物理教學法實驗與中學物理實驗銜接問題的研究＊

劉茂軍 肖 利

(吉林師范大學物理學院,吉林 四平 136000)

1 問題由來:社會變遷的挑戰(zhàn)

建國以來,高師院校(簡稱高師,下同)為我國基礎教育和中等教育輸送了大批人才,為國家建設和教育發(fā)展做出了巨大貢獻.然而,隨著與非師院校的競爭加劇以及中小學生源的減少、教師的飽和,高師院校面臨越來越多的挑戰(zhàn).如何在激烈的競爭中立于不敗之地,是擺在高師院校面前的一個非常艱巨而現(xiàn)實的問題.我們認為,首先,高師的發(fā)展要擺正自己的方向,要繼續(xù)發(fā)展優(yōu)勢領域,始終把培養(yǎng)中學教師作為自己的主要目標;其次,高師需要開展有效的改革,應該“向下看”,也就是改革的理念與方式面向基礎教育一線,在與教育實踐的聯(lián)系中建立兩者之間的有效銜接.

筆者在高師工作,同時指導中學物理的教育實習,結合多年教授的科目和經驗,對物理教學法實驗開展了一系列改革,目的在于將高師教學法實驗與中學物理實驗課程緊密銜接起來,提高學生能力,促進學生較快適應中學物理實驗的教學工作.現(xiàn)將物理教學法實驗教學改革的做法與思路展示出來,期望對高師的教學改革有所啟示.

2 教學法實驗的困境:重視不夠

物理教學法實驗①有的研究者也稱之為“中學物理教學法實驗”,有的將實驗部分涵蓋于“物理教材教法與實驗”或“中學物理教師專業(yè)技能訓練”之中,還有的簡稱“教法實驗”等.是高師物理師范生的必修課程,是培養(yǎng)高師物理師范生實驗技能的重要課程之一,對于師范生掌握中學物理基本儀器、演示實驗、分組實驗、自制教具等能力培養(yǎng)具有十分重要的作用.然而,由于很多高師院校經常將教學法實驗置于教學法(或教學論)課程之內,加之教學法實驗課程沒有像普通物理實驗那樣有“深度”,經常被忽視或邊緣化,同時與中學聯(lián)系不足,改革力度不夠,課程沒有受到應有的重視.

筆者通過中國“知網”從1990年到2010年的研究情況進行了檢索.以“物理教學法實驗”為主題,僅檢索到20條文獻,以“物理教法實驗”為主題檢索到7條,以“物理教學論實驗”為主題檢索到1條,以“中學物理教學法實驗”為主題檢索到14條,以“物理教材教法實驗”為主題檢索到1條.而且,相對來說發(fā)表的期刊層次都不高.對于這樣一個對物理教師教育至關重要的傳統(tǒng)課程,研究成果之少確實令人乍舌！

在義務教育階段以及高中階段,《課程標準》都對學生的實驗能力和培養(yǎng)目標提出了明確的要求,然而,我們的師范生畢業(yè)后是否能順利完成這個育人目標還是個未知數(shù).筆者雖沒有開展過系統(tǒng)的調查,但從目前教學法實驗課程的地位和研究情況來看,我們的準教師們是很難順利達到新課程改革要求的.如果我們還堅持按照原有的課程不加改變,教學法實驗課程可能連生存的空間都沒有了,物理教學法實驗面臨著非常嚴峻的困境.

3 改革的措施:方式與內容

3.1 加強實驗理念的銜接

實驗理念是改革的“向導”.高師物理教學法實驗是為培養(yǎng)適合中學物理教學的教師服務的,物理教學法實驗的理念必須與中學階段的物理實驗目標一致.隨著時代的發(fā)展,中學物理實驗教學的目標和理念已經發(fā)生了很大的改變.早在1950年教育部頒布的《物理精簡綱要》中提出要“重視物理實驗教學,把實驗插在講授中間,便于學習和理解”［1］,1956年在《中學物理教學大綱》中又明確規(guī)定,“學生實驗不僅使學生明確而鞏固地掌握物理知識的重要方式,而且是使學生獲得使用量具儀器和工具的實際手段.”［1］如今,課程改革對中學物理實驗提出了進一步的要求,例如在高中物理實驗專題的開設目的中提到,“……使學生較為深入地學習物理實驗的有關理論、方法和技能;進一步提高學生的實驗素養(yǎng),激發(fā)學生實驗探究的興趣;增強學生的創(chuàng)新意識;培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹認真的科學態(tài)度;養(yǎng)成交流與合作的良好習慣;發(fā)展學生的實踐能力”.［2］

時代的變遷為中學物理實驗目標注入了新的內涵,根據(jù)傳統(tǒng)的中學物理實驗目標來規(guī)范現(xiàn)時的教學法實驗將會毫無意義,更無法適應中學物理課程的實際情況.為此,物理教學法實驗必須從目標和理念上加強與中學的銜接,讓師范生明確物理教學法實驗課程的目的在于培養(yǎng)師范生順利完成中學實驗教學、提高學生實驗素養(yǎng)和實驗能力,而不是僅僅認識幾個儀器、會操作幾個實驗.

我們在開展物理教學法實驗教學的過程中,緊密圍繞新課程中學物理實驗的課程目的和理念,積極加強與中學銜接,提高指導教師和學生對物理教學法實驗的理論認識,為課程定位奠定了基礎.

3.2 更新實驗課程內容

實驗內容是改革的“抓手”.任何改革都要針對具體的內容,否則會顯得空洞而不現(xiàn)實.物理教學法實驗與中學密切聯(lián)系又高于中學,教學法實驗課程的題目和內容應該有一致的部分,也要有不同之處,只有加強與中學物理實驗內容的聯(lián)系,才能有效促進實驗課程的銜接.

