中学物理开放性实验教学的实践与探索

中学物理开放性实验教学的实践与探索关键词：中学物理 开放性 实验教学摘要：在中学物理实验教学中引入开放性实验，充分发挥物理实验教学在培养学生科学精神和创新能力中的重要作用。在开放性实验教学活动中，学生作为学习的主体，可以充分发挥其主观能动性。以学生为本，努力创造一种开放、创新、轻松的学习环境，通过学生和老师的互动，使学生实验能力和创新意识得到提高。但在开放性实验教学模式中，教师仍然居于主导地位，并将面临许多新的挑战。本文作者结合自己参加中学物理开放性实验教学项目的实践，对开放性实验教学的一些具体方法进行一些讨论。物理是一门理论与实验相结合的学科，物理实验教学对学生理解和巩固知识，培养科学探索能力，培养科学素养等具有重要的作用。传统中学物理实验教学模式主要是教师按固定的实验教学内容进行讲解，学生通过模仿完成实验来验证相关物理原理。在这种机械的重复过程中，学生的创新能力得不到锻炼，而且容易使实验课变得枯燥乏味，学生缺乏学习积极性。为了改变传统实验教学模式的不足，培养学生的实验能力和创新能力，有必要引入开放性实验教学。开放性实验教学是指在保证常规教学质量的基础上，在教师指导下，实验室内的相关实验器材对学生开放，学生可以自己设计实验方案，并独立完成实验的教学模式。开放性实验教学是实施素质教育的一种有效途径，是充分利用教育资源、开展实验教学的重要形式。素质教育强调培养学生的创新精神和动手能力，让学生亲自动手设计实验、完成实验，有利于帮助学生培养思考问题和研究探索的能力。开放性实验教学不仅能提高学生的实验能力，而且可以加深学生对概念的理解，培养学习兴趣。一、 制定合理的实验室开放计划安排中学物理实验室因为平时需要保证课堂演示实验以及学生实验的教学要求，在时间安排上具有一定的不确定性。但可以通过制定合理的实验室开放计划来为学生安排相对固定的开放时间和内容。笔者在总结和吸取以前经验的基础上，对物理开放性实验室的计划安排进行了改进。实现了一学期开放性实验室的实验开放安排共9次，累积共计112人次参加开放性实验，完成实验36个，并收到了良好的效果。（一）、为了让更多的学生能积极参加开放性实验室的活动，每周为每个班级开具本周预定开放的实验通知单。通知单上详细注明该周实验室开放的具体时间、地点、可选实验名称、限报人数等信息，学生可自由选择、填报。这样可以更规范、更明确的安排计划。设置“限报人数”是为避免有些器材，如实验室双筒望远镜、微小压强演示器、抽水机模型、电话机模型等因为数量有限，无法同时满足大量学生同时做实验。对于存在一定安全隐患的实验，如有些需要用到交流电源的实验，也可以通过设置“限报人数”避免指导老师无法同时顾及多组实验，杜绝安全隐患。开放性实验通知单在规定时间内反馈给负责老师，这样就能根据报名参加开放性实验的学生数量更合理地安排实验室的分配、器材的准备。对于某些特别受欢迎的开放性实验，则可以提前另行安排其它开放时间，从而做到最大限度的满足学生参与开放性实验室的需求。（二）、为了让学生在参与开放性实验的同时养成良好的实验习惯，还可以在计划安排中列举相关注意事项，提醒学生准时参加，且要事先了解自己参与的实验、构思实验方案，完成实验后要填写实验记录等。让学生理解到，参与任何实验与探究都必须遵循规范的流程和科学的原则。（三）、在开放性实验教学结束后，增加对各班学生参加率的统计，根据参加率的反馈来调整下个学期开放性实验教学的针对性和安排。同时根据反馈情况来督促学生实践自己参与开放性实验的承诺，从而珍惜每次参与开放性实验的机会。二、 实验室资源开放的管理措施 因为开放性实验室的特点是：不同于传统课堂教学在人物、空间、时间上的相对稳定、相对封闭，是面向所有学生的、时间相对自由的，灵活度高、自由性强的一种新型教育形式。但正是因为它的灵活和自由，使它具有潜在的无序化、管理性差的特性。如果不能对开放性实验室的资源有效地组织、安排和管理，就会出现很多难以预计的问题。 （一）、通过使用开放性实验通知单，使学生清楚自己在什么时间、到什么地点去完成什么开放实验，老师也可以有针对性的安排实验室资源以及相关的指导工作。（二）、为了更好地让学生也参与到开放性实验室的过程管理中来，同时也减轻学校开放性实验管理的负担，可以采用学生管理员来配合管理开放性实验室。在开放性实验开始前，先教会学生管理员们当天的实验注意事项，开放性实验开始后，学生管理员们再引导学生安全、高效的完成实验。此外，还可以让学生管理员配合准备整理器材、督促学生完成实验记录单等工作。这样，既节省了管理资源，又培养锻炼了学生的实践能力，使实验室的开放更加有序、高效。实践证明，开放性实验室学生管理员确实起到了良好的作用。（三）、传统中学物理实验室里实验仪器一般是按力学、热学、电学、光学等来进行分类排放的，按每个具体实验的需要独立摆放。传统的实验仪器摆放方式可能限制学生的思维发散。在开放性实验室里则可以根据学生具体的需要进行个性化的布置，更加方便学生按自己的思想自由做实验。另外，进行开放性实验教学需要充分利用实验室现有的器材，中学物理实验室中数量较多的实验器材，如温度计、刻度尺等可以人手一件使用。