基础教育改革背景下物理实验教学体系的改革与实践

袁 地 耿会娟 鞠 林 田俊龙

在基础教育改革的背景下，物理实验教学如何培养学生的实践动手能力及物理学科核心素养，成为中学物理教学重点研究的课题。对中学生来说，物理课程中要学习的内容比较多，如物理基础知识、物理基本技能等，这些内容需要学生长期坚持积累。因此，在物理教学过程中，物理教师应在传授学生基础知识的基础上[1]，有意识地培养学生的实践动手能力和物理核心素养，让学生在物理课程的学习过程中实现全面发展。

一、基础教育改革的现状与趋势

（一）基础教育改革的现状

基础教育经过十余年的改革已取得了很大成就，比如，改革的总体目标和所定的具体目标得到初步实现，基础教育改革自身要素不断丰富、完善，改革的外在条件得到一定的保障。具体可以概括为以下三点。第一，教学理念不断更新并广泛传播，构建了新课程的基本体系，学生的实践、实验能力得到持续提高，社会、家庭给予了基础教育改革大力支持。第二，基础教育的各种先进教学思想、理念得到认可、倡导，促进了相应的教育教学观念、行为发生根本转变。第三，和谐的师生关系逐渐构建，以生为本的教学理念不断深入。

（二）基础教育改革的趋势

教育是不断推动人类进步的重要途径，基础教育改革也应推动教育平等。社会在不断发展的过程中，对人才的需求及对劳动者的教育水平提出了更高的要求。基础教育改革在实现教育公平的基础上，应该做到教学评价尽量多元化，教育环境尽可能体现平等、公正。传统教学方法不能满足现代人才培养的需求，而基础教育改革注重以生为本的教育教学理念。坚持以生为本，在教学过程中突出学生的主体地位，这逐渐成为基础教育改革的新趋势[2]。在教育教学过程中，要体现教师对学生的人文关怀，转变教育教学理念。

二、物理实验教学体系存在的问题

（一）传统教学模式的影响

物理是一门自然科学，物理实验教学在物理教学过程中占有重要地位。传统的教学模式基本上是教师讲、学生听，虽然随着社会不断发展，科技水平不断提高，传统的教学模式有一些改进，但物理教学形式还是比较枯燥、单一化。这样的教学模式下，学生学习的积极性、主动性不够，学生的思维得不到创新拓展，从而使物理教学效果达不到预期目标。

（二）实验教学内容陈旧

物理实验教学内容的陈旧，在一定程度上妨碍了物理教学质量的提高。物理实验教学内容陈旧、匮乏，教师未向学生讲解一些物理学新科技及其应用，教学方式单一，导致学生学习的兴趣得不到很好的调动，相应的物理教学质量得不到提高。另外，部分教师在物理实验内容讲解上仅仅是按照教材教学，不能很好地对物理实验进行延伸。

（三）物理实验评价简单

学生通过物理实验学到了多少，需要进行评价考核。但部分学校的物理实验评价比较简单，基本上是实验操作，按照实验步骤一步一步做完实验，然后完成实验报告，缺乏创新，这样的物理实验教学评价意义不大。这样会导致学生对物理实验的学习和评价不重视，在学习中也不会充分思考、创新，很不利于学生以后的发展，学生的实践动手能力也难以得到提高。

三、完善物理实验教学体系

（一）精简传统的物理实验内容

物理学科的发展与科学技术的进步紧密相连，科学技术的进步、发展离不开相关的人才，物理实验教学在培养人才方面至关重要[3]。合理适当增加创新性、设计性的物理实验内容，更能激发学生学习物理的主动性和积极性。将现代科学技术渗透于物理实验教学过程中，更容易激发学生的学习兴趣，同时也能使学生更加了解科学技术的前沿研究。因此，需要适当精简传统物理实验内容。在传统实验项目中，大部分物理实验教学内容是验证性或者演示性实验，对于学生了解、熟悉一些简单的实验还是有帮助的，也能够帮助刚进入实验室的学生了解实验室的管理规则，增强其实验安全意识，帮助其掌握一些实验方法，从而为提升学生的物理实验水平以及进行下一阶段的实验打下坚实的基础。因此，教师可以根据实际情况从中挑选一些具有代表性的物理实验内容，将其安排在前期进行实验教学。

（二）开拓创新，优化物理实验内容

随着科学技术的快速发展，相应的物理实验仪器设备不断更新，更为重要的是，原来一些没有实验仪器可进行实验的内容，现在也可以通过新的实验仪器进行实验操作。同时，也可以根据一些物理实验教学的特点以及教学资源与特色，合理增加相应的设计性、综合性及创新性的实验内容。由于新增的这些设计性、综合性、创新性的实验内容比较新颖别致，实验设计比较巧妙，又贴近生活实际应用，能够很好地激发学生的学习兴趣。实验教学不仅可以开阔学生的眼界，而且可以通过实验操作及实验过程中的知识点学习，增强学生的实践动手能力，提高其相应的学科素养。

