浅议新课程背景下中学物理实验室的建设与作用——重温我国著名物理教育家朱正元先生的物理教育思想，本文主要内容关键词为：物理论文,教育家论文,新课程论文,实验室论文,我国著名论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
物理实验是进行物理知识教学的主要手段，是训练实验技能和培养科学素养的必要方法，是养成良好心理品质的重要途径，是物理教学内容的一个重要组成部分。20世纪70年代起，我国著名物理教育家、苏州大学朱正元教授就当时中学的办学条件，提出了“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的教育思想，指导广大教师想方设法地把物理实验做起来，让学生动起来。几十年过去了，现在学校的教育技术装备发生了天翻地覆的变化，实验条件得到改善，实验方法得到优化。但是，有些学校在实际教学过程中由于过分依赖于厂制教学仪器或者不重视物理实验教学等诸多原因，结果呈现给学生的物理现象却离生活越来越远，在实验过程中学生动手的机会越来越少，使学生失去了体验实验过程的乐趣，在一定程度上泯灭了学生天生的好奇心和原生的创造动机。所以笔者深感，在基础教育课程改革的大背景下，重温朱正元先生的教育思想，不仅仅是继承和发扬“勤俭做实验”的优良传统，而且也是对物理教育认识的返璞归真，其目的就是让物理教育更好地走进生活、走向社会。
二、实验室应该成为学生自主学习的“乐园”
新课程改革倡导教学的开放性和学习的自主性。物理实验教学是组织开放性的教学活动，是引导学生进行自主学习的最佳切入口。中学物理教育又是物理学科的入门教育，在学生一开始接触物理学习时，就应该有意识地培养他们正确的学习和研究物理问题的方法，激发学习兴趣，让他们在动手实验中获得经验，体验乐趣，收获成功，从而持久地保持对物理知识探索学习的兴趣与志向。为此，我们的实验教学就要让学生从单纯地观察现象、记录数据、分析归纳等学习活动转化为从设计实验、选择和制作仪器入手进行自主探究性实验的学习活动，真正成为学习的主人。
例1 在密闭的装满水的小瓶盖上插一个玻璃管（如图1）。当小瓶浸入热水中，玻璃管中的水柱上升；当小瓶浸入冰水中，玻璃管中的水柱下降。实验表明：液体热胀冷缩的性质可以用来判断物体的冷热程度。于是，教师在此基础上指导学生自己设计和制作温度计。
问题1 用这个小瓶可以判断物体温度高低，但能不能测出具体的温度值？（学生讨论）
问题2 怎样给自制的温度计标上刻度？（学生自读课文，了解“摄氏温标”，设计方案。）
问题3 这样的温度计有什么不足？（学生发表意见：瓶子太大，携带不便；玻璃管太粗，水柱升降不明显；管壁太薄，容易折断……）
问题4 为什么实际温度计不用水做测温物质？（设置疑问，让学生课后查阅资料。例如，水在 0～4℃时是热缩冷胀的；水的比热容较大，会影响被测物的温度；水的凝固点与沸点温差不大，测量范围小，制作的温度计灵敏度低等。）
教师可以指导学生利用身边的东西，制作各种温度计 （也可以指导学生制作各种气体温度计，如图2、图3）。比一比，谁制作的温度计最有创意？谁制作的温度计测温最准确？谁制作的温度计最实用？让学生用自己制作的温度计进行测温。在后续“蒸发吸热制冷”学习中，还可以在图2、图3装置的玻璃泡上涂抹酒精进行直观演示。
我们的物理教学应该贴近学生的生活环境，引导学生用随手可得的日常用品设计实验方案进行实验探究，从而培养学生“去粗取精、去伪存真”的思维品质，让学生在失败与成功的交织中获得学习的快乐。“温度与温度计”这节课的教学内容较简单，虽然教师可以直截了当地把知识和技能呈现给学生，学生通过死记硬背也能基本掌握，但是插入了一些简单的探究性实验后，就能充分组织起学生的自主学习活动。这样，虽然教学过程复杂一些，然而对于正在接受物理启蒙教育的学生而言，这种教学过程中孕育了教法与学法的多样化，而教法与学法的多样化便可为不同兴趣指向和不同能力层次的学生提供不同的学习环境，进而满足不同学生的个性、特长发展的需要。我们的教改实践证明：这样做，一是有利于提升学生发现问题、制订计划和解决实际问题的能力；二是有利于培养学生主动积极、勤奋务实、不折不挠的学习态度；三是有利于激励学生的问题意识和创新精神。一句话，物理实验室应该成为学生自主探究、小组合作学习的“乐园”。
三、实验室应该成为教师教学创新的“工作室”
教学是科学也是艺术，其魅力在于教学手段和教学方法的创新。实验及实验教学的创新是物理教学创新的核心。在学生刚接触物理学习时，教师就要从培养学生的科学素养着眼，从发展学生的创造性思维能力着手，从指导学生学会学习着力，以“探究性学习”为核心，用任务驱动或行为引导的方式来组织学生“做中学”，积极地构建跨学科、跨知识领域的综合学习模式。这就要求教师从身边的“坛坛罐罐”中找出其蕴涵的物理知识，根据教学需要，认真加工，精心设计，在“拼拼凑凑”中优化实验，改革教学方式和方法。