对于数量不够的器材可以将学生分组，共同完成。（四）、为了达到开放性实验教学的目的，开放性实验室内的资源要尽可能的对学生全面开放。这就要求开放性实验室的实验资源要进行充分的准备来满足学生进行实验的需要。除了使学生可以充分利用实验室仪器外，还可以鼓励学生自己收集实验材料，如把平时生活中的废置物收集起来，既节约资源，又可培养学生勤俭节约的好习惯。此外，还可以指导学生自制实验器材，如可以让学生用易拉罐自制小孔成像演示器、用饮料瓶自制量筒、用牙膏盒自制潜望镜、用橡皮筋自制测力计等。自制实验器材不仅效果好，而且可以让学生通过自己加工器材的过程，加深对物理原理的认识，激发学习兴趣。引导学生使用日常生活中常见的物品设计实验，培养学生的动手能力和创新能力。（五）、由于开放性实验室所进行的开放性实验没有以往固定的实验步骤可以参考，所以学生在实验过程中可能会遇到很多新问题。开放性实验教学目的在于使学生放开手脚、自由发挥，培养学生的实验能力、思维发散能力和实验素质。所以，还可以安排电子阅览室供学生独立查找资料与开放性实验室相配合。使学生在发现、解决实验问题的过程中进一步激发学习兴趣，培养创新能力。三、开放实验的内容安排教师根据中学物理课程标准，设计出合适的开放性实验课题，由学生自己选择若干个施行。教师为学生提供必要的指导，要求学生运用相关物理知识，充分利用开放性实验室资源设计实验方案并完成实验，从而发展学生的创新思维。（一）、在让学生独立开展开放性实验前，教师应当根据学生的实验设计指导学生正确使用相关仪器的方法，确保学生掌握之后再独立开展实验。教师的指导应当包括实验仪器的介绍、安全教育、基本操作培训等。如学生计划开展开放性电学实验时，教师要先指导学生掌握相关仪表的连接及读数方法，掌握基本技能后，学生才能动手操作。（二）、在开放性实验教学的模式下，常规性的内容由教师提出安排意见和建议，学生则可以最大限度的独立完成实验。教师在安排开放性实验时，应当尽量安排一些耗时较少、仪器操作简单的实验课题。根据中学阶段的物理教学内容，可以安排如测液体压强、测未知电阻值、电磁感应现象、串并联电路以及一些光学实验课题等。对于学生自己提出的创新性较强的实验课题，应当要求学生先提交实验方案，与教师交流后再按方案实验。对于较复杂的实验，可以安排由学生组成小组共同完成，让学生在共同解决实验问题的过程中，培养与他人交流合作的能力。（三）、开放性实验教学可以多安排一些扩展性、开拓性强的实验。这类开放实验可以拓展学生视野，扩大知识范围。如电学部分的开放性实验可以安排学生观察各种家用电器的铭牌，还可以让学生画出家庭照明电路图、计算家中每月消耗的电能、讨论如何节能等。通过安排这样的开放实验，使学生综合素质得到锻炼。教师还可以从中考模拟题中选出了一些合适的实验，安排学生开展相关的开放性实验，使学生通过实验更好地了解考试的实验题。四、开放性实验效果反馈开放性实验教学的目的是为了更好的培养学生创新精神和实践能力，而做好实验效果反馈工作可以帮助教师掌握开放性实验教学效果，因此是十分重要的一环。“不仅仅只是来完成一个实验，而是要对自然现象进行探究、对自然法则进行验证。实验是科学严谨的，来不得半点虚假、来不得半点马虎。”这是我校开放性实验教学的重要原则。（一）、认真完成实验报告可以学生更好的掌握实验原理。由于开放性实验的特点，实验记录要求学生详细记录实验的设计思路、操作步骤、实验过程情况、实验结果等内容。完成实验报告对学生是一个很好的知识回顾、梳理的过程，可以帮助学生更好的掌握实验原理。通过教师对实验报告的指导、点评，学生可以知道实验的完成质量，及时纠正实验中出现的错误，有利于学生提高实验能力。同时，教师也可以通过实验报告准确掌握学生对相关物理知识点的理解情况。（二）、开放性实验教学还是比较新颖的实验教学模式，因此，要建立有效的激励机制，通过对学生的开放性实验结果进行评价，激励学生参加开放性实验的热情。可在参加开放性实验的学生中间进行评比，从实验设计能力、动手能力等方面进行评价，以取得较好的评价效果。（三）、实践证明，开放性实验教学可以有效地提高学生的实验能力。因此，可以建立学生实验能力成长档案，记录参与开放性实验的学生实验能力成长情况，帮助教师有效地进行个案变化的追踪和分析。通过对实验能力成长档案的分析，可以在以后的开放性实验教学中逐渐增加对提高学生实验能力更有效的指导方式。总之，开放性实验是一种实验教学手段，在开放中，启迪学生的学习兴趣，营造一种轻松、和谐的教育氛围，能为学生的动手能力、想象力、创造力、思维能力的全面提高创造有利的条件，把素质教育落在实处。相信在一次次的探索和改进后，我们的开放性实验教学工作将做得越来越好。【参考文献】1 孙文彬：开放性创新实验教学改革与实践，实验室研究与探索，2006，25(2)。2 王风华：走全面开放事实验教学的道路，高等理科教育，2004，54(2)。3 何建平：开放实验室，推动创新实验，实验室研究与探索，2005，24(10)。4 陈艾华：建立开放式实验室提高学生创新能力，山两教育学院学报，2000，3(4)。5 张新华，刘建新：开放实验室促进人才培养，实验室研究与探索，2006，25(12)。