中美中學物理實驗教學比較

一、美國中學物理教師對物理實驗教學的重視問題

筆者之一曾在美國考察訪問過八所中學，給筆者留下深刻印象的是：美國中學物理教師普遍很重視實驗。他們一般都有自己的專用教室，各班學生輪流來上課。教室里四周靠墻的桌子上，常常擺了一圈演示實驗儀器。教室旁邊還有一間準備室，準備室里也放滿了教師的各種教具與實驗器材。這些演示教具和實驗器材大多是教師自己設計制作的。許多自制的實驗器材構思巧妙，結構簡單，效果良好。例如，ＲＯＹＡＬ中學的貝克爾先生設計的將沉重的長方木從中點水平支起來，用塑料的高爾夫桿套經(jīng)毛皮摩擦后吸引長方木一端使之水平旋轉的靜電實驗；磁鐵在豎直的銅管中緩緩下落的渦流阻尼實驗，塑料瓶中裝有界限明顯的兩色液體的模仿龍卷風的實驗；數(shù)字顯示不同物體的溫度的實驗等；ＶＡＮＮＵＹＳ中學的羅伯特先生用蘋果和南瓜在教學樓頂上做的自由落體實驗；自制木頭飛機在鐵絲上滑行投彈的平拋實驗及“射擊猴子”實驗；ＳＡＮＦＥＲＮＡＮＤＯ中學的克朗代爾博士的水流反沖實驗，用玩具槍在不同角度做的斜拋運動實驗等。這些實驗器材大部分是他們自己掏腰包購買材料，不惜時間精力制作起來的，表現(xiàn)了美國中學物理教師對實驗的重視和敬業(yè)精神。他們通常一天５節(jié)課，另一節(jié)用于備課和批改作業(yè)等，天天如此，還有的周課時達到３０多節(jié)的。即便如此，他們也是想方設法設計各種教具及實驗器材以改進教學。

值得一提的是“射擊猴子”問題，這在中國的中學物理課本上也有：樹上吊著一只猴子，有一管獵槍的槍口直接對準猴子，獵槍開火的一瞬間，猴子從樹上掉下，問槍彈能否擊中猴子。我國的有關報刊曾專門對此問題進行過討論，稿件幾乎全是從理論和計算方面來證明或是討論的。而在美國，筆者先后四次看到不同的美國教師用實驗回答這個問題。最精密的實驗是加州洛杉磯大學（ＵＣＬＡ）的霍夫曼博士設計的用激光瞄準遠距離射擊，在猴子快要落地時命中的演示實驗。最簡單的實驗是上面提到的羅伯特先生設計的實驗：他用一根３米長的塑料管做為獵槍，用木頭削制子彈，猴子用電磁鐵吊在空中，電磁鐵開關用一導線連至塑料管口。他從管子另一頭瞄準猴子，用嘴使勁一吹，子彈飛出管口，斷開電源，猴子落下，飛出的子彈恰好擊中下落的猴子。如此簡單的實驗，就能得到良好效果。這一“射猴”例子生動地說明了美國中學物理教師對實驗的重視程度。

美國教師認識到，實驗教學比起直接講述來，確實要花費更多的時間和精力，而且在得到結論方面常常反不如直接講述來的簡潔而明確。但物理科學是一門實驗科學，學生從物理實驗中所獲得的感性認識，探索能力和動手技巧等，不是直接講述所能給予的，而且物理實驗在增加物理教學的趣味性方面，也有它不可替代的作用。所以，雖然在美國中學物理教材中一般并沒有列舉需要作什么樣的物理實驗，教學大綱上也沒有規(guī)定這部分內(nèi)容［１］，但美國中學物理教師普遍很重視實驗，這已成為一種風氣和共識。

二、關于物理實驗的規(guī)范性及多樣性

在我國比較正規(guī)的中學中，學生分組實驗的規(guī)范性及實驗條件的優(yōu)越，顯然是大部分美國中學所不及的。筆者曾看過他們的一份實驗講義，上面列舉了七，八個實驗，內(nèi)容涉及力學，電磁學，聲學，熱學等多項內(nèi)容，在實驗的規(guī)范性及與教學內(nèi)容的緊密配合方面，顯然不如我們的學生分組實驗。曾到中國中學訪問過的美國教師對中國中學中實驗設備的齊全、實驗經(jīng)費的充足感到十分羨慕。他們說：“中國的中學是很富裕的。”所以美國學生

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