【中美两国中学物理实验教学课堂物理环境差异评析】 中美两国教育差异
时间：2019-03-31 03:11:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
【摘 要】课堂是学科教学活动的主阵地，中学物理实验教学中课堂物理环境对学生创新能力培养的影响不容忽视。本文对中美两国中学物理实验教学课堂物理环境进行对比分析，提出适合中学生学习及心理特点的课堂物理环境改进策略。
【关 键 词】课堂物理环境；中学物理实验教学；创新能力；比较
中图分类号：G40 文献标识码：A 文章编号：1005-5843（2012）03-0129-03、
按照新课程的改革要求，中学教学要培养中学生初步的创新精神和动手能力。学校教育以课堂教学为主要途径，影响课堂教学效果的因素除教师、学生、教材以及教学方式外，课堂环境也是不容忽略的。不同学科类型课程所需的课堂环境也有所不同。物理实验教学能提高学生动手能力和培养学生的创新思维能力，因而创设合理的课堂环境对物理实验教学具有重要作用。
关于课堂环境的以往研究，大多集中在课堂心理环境对学生学习的影响方面，忽略了课堂物理环境对学生的影响，也忽略了学科教学对课堂环境的要求。现实中，物理实验教学对良好课堂物理环境的需求比其他学科更为迫切。建立良好的中学物理课堂环境有助于克服目前物理实验教学中所表现出的学生不爱参与、不动手、不思考的现象，以达到培养学生初步的创新意识和动手能力的目的。本文通过对比中美两国中学物理实验教学的课堂物理环境，评析其优缺点，为我国建立适合的中学物理实验教学课堂物理环境提供策略，为实现培养创新型人才的高效课堂建设提供参考。
一、课堂物理环境的界定
目前，对于“课堂环境”这个概念的界定并不清晰明确。国外研究者将课堂环境等同于“课堂气氛”。国内对课堂环境也没有统一的定义，研究主要集中在教学环境、班级环境以及学习环境与学生发展关系等方面。笔者认为，课堂环境是学生和教师对课堂内部物质和情感的知觉。课堂环境本身也是一种潜在课程，是影响教育教学质量不可忽视的重要因素。
（一）课堂物理环境
课堂物理环境是所有教学活动过程所依附的物质基础和物质条件，它通过潜在地影响师生思维方式以及师生活动来影响教学质量和效果。研究表明，课堂物理环境就是一种整合着个体的“课程场”的存在，诸如颜色、温度、光线、物理摆设、各种装饰等，会对个体的发展产生或显性或隐性的重要影响。宽敞明亮、优美的教室布局等都会激发学生学习的兴趣、动机；而单调、空洞的教室布局，更容易诱发学生的厌烦情绪，也可能降低学生的学习动机；一个有适当障碍、挑战和挫折分布的环境能刺激学生潜在的能力发展。
通常，课堂物理环境由自然环境、设施环境和时空环境构成。
1. 自然环境。课堂物理环境中的自然环境主要有色彩、光线、温度、噪音、气味等，这些自然条件因素组合成了师生课堂活动的感官环境。教学中，教师应根据时间、地点、学生身心发展、课程内容等特点适时改善、调整自然环境，为学生创设舒适学习环境，减少自然条件对课堂教学的制约。
2. 设施环境。设施环境是指教学具体场所具备的物质条件，包括课堂布置、教学仪器（教具、学习材料、辅助工具）和教师指导。当前学校的设施环境都有了很大的改善，一些学校为某些学科还配置了专用教室，像物理实验室、语音教室、绘画教室、音乐教室等。随着教学用具的更新换代以及教育技术的发展，课堂教学设施环境已得到逐步改善。
3. 时空环境。课堂时空环境是指课堂的时间环境和空间环境。时间环境包括课堂教学时间长度、教学任务量、教学进展速度。合理的课堂教学时间长度使学生思维处于好学状态，能提高教学效果。课堂教学的任务量不宜过多、过难，教学速度应根据学生的课堂反应快慢进行调节。空间环境包括座位安排和班级规模。有经验的教师非常注重学生座位安排，它不仅影响学生人际关系、心理情绪活动，而且对学生之间互助学习、课堂上开展讨论都有很大的影响。座位安排涉及教室桌椅摆放形式，合理的距离、适当的空间都不容忽视。班级规模过大对课堂教学的影响表现在：学生的注意力容易分散，自主学习能力降低，独立思考空间减少，可获得的均分资源减少，它要求教师要有一定的课堂掌控能力。
