地學習，培養學生獨立思考的能力和習慣的指導思想不夠明確，教師在實驗教學中一手包辦現象嚴重，學生最多只是機械模仿，缺少動手和動腦的機會，能力得不到相應的提高。

4、實驗教學模式僵化，物理實驗教學的基本原則沒有得到充分的體現，教學方式呆板。從教學內容到教學方式沒有給學生留出足夠的發展空間。就分組實驗來說，教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項，寫得面面俱到。然而每次實驗課教師還要花相當長的時間根據教材講實驗目的、原理……，然后學生照著現成的實驗步驟或跟著教師動幾下，取幾個數據，實驗就算完成了。這樣做實驗，收獲不大。再說，現階段往往是一個班的學生同一時間做同一個實驗，用同一種方法、相同的儀器，都要在規定時間內做完，得出同一結論，這樣就有可能導致部分學生看別人怎么做，自己就怎么做，特別是兩人合做時，有極少數學生只看不動手，也不留心實驗觀察，不記錄有關數據，更談不上去思考。這種教學模式不利于提高學生發現問題和解決問題的能力，不利于引導學生突破思維定勢這個思維障礙，不利于學生創新思維方法的形成，不利于學生智能的發展。

以上實驗教學的現狀，極大地影響著物理教學質量，與物理教學目的、教育改革的要求和物理實驗教學重要地位很不相稱，與時代發展對人才的要求很不適應。

三、促進實驗教學改革的幾個配套措施

我們應當看到當前技校物理實驗教學薄弱，是有很多方面的原因。在分析問題、解決問題的時候也應從這些制約因素出發，進行技校物理實驗教學改革，使實驗教學能充分發揮其在素質教育中的特殊作用。那么要加快實驗教學改革的步伐，首先要抓好幾個配套措施：

1、轉變觀念

技校上至領導，下到學生，對基礎課普遍不夠重視，認為可有可無。技校物理實驗教學的現狀在很大程度上與觀念有關，要促進實驗教學改革，轉變觀念是關鍵問題。

教育是培養人的一種社會大行動，應該要從家庭、學校、社會來統一考慮。我們不能把物理實驗教學的現狀單單的歸咎于物理教師，其實不少教師是深知物理實驗的重要性，而且也曾經設想或嘗試采用較好的教學方法，但迫于各方面的壓力，教學課時上的限制，最后不得不放棄。因此要轉變觀念，就要轉變整個社會的觀念。要讓學校和教師，特別是社會上的人們認識到教育不能追求暫時的表面的效果，不能急于求成，而要著眼于未來，特別要著眼于學生在未來社會的作用與價值。教育不能帶有功利性，而要為社會培養真正的人才。

學校領導樹立了新觀念，觀念端正了，才能在課程設置、經費投入、師資調配和其他相關方面充分考慮到物理實驗教學的實際需要，并在一定程度上對實驗教學改革給予保證。同時也只有讓學生、家長知道素質教育的重要性，使他們從以前單單追求短期學生成績和升學率的片面認識中轉變過來。這樣才能給廣大物理教師一個廣闊的發揮才干的空間，使他們能自由地投身于物理實驗教學改革中去，充分發揮主觀能動性，在教學中大膽采用創新教學方法。只有這樣得到各方面的大力支持，物理實驗教學的改革才能大步向前邁，才能改進現狀。在物理實驗教學上，以教師為中心的教育觀，把物理實驗教學作為教師傳授知識、學生鞏固和理解知識的輔助教學手段。于是，有的時候會出現忽視實驗教學，或出現認為可有可無的情況。以學生發展為中心的教學觀，則把物理實驗教學作為整個物理教學過程的一個重要環節，啟發學生主動地獲取知識，培養和發展學生的能力。因此，改變傳統的教育觀，樹立新的教育觀念，實施素質教育，就要不斷提高對實驗教學基礎地位的認識，從提高實驗教學的效果，激發學生學習興趣，提高學生的能力出發，認真改進、大力加強實驗教學，把實驗教學真正移到以實驗為基礎上來。職業高中物理教師樹立了這個教育觀后，教師就會千方百計地重視實驗教學，努力做好實驗。

2、改革教材。

要推進實驗教學的改革，應改革現行的教材。改革的主要思想是，教材應重視學生實驗能力的培養，應體現以實驗為基礎的學科特色。在物理教學中，注意讓學生通過自已動手實驗學習物理知識。

