开放实验室,开展学生自主实验

[摘要] 从2009年暑期开始，河北省全面进入新课标，实验在教学中的地位更加突出。近几年，唐山一中充分挖掘实验室潜力，尝试实验室全天候开放，开展学生自主实验，进行实验教学的改革，强化实验在教学中的作用。本文就开放物理实验室的目的、学生自主实验的课题来源、开放实验室的实施策略、开放实验室应坚持的原则等问题进行梳理和总结。

[关键词] 开放实验室 自主实验 作用

物理学是一门实验科学，实验是物理研究的基本方法和重要手段，物理学的每一步发展都经历了由实践提出假设再到实践中检验假设的过程。在物理教学中，实验也具有无可替代的作用，无论是现象的认识、概念的理解，还是模型的建立、规律的探究都离不开实验的支持。当前正值新一轮课程改革的初期，新课标即将全面实施，唐山一中挖掘实验室的潜力，实行全天候开放实验室，开展学生自主实验，进行实验教学的改革，强化实验在教学中的作用。

一、开放物理实验室的目的

简单的说开放实验室就是为了充分开发实验室的潜力，强化实验在教学中的作用。开放实验室，开展学生自主实验符合理论联系实际的原则，因材施教的原则、生本位的原则，同时开放实验室也是研究型学习、探究型学习、合作学习的需要。给学生提供必要的条件，安排充足的时间，让他们根据自己的构象，独立的设计并完成实验，对激发求知欲，培养良好的学习品质和研究习惯，对研究方法的掌握和动手能力的培养都有积极的作用。

二、学生自主实验的课题来源

学生自主实验从概念上独立于“教师演示实验”和“学生分组实验”，它一般不是教材内容规定的，而是学生根据自己的主观兴趣，研究需要独立设计的，其关键词是“自主”。学生自主实验的课题主要来源于以下方面：

1．演示实验。在课上没有观察清楚，或有一些相关的想法，到实验室亲自操作，探究。

2．继续完成学生分组实验。或者在课上没有完成实验，或者进行拓展和延伸实验。

3．完成教材中的一些课外小实验。

4．学生依据课本有关知识，结合生产生活实际，引发思考，独立设计的实验。

5．配合研究性学习进行实验，如小发明，小制作等。

上边的1、2、3三项虽然是课本实验的继续，但绝不是简单的重复，而是有效的延伸，学生往往是带着课堂上发现的问题开始实验的，实验的目的性很强，其实验的成果也是丰富的。在完成了“用单摆测重力加速度”的实验后，同学们又相继设计完成了“自由落体法”、“滴水法”、“重力法”的测量，在做了“用伏特表和安培表测电池的电动势和内电阻”的实验后，通过习题课教学，同学们发现以“闭合电路欧姆定律”为依据，还可以利用电阻箱和安培表，电阻箱和伏特表完成测量，于是有许多同学到实验室就这些方法进行了实际操作，并将这些方法的误差进行了对比分析。

学生独立设计的实验课题有的源于对课堂教学内容的思考，比如在学习了“多普勒效应”之后，同学们动手制作了多种演示多普勒效应的装置；有的源于在日常生活中提出的疑问，如“测水的电阻率”、“测水的粘滞系数”等；有的则直接以解决实际问题为目的，最终导致小发明小创作。近三年来通过开展自主实验，我校同学取得的专利就有“司机瞌睡警报器”、“搜救机器人”、“一种游标器”等五项。

三、开放实验室的实施策略

完成一个自主实验一般需要经过以下步骤：

1．在学习或生活中积累素材，提出实验课题。

2．设计实验方案，并提交“自主实验申请表”。“自主实验申请表”由实验室统一印发，内容包括实验人班级、姓名，实验名称、目的，实验仪器及简要实验方案，时间约定，指导教师审批意见，实验室审批意见等。

3．审批和准备。审批由课任教师和实验室分别进行，不具备可行性的可指导学生对实验方案进行修正和完善，具有可行性的则应根据学生的要求及时安排实验，需要较长准备时间的，则应当面和学生约定实验时间。

4．实施实验。实验室的开放原则上是全天候的，但实践中最有效的时间是每天的第七八节课外活动时间和周六周日的时间。学生完成一个实验的时间不尽相同，简单易行的一般一课时就可以完成，比较复杂的探究式实验、小创作小发明等则实验周期较长，有的要持续几周甚至更长的时间。

5．完成实验报告或撰写小论文。

此外，在实践中，我们还做了这些有益的工作：

设立自主实验展室。展示教学中没有直接涉及的有价值的实验仪器和物理学史上的典型实验，开拓学生视野，使学生对实验室能够进行的实验做到心中有数，并在实验方法，实验技巧等方面得到一些启迪；展示以往自主实验优秀的成果，包括实验设计及装置、相关的奖励证书、专利证书等，以激发学生进行实验研究的兴趣。

编写学生自主实验讲义。为了达到抛砖引玉的目的，学校组织编写了“学生自主实验讲义”，讲义介绍了中学实验的常用仪器，并收集了同学们在以往的自主实验中完成的典型的实验设计40余项，这些实验大部分在自主实验室均有实物展示。

建立科学的评价标准和考核体系。与研究性学习和头脑奥林匹克等活动相结合，学校在每学期末组织学生进行成果交流，交流的范围由班到年级，最后选出最优秀的成果在全校交流，在交流的过程中评定奖励级别，并推荐精品参加市、省乃至部级的比赛。

四、开放实验室应坚持的原则

安全第一的原则。教师和实验员尽量不介入学生的实验过程，但必须保证对实验过程的有效监控，在学生实验的同时，必须保证有老师在场值班，同时通过“自主实验申请表”严格把关，要求学生在不熟悉实验仪器的情况下不盲目进行实验，在注意合理使用仪器的同时，尤其要保证学生的人身安全，不主张学生进行威胁安全的实验。

过程和结果并重的原则。每一个实验都要求学生写出“自主实验申请表”和“实验报告”，以保证实验人在过程中从研究方法、实验能力、学习品质等方面得到提高。让学生在实验中体验成功的乐趣，形成通过实验探索求知的习惯，不走过场。我们希望学生在实验中有所发现，最大限度的落实实验设计中的构想，试想实验中如果总是达不到目的，学生必失去兴趣。实验员要将每个实验登入“自主实验登记表”，记录实验的完成情况，并将“自主实验申请表”收集备案，以利以后实验的开展。

以生为本的原则。开放实验室的工作由学校教务处统一组织，全体物理教师和实验员参与，学校专门投资二十多万元用以添置相关仪器，使实验室的功能大为加强。在实验过程中，在为学生提供全方位的服务的同时，避免对实验的直接介入，为学生创设一个宽松的，自主的研究环境。

开放实验室，开展学生自主实验只是我校注重学生全面发展，落实素质教育的一个方面，几年来，我校在社会实践活动，研究性学习，单科竞赛等诸多方面一直进行着扎扎实实的工作，并取得了娇人的成绩。通过这些活动的开展，使学生掌握了一些科学研究的方法，实现了由“死读书”、“读死书”向“讲能力”、“重素质”的转变。