（二）课堂物理环境对学生创造力的影响
研究表明，课堂物理环境对学生的认知活动、情感体验、学习行为都有重要影响，对培养学生创新意识、创造性思维能力起着潜移默化的作用。
课堂自然环境对学生的影响是通过学生感官实现的。自然环境的不同，人的感官反应不同。例如，吉利兰德的研究表明，最适宜学生智力活动的教室温度是20~25摄氏度，环境温度每超过1度，学生的学习能力相应降低2%。课堂设施环境为课堂教学提供了物质保障，课堂布置合理且有创意、教具正确使用可以激发学生的求知欲望和好奇心，培养学生敏锐的观察力和丰富的想象力。良好的课堂时空环境，使学生处在自由、宽松、舒适的环境当中，有助于保持学生思维的流畅性、变通性和独立性。
二、物理实验教学所需的课堂物理环境
物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验教学是物理教学的有机组成部分，它对提高物理教学质量以及培养新型人才具有重要的作用。
物理实验教学通常都在特定的物理实验情境中进行，其课堂环境主要在物理实验室内。调查显示，许多中学生进入实验室不敢动、不敢摸，原因是处于放满仪器的陌生课堂环境中学生会有恐惧和担心，怕弄坏仪器、怕做不好。良好的课堂物理环境作为刺激条件，会使学生兴趣增加和产生思维活跃反应。建构主义学习环境强调，学习是学习者主动建构的过程，知识具有情境性。物理实验教学过程正是通过在特定“情境”中相互“协作”进行“会话”，实现“意义建构”的。
物理实验教学在创设课堂物理环境时，应以课内人的感受为出发点。自然环境方面，调动师生各种感觉器官，充足光线、适宜温度以及学科特色的色彩图画等等。从设备环境方面看，物理实验室提供的学习材料、实验仪器和工具要在学生的操作学习和能力范围内。其次，实验室的布置也要让学生有安全感和温馨感。例如，墙面的布置、试验台的摆放形式等，不仅要具有物理学科特点，还要能够启发学生思维。实验室的布置也应该经常变动，从而刺激学生感官，促使其创造性思维的产生。设施环境中还包括教师的指导，教师适当的指导能增加学生的信心和启发学生想法，在一定条件下实验教学要配备专门的实验指导老师。 对物理实验教学影响最大的课堂物理环境是时空环境。学生在做物理实验时，需要良好的时间环境，思维和操作不能过多地受时间约束，否则实验只能是机械操作，达不到理解原理、发现规律的效果。无论是演示实验还是学生自己动手的实验，班级规模对教学效果的影响不容忽视。实验教学过程中，学生要集中精力看、听、做。班级规模过大时，学生的活动受到限制，独立思维受到影响，学生不能及时得到教师指导，会使其积极性降低；班级规模过小，不利于学生之间的相互交流和团结合作，使课堂气氛不浓，不易产生思维碰撞、引发新发现。
三、中美物理实验教学课堂物理环境比较
（一）课堂自然环境比较
在我国，中学实验大多以验证性为主，实验的设计规范统一。演示实验是教师在讲桌上进行演示，实验课堂环境与其他形式的课没有多大差别。学生实验一般会在实验室进行。国内中学实验室的物理环境除不同地区气候不同外，其他自然条件相似。
在美国，受杜威学习理论影响，注重让学生在做中学、在做中体验。各种形式物理实验课时比较多，也很注重物理实验课的教学环境创设与选择。例如，教师可将学生带到户外做某些物理实验，摆脱教室的限制，享受自然环境带来的感官刺激，开阔学生思维。
（二）课堂设备环境比较
我国多数中学物理实验教学有专门的实验室，且仪器设备并不落后。实验室布置沿用白墙黑板以及整齐的实验台，与普通教室相比，除仪器外，课上也就只有物理老师一个人指导学生实验。
美国中学的教室是按学科安排的，学生一般没有固定的教室。多数物理课教室兼有实验室的功能，一般教师的办公室在教室内，与实验准备室相连，正面是黑板和投影屏幕，两边是配有电源、水源的实验台及仪器柜，侧面或后面墙上有黑板或白板，用来写通知、布置作业及为师生讨论专用。教室的百叶窗很容易形成暗室效果，为便于学生动手实验及讨论，学生通常以小组围桌而坐。这样的安排突出了物理学的学科特点，为学生积极参加到学习过程中创造了良好的气氛和条件。