（1）現行有關實驗的教材甚少，有關部門應召集這方面的專家學者根據各種實驗教學類型編出相應的物理實驗教材，供學生用書，并作為教師教好實驗的參考用書。編成一個由正規的學生實驗、實驗練習題、課后隨堂小實驗以及課后小制作等組成的系列實驗教材。當然還要適當增加一些能提高學生操作技能和拓寬知識面的課外讀物。

（2）對于學生實驗應有一套專門的正規的實驗教程。這個教程能與課本獨立開來，有培養學生閱讀能力和自學能力，提高實驗技能，掌握科學思維方法等功能。這一教程的編寫應注意以下幾個方面：

一是要讓學生上好實驗課，預習是非常重要的環節。教程應根據實驗內容布置一些預習思考題，讓學生在閱讀中思考，加深對原理的理解。

二是實驗教材應突出學生的主體地位，教程應在實驗的各個階段（實驗前、實驗中、實驗后）對提出一系列富有啟發性的問題，或根據需要，提出學生不易回答的問題。同時啟發學生提出問題，問題一經提出，實驗的目的也就很清楚了，學生也會帶著問題做實驗，在實驗時分析、解決問題。

三是教程在介紹實驗器材不要像"抓方"一樣羅列在學生的面前，讓學生機械地搬用；而是應該用"開方"的方法引導學生根據實驗目的和實驗原理來選取實驗器材。使學生明白為什么要選用這些器材進行實驗以及除了老師提供的器材外還可以選用哪些器材來代替。同時可以用例子來鼓勵學生自制儀器進行實驗，可以讓學生收集我們日常生活中常見的物品，來替代原有的器材做各種實驗。

四是現在很多學生很希望能親自參與設計實驗。教程要特別注意處理好統一要求與學生的個性化發展的矛盾沖突。在規定學生完成一定的實驗計劃和要求的前提下，教程可以鼓勵、引導學生不拘泥于教程中的做法，可以進行一些創新改進，或自己另外設計不同的方案或者自己提出實驗研究課題，設計實驗方案，獨立或與同學合作進行實驗。

五是教材應對學生實驗提出明確、具體的要求，要讓學生帶著一定的任務來做實驗。有了具體要求，學生實驗時才有矩可循。當然提出的要求要循序漸進，在不同階段，提出的要求應有所不同，在剛開始做實驗時可以只提出簡單要求，循序漸進，然后逐步提高。當然教程在編寫實驗時也應注意分出層次：開始幾個實驗可以詳細的給出實驗的各個環節，例如：實驗原理、實驗目的、實驗步驟、數據表格、實驗報告的書寫模式等。先讓學生打好基礎，養成按一定程序有條不紊地進行實驗的習慣；以后的實驗就不再這樣，而是逐步引導學生在理解實驗原理和內容的基礎上，自己獨立地列出實驗步驟、自制實驗表格等，從而提高學生的實驗能力和素養。

（3）利用多種有效渠道增加實驗在教材（區別于上述的實驗教程）中的比重，盡可能的增加學生動手實驗的機會。例如：在教材中可以適當增加一些有趣的實驗來引入課題，激發學生學習愿望；或增加一些簡便易做的課堂實驗，使學生利用手邊的學習用品或生活用品就能自己動手實驗，觀察現象。這樣既可以使學生多動手做實驗,又有利于學生理解理論知識。又或者在各章節后面的閱讀材料或開小實驗"欄目介紹有趣的實驗等，這也會大大提高學生的動手能力和學習積極性，加深對知識的理解。多數學校儀器設備不足，物理實驗教學受到限制。為了在儀器設備不足的條件下加強實驗。教材也可重點安排不必使用專門儀器、簡單易做的課堂實驗、實驗性習題和課外小實驗、小制作，并把一些過去由教師演示的實驗，改為既可以演示又可以由學生自己動手做的實驗，供教師選擇。還可鼓勵學生結合所學物理知識自己設計一些實驗。不要單單采用陳述性的語言，而應該多一些啟發性，比較生動的言語或問題來編寫實驗。例如在編寫時可以通過設置一些“看一看”、“問一問”、“想一想”、“做一做”等環節來促使和引導學生多觀察、多發問、多動腦、多動口、多動手，逐步培養學生能力。

