高中物理实验资源的开发与利用，本文主要内容关键词为：物理实验论文,高中论文,资源论文，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。
随着基础教育课程改革的不断深入，课程资源的重要性日益凸现出来。物理实验资源是物理课程资源重要的组成部分。物理学是以实验为基础的学科，物理课程标准要求很多教学内容通过科学探究活动来学习，而科学探究活动的实施离不开实验资源的支持。物理实验资源的内涵极其广泛，它是有利于实现物理教学目标，在实验教学设计、实施和评价过程中可利用的各种实验资源的总和，包括人力的、物质的、校内的、校外的、传统的教材和现代信息网络等。比如，生活资源中的一些物品、材料、器具及儿童玩具等，环境资源中的科技馆、少年宫、游乐园、工厂、农村、高等院校和科研院所等，人力资源中的高校科研人员、课程专家、中学教学专家、学生家长等都是物理实验资源。如何正确认识实验资源，并进行合理的开发、利用与管理，是当前亟待解决的问题。
一、高中物理实验资源开发与利用的现状
（一）现有实验资源不能满足新课程的需要
实验是物理课程改革的重要环节，是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径，也是物理课程改革的重要资源[1]。新课程倡导学生“自主、合作、探究”的学习方式，物理教材也选编了大量的探究实验，如课堂演示实验、学生分组实验及课外学生实验等。然而，学校现有的实验资源仍然较为匮乏，实验室现有的实验仪器种类少、数量少、过时、老化，满足不了新课程背景下形式多样的探究实验教学的要求，部分教师为了适应考试的要求，仍然是讲实验、画实验，把实验内容、步骤及实验结果直接呈现给学生，要求学生死记硬背，这样严重影响了新课程的推进及学生能力的培养。而对周口市川汇区的多名中学生进行调查访谈后发现，绝大多数学生对物理实验很感兴趣，他们希望教师多做演示实验和探究性实验，希望学校能进一步增加探究物理实验室的实验项目，延长探究物理实验室的开放时间，希望到科技馆、游乐馆、研究所、工厂、农村等进行观摩、实践，丰富中学物理实验教学。
（二）不能充分利用现有物理实验室资源
目前，许多学校对实验室的管理和应用观念还较为落后，实验室的仪器、模型整齐地摆放在橱柜里，只用于教材上有限的演示实验或学生根据“菜单”而进行验证性实验，学生在实验室里的活动时间少，探究实验的机会更少。这种单一的“仓库式管理、简单化服务、粗放式实验”的运作模式，使实验室资源长时间闲置而不能充分地利用，实际上是一种资源的浪费。
（三）不能充分利用社会生活中的物理实验资源
随着新课程改革的实施，教育部门和学校领导都比较重视物理实验室资源的建设，但是有些学校认为购买大量实验仪器就是开发实验资源。其实，除了实验室资源外，还有生活资源、社会资源等宝贵资源可供利用，生活环境资源与实验室资源相比具有不可取代的简易性、生活性和体验性。比如，一个矿泉水塑料瓶就能演示液体压强、浮力、超重与失重等多种物理现象，而且具有学校实验室资源无可替代的巨大优势。如果将生活资源、社会资源与实验室资源紧密结合，就能优势互补，发挥各类物理实验资源的整体功能。
（四）忽视信息化物理实验资源的开发与利用
物理实验资源不仅仅是仪器、设备等硬件资源，还包括多媒体技术、计算机技术、网络信息技术等先进教学技术提供的软件资源。幻灯片、录像带、视听光盘、多媒体资料、计算机课件、网络资源等都是常用的课程资源，这些资源可以创设物理情景，突出事物的本质特征，为学生的充分感知创造条件。将这些信息化物理实验资源与物理课程相整合，既有利于学生学习物理知识和技能，又有利于培养学生收集信息、处理信息和传递信息的能力。而目前，许多中学恰恰忽视了对物理实验室软件资源的开发和建设。