例2 将装满水的啤酒瓶或饮料瓶，用盖子盖紧瓶口，并使瓶中水里留有一个小气泡。把这个瓶侧放在桌面上，可以当作水平仪使用（如图4）：根据水在重力作用下往低处流的现象，从气泡的位置便可判断桌面是否水平。利用啤酒瓶或饮料瓶还能做其他许多物理实验。
例3 把上紧发条的玩具小汽车悬挂起来（如图5），轮子悬空转动时，汽车没有运动；当下面的木板与车轮接触时，玩具小汽车就能在木板上向前运动，这是什么原因呢？（学生的前概念：摩擦力是阻碍小车运动的。但是实验证明：这里驱动轮受到的静摩擦力是使玩具汽车向前运动的。）
这些实验及其装置看似简单，但在设计和制作时需要教师的创意。若教师能保持这种创新积极性，在物理教学工作中勤于探索实践，必将能极大地促进教师专业水平的提升，在课堂教学中也会不断地提高教与学的实效性。所以，我们重温朱正元先生“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的物理教育思想，决不是对现代教学实验设备的排斥，而是鼓励教师积极研究、设计、研制“低成本、多用途、高效率”的自制仪器，进而努力构建和发展以学生活动为核心的“实验探究式”教学模式。
例4 在学生直观了解弹簧的形变随受到拉力增大而变大后，教师可以让学生对弹簧的伸长跟受到拉力之间的关系进行猜想，然后指导学生进行探究。
步骤1 用图画钉把橡皮筋固定在木板上，标出原长位置（如图6）。
步骤2 每挂一个钩码(50g，0.5N)，标出橡皮筋伸长到的位置。
步骤3 用刻度尺量出每次伸长量。
步骤4 分析得出：在一定范围内弹簧的伸长跟受到的拉力大小成正比。
步骤5 给学生一个重物，让他们利用自己的实验器材，设计方案来测量这个重物所受的重力。（教师要指导学生在上述标记之间正确分度）
提出问题：你们手中的东西可以用来干什么？学生们展开讨论、交流。在交流中自然就解决了“弹簧测力计”的教学内容。
在这种模式下的教学实践活动具有开放性，学习的时空得到全面的拓展，教学内容也不再机械式的按部就班。在实验教学过程中教师如何拓展学生视野，启发学生思维？如何向学生提供经验，帮助学生进行正确的判断？如何帮助学生整理思路，分析实验方案的可行性和实验结论的可靠性？如何提醒学生在实验中应注意的问题，纠正不规范的实验操作，预防事故的发生？如何为学生提供必要学习资源？如何组织学生及时评价自己的学习？等等。要解决这一系列问题，只有让学生的物理学习回归到他们自己的生活环境中去，在“坛坛罐罐”中体验物理过程，在“拼拼凑凑”中积累学习经验。我们物理教师如何从容不迫地应对教学活动中的新要求、新挑战？唯一的出路是教育创新。所以，物理实验室成为教师教学创新的“工作室”既是时代的要求，也是物理教师专业发展的要求。
四、实验室应该成为学科文化建设的“展览馆”
在物理教学中要渗透人文教育，强调科学的育人功能，关注学生的人性发展，强调人与自然、社会和谐发展的现代意识。物理实验室不同于普通教室，是物理教学的专用场所，因此实验室是物理学科文化建设的一个主阵地。学校通过对旧仪器收集、对“土方法”的整理、对学生创意作品的陈列、对学生学习成果的展示，结合摆实物、挂图片、列展板、建档案等手段来丰富学校物理实验室的教与学资源。
例5 把一些学生儿时玩过的玩具、生活中常用的工具、家里常备的电器等有计划地收集起来并加以利用。例如，用惯性玩具汽车演示物体的惯性，用发条玩具汽车演示弹性势能、动能间的转换，用电动玩具汽车演示电动机的作用和应用，用声光电遥控玩具汽车演示自动控制系统的原理，用杆秤和钢丝钳演示杠杆原理，用望远镜演示透镜的应用，用电吹风演示影响蒸发的因素，用电热水器演示焦耳定律等等。这些物品及其应用，都隐含着丰富的物理知识。另外，我还把一些在物理学习和研究中有成就的学生或校友（未来科学家）的照片同物理学家的照片等在实验室中一起挂起来……
总之，让实验室里每一面墙、每一件物、每一张图片都能叙说一个动人的故事，把实验室建设成见证科学发展的“展览馆”“博物馆”和记录学生成长的“档案馆”，引导学生在走进生活、走向社会的同时走近历史。这样，当学生一进入实验室就能置身于浓郁的学科文化环境之中，让学生在物理实验仪器的更新和实验方法的改进中感受物理学和科学的发展，培养他们对物理学科的情感和对自然环境的热爱，帮助他们体验创新的乐趣，激发他们学习物理的志向，加强人与人之间的沟通，让学生将学习物理知识与认识社会、解决与物理相关的实际问题结合起来，培养其社会责任感和使命感，从而潜移默化地提高学生的科学素养和人文素质。
反观当前中学物理教育的实际情况，现代化的教育技术设备不断更新和充实，但以课堂教学为主阵地、以素质教育为核心的教育现代化的内涵建设还是相对滞后。所以，我们认为，重温和发扬朱正元先生“勤俭做实验”的物理教育思想，对于新课程理念下的物理教育教学工作仍具有十分深远、重要的指导意义。