（4）教材改革是一個長期過程，隨著社會、教育形勢的發展，舊的矛盾解決了，新的矛盾又會產生。知識不斷在更新，教育也應該要有新的內容、新的知識，因此，不斷研究教材在使用中存在的問題，隨時注視國外教材的最新動向，每隔一定時間對教材作一次較大的修訂，可以使教材不斷更新、不斷適應新的教學要求。例如：教材改革要對于一些陳舊過時，或者說明問題不夠直觀，又或者在說明問題時出現漏洞的演示實驗必須剔除或者改進，添加一些已經解決了困難的物理疑難實驗等。同時在改革教材添加與生活、科技的聯系緊密的實驗課題，應反映物理科學的變革，讓學生多了解近、現代物理方面的重大實驗成果，知道這些成果對人類發展的重大作用從而激發他們學習物理的極大興趣，并且重視物理實驗。同時也讓學生知道多一些新的知識。

3、提高教師自身素質。

工作在教育第一線上的教師是實施教育的直接參與者，要真正運用好物理實驗，使之對提高教學質量發揮出獨特的作用，需要教師具備的實驗教學的素質，既要有物理學理論和實驗知識，又要有教育學、心理學和教學法的知識，還必須腳踏實地親手實踐。

科學在發展，教育也要發展，沒有一成不變的。作為一名物理教師要通過不斷的學習使自己的實驗教學能力和知識水平提高，使自身具備良好的實驗能力和實驗技能；要有鉆研和創新精神，例如對物理中的疑難實驗進行專題學習和研究、改進一些實驗等；也應接受新的教育理論、新的教育思想，指導自己的教學實踐。同時各地區勞動部門應組織力量定期對在職教師進行培訓或組織在職教師進修。其他教育教學方面的培訓在有些地區已經開展，但針對物理實驗方面的相對較少。可以進行針對物理教師在物理實驗中對實驗的設計，實驗測量的操作技巧，設計、改進實驗以及排除故障的創造性能力，實驗考核的命題能力等方面的培訓，此外通過舉行各級研討會，提供物理教師間交流與探討的機會，從而相互促進。

4、重視實驗教學目標的實施

（1）確定實驗教學指導思想，強化實驗教學目標

在技校物理實驗教學過程中確定以實驗為基礎，用實驗來展開激發學生的實驗興趣，發揮學生參與教學的主動性和積極性，培養學生操作實驗、設計實驗的實踐能力和創造能力．加強實驗教學的研究，盡量把驗證性實驗改為探索性實驗，把演示實驗改為邊講邊實驗，通過挖掘教學內容的學術性，有機地把課內探索延伸到課外。總之，尊重科學，實事求是，面對群體，以實驗創新教育為前提，使學生達到掌握物理實驗技能和科學方法，養成科學態度，學會運用實驗手段解決物理問題的能力為指導思想，強化實驗教學目標，要求學生在實驗的全過程中自始至終抓好"七個正確"：其一，選擇儀器正確；其二，安裝調試實驗裝置正確；其三，操作規程正確；其四，觀察方法正確；其五，測量讀數正確；其六，處理數據正確；其七，實驗結論正確。

（2）探索改革實驗教學模式，發揮主導、主體功能

大力探索改革不適應新時期形勢的技校物理實驗教學模式，建立起按科學設計實驗教學程序、優化實驗教學過程、指導實驗方法、培養創新能力的“引導-探索-實驗-掌握”教學模式。這種教學模式應充分發揮教師的主導作用，突出學生的主體地位。教師充分相信學生，使學生主動參與實驗．課本讓學生看，實驗讓學生做，思路讓學生想，疑難讓學生議，錯誤讓學生析。讓學生獨立設計實驗，利用物理實驗，發揮學生的主觀能動作用，最大限度地調動學生自主學習的積極性和主動性。變單向信息傳遞為雙向式、多向式信息傳遞與交流，教師在課內講重點、關鍵點和注意點，發揮好主導調控作用．主要方式是采取提問、答疑、討論、觀察實驗現象、動手操作等．在實驗中，加強對學生實驗方法和創新能力的培養。

按教學大綱規定必做的分組實驗，采用一人一組，總體安排，并將學生分成三種類型：第一類是理解能力差，反應較慢，動作緩慢；第二類是思維敏捷，動作粗糙；第三類是獨立思考，動手能力強。不管哪類學生整個實驗過程全部由學生自己獨立完成，教師必要時答疑引路。另外還要改革實驗報告的書寫，實驗報告不要求統一的格式，只要求與物理教學相聯系，寫出本實驗成功的關鍵、有何不足。