二、多种途径开发高中物理实验资源
（一）提高教师开发物理实验资源的意识
新课程改革要求教师必须转换角色，变革教学行为方式，教师不仅仅是课程的实施者和课程资源的使用者，更应该是课程资源的主动开发者和利用者。但是许多物理教师往往认为教师力量薄弱，实验资源开发主要是教育专家、教育行政部门或仪器生产厂家的工作，他们仍把实验室当成唯一的实验资源，对社会课程资源往往视而不见，缺乏对实验资源的识别、开发和运用的意识与能力。另外，由于对实验资源的地位和作用重视不够，使得大量实验资源不能及时地经过加工和转化后进入物理课堂教学，造成许多有价值的课程资源被闲置与浪费。因此，要合理开发与利用中学物理实验资源，教育部门和学校领导要加强培训与宣传，澄清物理实验资源的概念，强化物理实验资源意识，提高对于实验资源的认识水平，因地制宜地开发和利用各种实验资源。
（二）构建多样化物理实验室
1.优化和充实现有实验室
教师要根据物理教材的实验内容，对实验室现有实验仪器进行优化组合，合理调配，一物多用，开设尽可能多的实验项目，最大限度地发挥实验室仪器设备的作用。另外，也可对现有仪器以及闲置的过时仪器进行改造，设计出新的实验，充分挖掘实验室仪器的实验功能。除此之外，学校还可根据需要购置新仪器设备，将物理实验室的资源开发与利用纳入实验室建设规划。
2.管理现有仪器设备，建立开放实验室
新课程要求学生进行科学探究式的学习，以实验室的活动为手段，自己设计实验，选择所需实验器材，收集实验数据，归纳总结物理概念和规律。为使学生了解、接触、熟悉各种实验仪器设备，学校要建立开放实验室，让学生既做课内实验，又可以做课外实验。另外，学校还可规定实验室的开放制度、开放时间，并安排专门辅导教师。这样，学生在实验过程中不但能获取知识，其创新能力在实践活动中也可以得到提高。
3.开发闲置、报废仪器，建立探究实验室
实验室里总有一些报废仪器或过时闲置的仪器，如果把各实验室的废旧仪器收集起来，就可建立低成本的探究实验室。教师可向学生展示一些仪器的内部结构，给学生提供感性认识，也可让学生自己动手拆卸报废的仪表，更清楚地了解其工作原理，等等，这样不但可以充分发挥实验室效益，也可以使学生对物理实验充满新鲜感，使单调的物理实验变得生动有趣，明显提高学生的实践动手能力和创新思维能力。
4.利用废旧物品，建立自制教具实验室
自制教具是实验资源开发的永恒主题。实践表明，学校条件再好也很难满足教学各方面的需要，加之工业生产的教具总有一定的滞后性，而生活中也有很多废旧物品与材料，建立自制教具实验室，既可化废为宝，又可拉近物理学与生活的距离。例如，废弃的灯泡、棒管、矿泉水瓶、口服液小瓶、牙刷、牙膏瓶、易拉罐、注射器、笔杆、细铁丝、塑料泡沫、塑料袋及废旧仪器零件等唾手可得，利用这些废旧物品可制作凸透镜、浮沉子、温度计、密度计、潜水艇、匀速运动演示器、液体对流演示器等，供学生进行实验探究活动。同时，利用废旧物品的过程还可增加学生动手的机会，更有利于学生手脑并用，培养学生的实验技能及创新能力，增强物理的亲和力。
5.广收各类器具和生活用品，建立家庭实验室
过去的实验室阵地主要局限于校内，但是现有实验室的课程资源已经满足不了教学的要求，有的探究性实验和调查必须到校外尤其是家庭才能完成。因此，教师可以要求学生建立并进行家庭实验，比如，学生可以广收生活用品、学习用品、玩具用品、体育用品及食品等，把自己的书房或卧室作为实验室，把书桌作为实验桌，这样就可以进行一些家庭实验。又如，可用水杯、水盆演示大气压强，用锅、冰块观察物态变化，用平面镜、蜡烛观察光的反射与平面镜成像，用吹风机、梳子、牙刷观察摩擦起电，等等；学习用品类，用铅笔可以做滚动摩擦比滑动摩擦小的实验，也可做压强与面积关系的实验，用刻度尺、象棋子观察惯性现象等；食品类，如苹果、西红柿、橘子、土豆、红薯、冰棍、鸡蛋、面粉等也可以做很多物理实验。在家庭实验室里，一张纸、一个鸡蛋、一枚硬币都能显现出神奇的魅力，可以使学生感受到物理知识就存在于生活中，激发学生学习物理的兴趣和求知欲。家庭实验室是学校物理实验室的延伸，学生制作的各式各样的实验器材不但丰富了实验室的课程资源，而且培养了他们的创新意识，全面提高了其科学素养。