根据新的实验教学培养方案，可以分类设计出不同的实验教学环节，比如综合性实验项目、设计性实验项目和探索性实验项目。另外，任课教师也可以根据教学、相应的科研项目或研究方向，针对学生自身的实际情况，有目的地设计出一些实验项目或实验环节。学生进行分组实验，根据自身的兴趣、爱好，合理选择相应的实验内容，分别独立地进行实验，完成相应的实验任务。以上优化实验教学的措施，可以使学生实现主动的、积极自觉的学习，充分调动学生的积极性，提升学生的实践动手能力。同时，也可以拓宽学生的视野，极大丰富学生的学习内容，提升其物理综合实验能力[4]。

（三）强化学生的实践能力

在实验教学人才培养方案中，需要增加一定的实践动手能力的培养，通过安排实践内容，让学生自己动手操作。为了锻炼学生的实践动手能力，优秀的实践基地必不可少，所以要积极建立一定数量的比较稳定的实践实习基地，以提高学生的综合实践能力。

（四）培养学生的创新思维能力

思维是推动行为的一种强大动力，培养学生的创新思维是培养创新型人才的钥匙。教师在教学过程中要进行恰当的引导，培养学生的多角度思维。对于学生创新思维能力的培养不要拘泥于形式，要敢于超越。传统教育模式下，学生往往只是被动接受知识，很少有自己独立思考的时间和空间，即便很好地掌握了基础知识，也难以激发相应的创新思维，这就使得他们的创造力发展受阻，思维受到束缚。因此，教师要通过实验，采取不同的方式对学生进行创新思维引导。

比如，为了培养学生的发散性思维，教师可以引导学生将书本上的知识运用到实验中，以更好地理解知识，让学生将所学知识融会贯通。也可以根据学生或者学科的特点，通过多种途径加强对学生创新能力的培养。教师必须树立全新的教育观念，重视学生的个性发展，激发学生的潜能，培养学生的创新精神。这要求教师要打破传统的实验教学模式，让学生在一个轻松的氛围中开展实验，培养自主实验的意识，勇于探索，从中体验实验成功的快乐。实验是培养学生创新意识与创新能力的有效手段，可以提高学生的动手能力和想象能力，让学生在解决问题的过程中，不断地寻找新的思路，尝试新的方法，总结新的经验和规律。

（五）加强物理实验教学质量考核

第一，改革实验报告形式。实验报告作为物理实验教学过程中一个重要的组成部分，对实验教学的检验、学生实验操作的考核起到很重要的作用。教师也可以通过实验报告对人才培养的质量有更加清晰的认识。实验报告在整个实验成绩中占有很大比例，大部分实验报告的内容是一定的，主要包括实验名称、目的、原理、仪器，相应的实验步骤、数据处理，以及误差讨论、引起误差的原因等。这种实验报告书写模式没有大的问题，但是也存在一些不足，比如实验报告形式单一，很难从中看出学生对实验的态度、认真程度，也不能很好地反映出学生的创新水平[5]。教师通过实验报告很难判断学生的实验动手能力，也很难区分出不同学生的实验学习效果，不利于物理实验教学的推进。因此，要改变实验报告形式，要通过实验报告体现出不同学生的创新、操作实践等能力。

改革实验报告形式，也就是要根据实验内容，确定实验报告的模式，通过实验报告尽可能体现出学生对待实验的态度，让学生积极主动地进行实验，在实验的过程中学到知识。实验的种类有很多，所以实验报告的模式有多种，应做到实验报告模式多样化。通过改变实验报告的书写模式，可以提高学生的实验主动性，也可以提高学生书写实验报告的质量，做到不同实验内容有不同的实验报告模式。

第二，更新物理实验考核及成绩评定方法。做好物理实验的考核和成绩评定，对提高物理实验教学质量有重要意义。基于传统的物理实验考核办法，笔者所在的课题组进行了一些积极探索。为了使实践动手能力和创新性在实验中较好地体现出来，可将有益的考核内容引入评价体系中。比如，引入设计性实验，以考核学生的动手能力和创新能力。教师可以根据学生的实际动手能力进行评价，也可以根据学生在实验中的独立思考、创造性发挥进行评定。

第三，对于有些学生做实验不积极、态度不端正的问题也可以采取一些积极措施。在实验教学过程中，针对学生完成实验内容的快慢、好坏等情况，教师可以进行实验教学监控、考核以及后续反馈评价。根据实际情况，建立与完善有约束力的实验教学督导机制。比如，要求学生课前签到，实验过程中根据学生的实验动手操作表现进行过程评价，最后通过实验报告整体情况进行报告评定，综合整个实验过程再给出实验成绩。通过不断完善实验评价方式，进一步增强学生做实验的积极性和主动性，确保物理实验教学质量逐步提升[6-7]。

物理学是一门自然科学，通过学习物理，人们可以更好地认识自然，从而达到利用物理推动社会发展的目的。基于基础教育改革，重视实践动手能力，物理实验教学可以很好地促进学生实践动手能力的提升。因此，要改进、优化传统的物理实验教学体系。通过分析物理实验教学，发现传统实验教学体系中存在的问题，利用不同方法，提高物理实验教学效果，让物理实验教学起到督促和激励学生学习的重要作用。改革物理实验教学体系是时代发展的需要，不进行改革就不能很好地提高物理教学质量。从某种意义上说，物理实验教学体系的变革，对人才培养质量的提高和综合素质的提升都有着重要作用。