（3）改革考試方法，加大實驗考核力度

以前我們在物理考試中，在檢查學生實驗部份的掌握情況時，基本上只局限于書面考試，關于實驗能力、特別是實驗操作技能的考試很少，導致出現學生背實驗、紙上談實驗的狀況實驗考核極不全面。技校物理實驗考試總體要求是把考理論和考操作結合起來，全面反映學生實驗課的基本要求；不論哪類學生考試的原則都是把考實驗和做實驗結合起來。考試成績由平時考核成績、理論考試成績、操作考試成績幾個部分組成，三者的比例為２∶２∶６。平時考核內容包括上課到位率、認真程度、實驗報告的書寫等三個方面；理論考試可全面考查學生掌握實驗基礎知識的廣度與深度；方法是在期中、期末考試卷中加大實驗理論題的比例。操作考試是根據教學大綱的要求把實驗操作能力要達到的教學目標加以分解，并按實驗內容難易程度將考試分解為考基礎實驗，一般以大綱中規定必做的實驗為主，時間一般安排在每學期期中、期末前兩個星期內。另外對第二、三類學生還要增加綜合性和設計性實驗的考試，所謂綜合性實驗考試是將不同的實驗進行組合，綜合解決較復雜的問題，要求學生利用本實驗手段去解決新的問題。考設計性實驗時，根據教師提出的實驗目的要求，學生自行設計實驗方案，完成實驗，時間安排在課外科技制作課上進行，開展豐富多彩的第二課堂活動

①把課外活動納入實驗教學的范圍是實驗教學改革的重要環節，為了從多方面培養學生做物理實驗的興趣，在學生掌握了一些基本實驗技能后，應按統一計劃，組織好課外活動，配合課堂實驗教學，具體措施，一是根據教材實驗特點和青少年的心理要求，精心設計課外活動的內容。做到既注意內容和形式的統一，又注意活動的趣味性。保證兩課的內在聯系。二是抓好落實，一學期的實驗內容要事先確定，建立活動小組，安排好輔導老師，以保證課外活動經常化、制度化。把課內和課外內容銜接好，課內課外就能相互補充。此外，利用課外活動這塊陣地，我們還舉行了許多別開生面的專題講座、專題答辯會、科技信息講座、小制作、小發明等，對促進實驗教學起到了很好的作用。

②舉辦綜合性實驗競賽，將知識性、趣味性、科學性和群眾性融為一體。為了鞏固實驗教學的質量，使課外活動具有更大的吸引力，每學期定時舉辦規模較大的實驗競賽活動。

③引導學生日制學具、教具，參加“小發明、小制作”活動，培養創造型人才引導學生進行發明創造，參加自制學具、教具的活動，一方面可以鞏固課內實驗所學的知識和初步掌握的基本實驗技能，更重要的是培養了學生的創造能力。在這個活動中，學生們大膽設想認真設計，精心操作，這是傳統的教學過程無法達到的。引導他們自做學具、教具，鼓勵他們創新。在這一活動中，應始終堅持真（原理科學）、新（設計新穎，采用新技術）、美（設計簡單合理，主次分明），在整個活動中自然形成以學生為主體，并由一批骨干隊伍帶動，發展到全班學生紛紛動手，大大提高了學生的實驗技能和理論水平，豐富了學生的課外活動的內容。

5、實現兩個保證

技校物理實驗教學改革，還有賴于一個教育系統目標、各方面的政策、經費投入等的保證。例如：改變實驗室的管理方式，經常性地對學生開放實驗室，提供第二課堂陣地，鼓勵學生根據學習的需要或教材中的“小制作”等自行設計一些驗證性或探索性實驗。可是實驗室要向學生開放，是有一定的困難的。困難在于支付包括有關人員工資、水電等等在內的一切費用，沒有足夠的經費去支持實驗室向中學生開放。因此，資金的保證很重要。國家要設立專門經費來支持特別是經濟落后地區學校的實驗室建設，支持實驗教學。同時我們也看到在不少地方學校由于實驗儀器、設備問題，基本實驗還做不全，卻撥大量資金用于大興土木、用于購買電教設備，去提高表面的教育設施。例如有的學校的物理實驗樓裝修得很漂亮，實驗室的外在硬件設施都很好，可內在實驗器材卻很缺少，很落后。因此學校應把有限的經費用在最基本的教學需要上為好，給實驗教學的順利開展提供一定的保證，少一些形式上的東西。