6.应用现代多媒体技术，建立仿真实验室
实物仪器的实验虽然能够满足教学的一定需求，但教学中涉及的实验种类繁多，再好的实验条件也很难满足所有实验的要求，而虚拟实验系统就能很好地解决这一问题。虚拟实验系统是应用虚拟现实技术来仿真实际物理实验的计算机应用系统[2]。教师可以在传统物理实验室的基础上，通过Flash和Authorware等软件开发物理实验课件并建立课件库，也可利用计算机网络技术收集到文本、录像、实验课件等多样化的信息化物理实验资源。另外，电视也是一个重要的实验资源来源渠道，这需要教师做有心人，当发现好的物理实验资料时，立即把资料录下来。
（三）从社会与自然中开发物理实验资源
在以往的教学中，虽然物理教师已经开发了很多实验资源，但对社会与自然资源的开发却不够重视。科技馆、博物馆、科研所、工厂、农村、少年宫和游乐园都是宝贵的实验资源，物理教师应该充分利用这些可以亲身体验的、生动形象的资源。例如，科技馆中的静电起电机可以让学生亲身体验静电现象，飞机模型可以让学生充分认识到飞机是利用大气气压对机翼产生的向上的压力来起飞的，游乐园中的翻滚过山车可以让学生亲身体验超重、失重、向心力的产生等现象，蹦极可以让学生体验失重，等等。这样既使学生真正在做中学、在玩中学，又体现了从物理走向社会的科学理念。另外，自然界中的山山水水、泥土沙石、树木花草、阳光风雨等都是物理实验资源。例如，开展登山运动可以研究人的功率，利用太阳光可以研究光的传播、光的色散及散射等现象，利用水可以研究运动和浮力，泥巴可代替橡皮泥研究压强和浮力，等等。只要用心去想、亲自去做，丰富的自然资源可以给物理教学带来无穷的乐趣。
（四）从科技活动中开发物理实验资源
物理教学应当是开放的，因为培养学生的科学素养仅仅依靠课堂是不够的，应当向课外延伸。因此，教师可以组织鸡蛋系列、孔明灯系列、物理知识表演系列、创造发明系列等深受学生喜欢的系列课外科技活动，还可以组织学生进行废报纸桥模制作比赛，看谁做的桥能承受更大的压力（甚至有的学生做的桥模竟能承受一个人的体重）。这样既开阔了学生的视野，发挥了他们的特长，又培养了他们的创新意识和实践能力。
（五）加强校际联合
学校的物理实验资源是有限的，本着为教学服务、为学生服务的宗旨，要想高效地开发和利用物理实验资源，处于同一区域内的同级学校之间还需加强交流、优势互补；也可在教育部门的指导下，优化整合多个学校的实验室，建立实验中心，向各学校开放；还可与高师院校物理实验中心联合，取长补短，实现实验资源的共享，使学生有更多接触物理实验资源的机会，进一步拓宽学生的知识面，开阔学生的思路。
三、管理和利用物理实验资源
开发丰富的物理实验资源，就是希望能把它们有效地用于高中物理教学中，以获得显著的效果。这就涉及如何管理物理实验资源。在中学教育阶段，校内课程资源的开发和利用应该占主导地位，学校可以把校内实验资源进行分类，按照物理内容分为力、热、光、电、原子等模块；也可按照开发途径分为实验室、社会、生活、自然、多媒体技术等实验资源。之后，学校把这些整理好的课程资源专门建立一个物理课程资源库，可以随时用于物理教学活动。校外课程资源在大多数情况下起到一种辅助作用，学校可以成立物理课程资源管理与利用小组，有计划地组织学生参观体验，以保障物理课程资源高效地服务于物理教学。