美国也有物理实验教学的专用教室，各班学生轮流上课。不同的是，教室四周靠墙的桌上，常常摆着各种演示实验仪器，墙上贴满物理挂图或物理科学家的小故事展板等。教室旁边的实验准备室里也堆满了各种教具与实验器材。与中国最大的不同是，这些演示教具和实验器材许多是教师自己设计制作的，也有一些是学生动手制作的。
（三）课堂时空环境比较
我国中学物理实验教学实际课时往往少于课程标准所规定的课时，许多学校甚至只讲实验，不做实验。即使真正做实验的学校，课堂45分钟需要完成的实验教学任务也超过了学生的实验能力。例如，在测量小灯泡电阻的实验课上，要求学生多次测定电阻的阻值、多次测量小灯泡的电阻，学生要设计电路、连接电路、测出数据、分析数据。很多学生45分钟内不能完成，学生也没有时间思考，若偶遇仪器故障也不会主动去找原因，只是换仪器。这种实验课堂情况很常见，无法通过实验教学启发学生、培养学生发现问题并解决问题的能力。
例如，美国中学关于牛顿第一定律的实验，学生自由组合，实验仪器和实验步骤学生自己设计。将这个中国学生仅花费10分钟的实验做了两次，每次两小时，结果多种实验方案出现在第二次课堂上。在美国实验课上，教学节奏由学生的能力程度决定，实验难度不是很高，同时又具有一定的挑战性，注意启发学生的主动性。
在国内的中学物理实验课堂上，学生通常按照排好的位子坐在实验台后面，在教师的指导下按照实验要求步骤完成实验内容。目前，我国的实验课上学生人数和班级规模都很大，经常可以看到60~70人在一个实验室里上实验课。学生人数多，分组实验小组人数过多，造成很多学生参与少，甚至不参与，课堂教学效果大打折扣。而在美国，班级规模很小，每个学生在需要时都能得到教师的帮助，他们可以在教室里自由走动，将自己的实验发现汇报给老师和同学，及时查询资料，自己思考完成实验。
（四）美国课堂物理环境对我国的启示
对比我国和美国物理实验教学中的课堂物理环境发现，我们的课堂规范、整齐、传授知识效率高，但却缺少开发中学生思维、创新意识所需的自由、宽容、支持和开放的课堂环境。对于我国物理实验教学课堂物理环境的创设，应在重视仪器配备更新以及现代化教学设备应用等基础上，更加重视课堂本身的教育性特征与学科性特征。课堂教学活动中的主体是学生，要以学生为主，要在学生主动建构知识的过程中，将课堂物理环境本身作为一种支架或者学习资源来让学生使用，使课堂物理环境具有教育价值。
在创设宽容和支持的物理实验课堂物理环境上，可以建立类似“实验超市”的实验课堂，开放实验室为学生提供各种实验用具。学生也可以自制实验器材充实“实验超市”，按自己兴趣设计实验项目，挑选实验器材，动手实验，也可以随时寻求教师帮助。在创设自由开放环境上可学习借鉴美国的做法，美国的开放课堂，学生可以自由地安排时间去做实验，按自己的兴趣去选择性地做实验。在我国也有部分中学开放实验室，可惜忽略了学生的兴趣。
在改善课堂物理环境时，还应注意寻找和反思我们的问题所在。站在学生的角度去思考，为什么我们的课堂物理环境让学生不喜欢甚至厌恶课堂，想明白之后再来设计实验课堂建设。在设施环境上，实验设备应具有自主选择性、丰富性、有效性和教育性。在时空环境方面，再不能忽视班级规模、课堂时间的有效利用以及课堂内容的科学合理性。减轻学生压力，让学生在自由舒适的环境下构建知识，体验物理实验带来的快乐，开阔学生思维、激发学生创造力。
四、结语
在进行物理实验教学时要站在学生角度，以学生为主体，为学生提供自由、宽容、支持和开放的课堂物理环境。理解新课程理念，开发课堂物理环境资源，使学生在感官意识里喜欢课堂，并对学科产生兴趣，从而激发学生创造性思维。在具体的课堂物理环境建设中，学科教师要根据学科特点和学生心理特点开发具有开放性、教育性、丰富性与科学性的课堂，为提高课堂效率、培养学生创新能力提供好的物质环境。
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