還有，教學上學生實驗的時間太少，學生能夠用于自由支配，根據自己的愛好去做些小實驗搞些小發明并進行思考鉆研的時間被學校設置的課程和布置的作業充斥掉了。因此，物理實驗教學改革的推動還有賴于學校對學生在這方面時間上的保證，增加實驗的比重。

可以相信，只要切實地抓好制約物理實驗教學改革的幾個配套措施，通過廣大物理教師、教育研究工作者的共同努力，技校物理實驗教學改革的步伐將進一步加快，實驗教學的現狀將得以改變。

《技校物理實驗教學實施素質教育的研究》課題結題報告

山東省鄄城縣技工學校    牛傳芳

一、課題研究的實踐意義與理論價值

1、實驗研究的實踐意義：

（1）實驗能充分調動學生的主動參與意識，為他們提供更多的實踐、實驗機會，喚起他們對實踐、實驗活動的興趣，這是提高學生動手能力和解決實際問題能力的關鍵。

（2）促進教師更新教學觀念，改變傳統的教學模式，有效地強化對學生的觀察、分析方法、思維方法和認知過程的訓練，這是提高學生實驗綜合能力，發展思維品質的有效途徑。

（3）實驗研究顯現對實驗原理、實驗思想、實驗方法的研究。實驗原理就是所應遵循或依據的物理規律，它來源于實踐或實驗，是科學規律或理論，對新的實踐中實驗有指導作用。實驗思想是實驗方案有效進行的出發點和立足點，是實驗操作的行動指南。實驗方法是指實驗過程中具體的操作方式，如轉換法、放大法、模擬法、替代法。像開放性的設計型實驗能考查多種實驗方法，不同的實驗方法依據于不同的實驗思想、原理，體現了問題的開放性、靈活性，對于訓練學生的發散性思維、求異性思維是大有裨益的。

（4）加強物理實驗教學中的辯證唯物主義教育。辯證唯物主義教育是馬克思主義哲學的重要組成部分。技校物理實驗教學中包含著豐富的辯證唯物主義思想內容，它也是素質教育中的科學方法關鍵內容，是培養學生創造思維和能力的基石。例如，音叉的制作，水波干涉，楊氏雙縫干涉裝置體現了一分為二的哲學思想；對光的本性認識：光既有波動性、又有粒子性，體現了對立統一規律的觀點；總之，物理實驗教學對學生形成科學的世界觀和方法論具有重大的實踐意義。

2、實驗研究的理論價值：

物理實驗教學是學校實施素質教育的基本教學策略之一。抓住了教學策略進行研究，就是抓住了教學理論與教學方法之間的中間環節。技校物理實驗教學對學生素質發展的貢獻主要集中在以下三個方面：①發展學生的科學文化素質。②發展學生的思想品德素質。③發展學生的科學思維素質。其中思維素質比文化素質更能動，從而是更重要的一個素質，實驗教學不僅能培養學生分析、綜合、對比、抽象、概括、判斷、推理等基本的能力，而且更能培養他們思維的深刻性、廣闊性、靈活性、敏捷性、批判性和創造性等優良的思維品質。加強物理實驗教學的研究是以培養學生的創造能力為核心，同時也豐富了素質教育的內涵，反映出素質教育的精髓，因此，通過本課題的研究，為實施素質教育、培養創新人才提供了更為完善的事實依據和理論價值。

二、課題研究的經驗總結及理性認識

1、多創設演示實驗，優化實驗過程

要保持學生持久的學習物理興趣，光靠課本上的演示實驗是不夠的，應充分挖掘身邊現有器材甚至是很不起眼的器材，結合特定的物理情境（如新課引入、鞏固概念規律、評講習題等），增加實驗的趣味性、直觀性、新穎性、科學性，激發學生的好奇心和求知欲，引發學生思維，引導學生發現問題，解決問題。

如交變電流第一節新課導入時，先用兩個相同的手搖發電機（老師事先調制好，一個作直流發電機用，另一個作交流發電機用，但不作解釋，留下懸念，創設情境）分別對兩個相同的小燈泡供電，小燈泡均亮，看不出有什么區別；接著用一只發光二極管替代小燈泡，會出現接在一個發電機（供直流的）的兩接線柱間，搖發電機時（設置好手搖的轉向）二極管不發光，此時學生直觀感覺----二極管可能是壞的，也可能接觸不良；當問題出現、學生疑惑并討論時，老師也不及時點破玄機，老師接著把該二極管接到另一發電機的接線柱間，搖發電機時，二極管能正常發光，這表明發光二極管是好的、未壞。剛才問題怎么重新解釋呢？有的同學說再接回去試試看，手搖的轉向同原先相同，結果二極管還是不亮。此時學生又一籌莫展，老師故作無可奈何且漫不經心倒著搖發電機，奇跡出現了----二極管發光。這時學生異常興奮，激烈討論，學生透過現象看本質：這是兩臺不同的發電機，一是直流發電機，另一是交流發電機。老師引導學生思考這兩臺發電機的區別在哪里？通過實物展示臺、投影儀讓學生一起找兩發電機的區別。區別找到后，已經水到渠成了，繼續引導學生思考兩臺發電機的路端電壓是如何隨時間變化的，通過引線接到準備好的示波器上觀察波形，增強感性認識。

傳統的演示實驗教學常只讓學生看表演，先是“教師做、學生看”，后是“教師講，學生聽”，而忽視了學生主體的思維動機的激發，這樣實驗得出的物理規律，教師認為是“顯然”，可是對于學生來說，有時候卻是“漠然”，因此，有的演示實驗之所以未能起到很好的作用，往往不是演示實驗本身失敗了，而是教師不能為演示過程創設良好的問題情境所造成。

如果在實驗前提出問題，以疑激思，效果會大不一樣。當出現同樣的現象時，就安排同學從容地利用電磁感應知識作解釋，得出變壓器不能改變恒定的直流電壓，可改變變化的直流電壓、交變電壓。

為強化印象，可作進一步引導：“將電壓表取下，換上適當的鎢絲燈泡，閉合S瞬間，燈泡會亮一下嗎？”以疑誘思，不斷為實驗創設懸念。有的同學說亮，有的說不亮。實驗結果是：燈不亮。然后請同學說有電流通過燈泡為什么不亮。理由是電流不是持續的、而是短暫的，又因為鎢絲發紅發光要達到一定的溫度。

接著請同學們想一想將鎢絲燈泡換為“220V5W”節能燈，情況會如何。在同學們迫切知道結果前，分組討論，達成共識，各小組代表發言，可保持不同觀點，此時老師既不作評價，也不參與，這是一種“頭腦風暴”學習法，易調動各個同學參與討論、表達個人觀點的積極性和主動性。最后演示實驗，結果與鎢絲燈泡不同，節能燈閃爍一下。

該實驗的意義：（1）可定性說明法拉第電磁感應定律，必然會在副線圈的感應電動勢大小與穿過線圈的磁通量變化快慢有關，從而說明與線圈的電流變化快慢有關，電流變化快，線圈產生的感應電動勢大。（2）實現人工控制到自動控制，具有獨創性和新穎性，啟發學生的創造性思維，培養學生的創造性能力。

2、變演示實驗為學生實驗，培養學生創新的能力

把演示實驗改為學生實驗，讓學生去做、去觀察、去想、去感悟，真正使學生成為“學習的主人”。撥動學生的思維，提高學生主動積極參與探究的熱情，培養學生的學習興趣和愿望，對物理事實獲得具體明確的認識。這樣在整個教學過程中，不僅可使學生的觀察、實驗能力得到培養和提高，而且能充分展現物理課教學的特點和魅力。

如光電效應的演示實驗，我校可用兩套器材完成。一套器材做演示實驗易成功，在學校實驗室該套器材少，器材價格偏高，不易改做學生實驗。另一套器材易取，價格偏低，但按課本裝置演示成功的幾率不很高。這就成為擺在老師面前的一個難題，唯一出路----改進實驗裝置。

課本上的演示實驗裝置具體做法為：把一塊擦得很亮的鋅板連接驗電器上，用弧光燈照射鋅板，驗電器指針就張開一個角度。但實際上，無論用弧光燈或紫外線燈照射多長時間，也不見驗電器指針有要張開的情形。

作為科學實驗，如光電效應這樣的課題都早已在實驗室獲得了解決。但作為教學中的物理實驗和科研的物理實驗有一個重要的區別，那就是教學的物理實驗設計不僅要符合科學性原則，而且必須反映教學思想、體現教學原則。正是基于這樣的教學理念，現對光電效應實驗作以下改進：在原鋅板后插入同樣的鋅板，并與靜電計的外殼相連，構成一個電容器C，驗電器可看作是電容很小的電容器。

在抓好演示實驗和分組實驗的同時，努力開拓實驗教學的新構想，探索設計性實驗教學的新思路，這對培養學生的實驗創新能力非常重要。

設計物理實驗不僅需要學生綜合地運用所學的物理以及相關學科的知識和技能，而且需要學生：（1）查閱相關資料，設計該實驗的原理和方法；（2）根據實驗要求，正確選擇實驗器材和實驗條件；（3）設計獨特的實驗構思；（4）獨立或協同進行實驗操作；（5）獨立完成實驗數據處理和實驗報告。因而利用設計性實驗能有效地培養學生實驗創新能力及正確對待實驗的態度和作風。   

在實驗教與學過程中刻意加入方法、能力的滲透式培養，這樣就會通過老師的“變教為導”，來實現學生的“變學為思”、“變學為悟”，從而使實驗教學深入到“以誘達思”的境界。例如在學生學習光的干涉、光的衍射之前，筆者從實驗室借出各10只單縫、雙縫的器具，晚輔導時分給任課班級的學生，讓學生隔著單縫或雙縫觀察教室內明亮的日光燈、遠處的路燈（鈉光燈）；接著讓學生用事先準備的激光筆照射單縫、雙縫，觀察現象并作比較；引導學生回憶一年級學過的用發波水槽觀察水的干涉實驗，并說出一些定性結論；引導學生解釋“聞其聲不見其人”這熟語所包含的物理原理并回答衍射現象產生的條件。在學生積累上述直接經驗的基礎上，老師講授課本上光的干涉，光的衍射時，已是水到渠成的事，同時也易調動學生學習的積極性，從而主動探究課本上的相關知識（學科中的間接經驗）——托馬斯·楊雙縫干涉的裝置、現象、意義及規律△x = Lλ/d，單縫衍射的現象及產生條件等。

如在學習《電磁波的發射和接收》一節時，除用實驗室提供的成品器材外，還鼓勵學生課外小制作，取四根各長的裸鋁質導線作為天線，捆綁在兩根硬質木片上，每根木片上的鋁導線相近端間隙，其中一根木片上鋁導線相近端用導線分別與高壓感應圈相連，另一對天線間隙接一個氖泡。演示時，啟動感應圈，在天線間隙處會產生火花放電，這時感應圈的線圈與鋁導線的電容器組成一個振蕩電路，產生高頻振蕩電流。當兩對天線相互平行且相距較近時，氖泡發光，此演示說明電磁波的存在，也表明電磁波是能量的載體。逐漸增加兩天線間的距離，氖泡發亮變暗，說明電磁波減弱。轉動接收天線直到與發射天線相互垂直，可見氖泡由亮轉暗至熄滅，這演示了天線的方向性。

創造型小制作比上述兩種類型作品的價值更高，其思想一般說來比較獨特、有創意。盡管大多數思想觀點并不具有學術研究的價值，但這是學生獨立思考創作且是首創的作品，具有一定的新穎性、研究性、實用性。創造型小制作或小實驗一般經歷的過程：選題---調查---思考醞釀---產生創造設想---設計---制作---試驗---改進。其中選題是首要的關鍵。課題主要來源于實踐，在實踐中思考和發現問題，善于發現問題，就能為課題的選擇創造良好的開端。

3、正確處理好現代教育技術與實驗教學的關系

現代信息技術的迅猛發展促使現代教育技術的飛速發展，作為高科技產物的計算機輔助教學(Computer Assisted Instruction --CAI)也正逐步融入物理課堂教學。勿庸置疑，這種現代化教學手段的使用增強了物理課堂教學的直觀性、趣味性，充分調動了學生學習的積極性。

計算機輔助教學(CAI)為物理教學提供了有利的條件。由于受物理實驗條件的限制，某些物理實驗在中學實驗室根本無法完成，學生不能獲得完整的感性材料，容易造成感知上的障礙，從而影響物理知識的學習。若利用計算機輔助教學在某種程度上可以彌補這些不足，現列舉幾種情況加以說明：

（1）拓展和超越物理時空

在現代物理的教學中，存在一些高難技術和有危險性的物理實驗，這些實驗不適于或根本無法在課堂上演示。例如粒子散射實驗、高能加速器、核裂變等，都可以通過計算機模擬的方式，完整、安全地呈現在屏幕上，從而起到拓展和超越物理時空的作用，使學生有身臨其境的感覺。

（2）對物體適度地縮小或放大

例如行星之大、離我們之遙遠，是不可能搬遷到實驗室的；像電子等微觀粒子無法用肉眼直接觀察。但是，人們可以利用計算機動畫技術模擬出太陽系中行星的運動情況，從而比較生動地講述萬有引力定律。同樣，也可利用多媒體技術模擬出電子等微觀粒子的運動。通過對物體適度地縮小或放大，模擬宏觀天體、微觀粒子的運動，增強學生對這些素材的感觀認識，提高教學效果。

（3）使抽象的問題或物理過程形象化

在物理課堂教學過程中，教師用難懂的語言講述一些人眼看不見的、抽象的物理規律時，若借助計算機動畫模擬技術，化抽象為具體，如探究楞次定律時，先動手做實驗，接著結合FLASH動畫技術分析討論實驗現象；用FLASH動畫技術分析電磁振蕩過程中極板上電荷量 、電路中振蕩電流 、電場強度 、磁感應強度 隨時間變化的情況。

由此可見，計算機輔助教學走進物理教學，不僅能再現或模擬各類物理實驗現象，而且還能通過各種手段使復雜的、抽象的問題簡單化、形象化，將漫長或瞬間的物理演變過程變成可控、有序的演化過程，能把物理現象、規律生動地、形象地展示在學生面前，使學生完整、形象、清晰地感知物理現象，給學生的思維過程提供必需的感性材料。

唯物辯證法告訴我們，事物是一分為二的，計算機輔助教學也不例外。計算機輔助教學對物理實驗教學效果有積極的一方面，也有消極的一方面。比如在實際教學過程中，有的人濫用教學課件，輕視動手做實驗，追求動畫模擬實驗的完美、奢華、大容量，輕視實際實驗的真實、簡潔；甚至在市級評優課時，有的人用動畫模擬實驗完全替代真實的實物實驗，如學習《彈力》一節時，用精美的課件在探究彈簧的伸長量與彈力的關系，而不去做真實的實驗，學生會對課件中取得的“實驗結論”表示懷疑的，因此說，這種做法是十分不可取的，也是不科學的。

還可充分利用數碼相機、數碼攝像機捕捉與物理課堂教學相關的動態、靜態素材。做到平時多留心、多方位、多渠道地搜集。

綜上所述，在物理實驗教學實施素質教育的過程中，應正確處理好以下三個關系：正確處理計算機輔助教學與傳統實驗教學模式的關系；正確處理計算機軟件的形象效果與科學性、真實性的關系；正確處理計算機模擬實驗與實物實驗的關系。因此，在設計物理實驗教學過程中，教師要根據實驗內容、目標和學生的實際情況來選擇教學媒體和教學素材，做到適時、適量、協調、謙容、互補，做到教學手段服務于教學目標，追求教學效果的最優化、最大化。

4、加強相關物理學史教育，旨在讓學生了解更多的相關知識，培養學生實事求是的科學態度和大膽猜想的創新意識，提高學生分析問題的能力。

三、課題研究的展望

課題研究雖作了總結，這僅是對前面研究過程的總結，而不是結束。目的是將前面走過的過程，作一個回顧，希望通過回顧，將感性的材料整理歸類，摸索出對實驗教與學有用的東西，并企圖將之上升到一定高度的理性認識，讓它變為今后實驗教學的理論先導，使自己的教學行動既有理論指導，又符合課堂教學實際。

筆者認為，在物理實驗教學過程中，做一個細心且愛動腦筋的人，立足實驗教學，著眼實驗改革，瞄準實驗創新，那怕是一點點的創新，定能為自己添加信心、動力，從而產生“蝴蝶效應”，結出豐碩果實。

以下幾點，是今后努力和發展的方向：

（1）加強傳統實驗教學模式與數字化信息系統（Digital Information System）的整合。

（2）加強新課標中演示實驗、學生實驗的研究與創新。

（3）加強與生產、生活緊密相關的課外實驗的研究，體現時代精神，加強STS（Science  Technology and Society）教育。