根據(jù)新課程理念及中學物理實驗課程的設置情況,我們及時對實驗內容做了調整.首先,刪除了陳舊以及在普通物理實驗中做過的實驗內容,包括電影機的放映技術、氣墊導軌、基本測量①基本測量和氣墊導軌的內容在普通物理實驗(力學部分)中一般都涉及到.等.其次,適當增加了與新課程實驗密切相關的內容,包括光敏電阻、熱敏電阻、邏輯電路、光電效應、萬用表使用、傳感器使用等.同時部分修改了可以改進的實驗內容,例如由于萘有一定毒性,我們將晶體的熔解和凝固實驗改成海波和焊錫的熔解與凝固;改變牛頓第三定律在傳統(tǒng)上使用彈簧測力計的做法,用力傳感器來完成實驗,使學生更加熟悉中學課程中涉及到的傳感器內容.

通過這些內容的改革,大大加強了與中學物理實驗的聯(lián)系,很多在校外有教學實踐的學生都感覺到教學法實驗對中學物理教學的直接指導作用.

3.3 改革實驗教學方式

教學方式是改革的“途徑”.傳統(tǒng)實驗教學模式指教師講解原理、擬定方案、演示操作,學生進行實驗操作、數(shù)據(jù)收集、填寫表格,完成實驗報告.［3］但它的教條化、統(tǒng)一化、靜態(tài)化的弊端卻扼殺了學生的創(chuàng)新精神.［3］很難想象一個只會跟著教師模仿實驗的師范生能在工作崗位上成為優(yōu)秀的教師.我們改革的重點就是改變傳統(tǒng)的教學方式,讓學生在過程中獲得知識和能力.

首先,我們改變傳統(tǒng)的教師講解、演示的方式.教師在課前只對學生做簡單的介紹,通過學生的自學和研討完成實驗操作.在此過程中,學生之間相互幫助,相互探討,遇到典型問題在小組內共同探討解決,培養(yǎng)了學生協(xié)作實驗的習慣.

其次,改變傳統(tǒng)的教師講、學生聽,教師示范、學生模仿的教學方式.讓學生體驗教師角色,進行實驗的演示和講解.每個學生的講解、演示實驗過程每學期輪換一次,如果第一輪不合格還要進行第二輪,直到達到要求為止.其他學生和教師擔當“學生”和“評委”.

第三,增加實驗探究的內容.實驗探究是中學新課程改革的重要內容,師范生的實驗探究能力是將來指導中學生實驗探究能力的基礎,只有在職前培訓過程中得到了良好的訓練才能適應中學階段的實驗探究教學.為此,在物理教學法實驗中,除了常規(guī)的物理實驗探究之外,我們增加了2周在探究實驗室利用傳感器開展的實驗探究教學.

3.4 強調學生自制教具

自制教具是學生的“作品”.自制教具可以解決實驗經費不足,補充部分物理儀器缺乏,可以加深物理概念和規(guī)律的理解等功能.但同時更是培養(yǎng)學生實驗的積極性和主動性,形成學生科學方法和各種能力的重要過程和手段.“自制教具的目的并不只是為了省錢,而是通過自制教具培養(yǎng)教師和學生的動手動腦能力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造精神.”［4］同時,自制教具也是中學物理教師的一項重要基本技能,是中學物理教師的基本功之一.

我們在課程改革過程中非常強調教具制作能力,鼓勵學生根據(jù)自己的興趣、中學物理教材中的演示實驗、趣味物理實驗等開展教具制作.

首先,強調自制教具是考核的一部分,每學期的課程有兩周是自制教具時間,在學期末每個學生都要有“作品”上交,并根據(jù)標準給予打分.

其次,結合中學物理教學內容開展集中自制教具活動.例如,針對高中選修3－2教材中電磁感應的內容,自制了電磁感應裝置,如圖1所示.再例如,根據(jù)浮力原理制作了“浮力天平”實驗裝置,如圖2所示,等等.

圖1 自制電磁感應裝置

圖2 自制“浮力天平”

自制的電磁感應裝置通過對二極管發(fā)光的觀察,可以清晰地表明電磁感應的存在,而不需電表等裝置,既簡便又有效.自制的浮力天平將浮力原理和天平原理很好地結合起來,易于學生加深理解.

學生的自制教具最后都貼上學生姓名和學號,成為他們自己的“作品”,學生很有成就感,有的已經成為后續(xù)各屆學生參考的“樣板”.

3.5 擬定成績評價標準

擬定標準是評價的“準繩”.除了學生平時表現(xiàn)外,還制定了相應的“技術”標準.例如自制教具的評分標準(見表1),講解演示的標準(見表2)等,為判定成績、改進不足提供了依據(jù).

表1 自制教具的評價參考標準①此部分評價標準,在制定過程中參考了劉濟昌的“如何評定好的教具”［人民教育,1991(8):66－67］.

表2 講解、演示實驗的評價參考標準

3.6 重視實驗能力培養(yǎng)

實驗能力是改革的“核心”.實驗能力是科學素養(yǎng)的基本要素,物理實驗能力是指順利進行物理實驗并完成實驗目的的個性心理特征,是學生各種基本能力在實驗活動中的綜合體現(xiàn)［5］.實驗能力包括實驗觀察能力、實驗操作能力、實驗分析等.新課程物理課程標準對學生的實驗能力提出了明確要求,包括提高學生的科學素養(yǎng),提高學生實驗探究能力能力等.提高學生的實驗能力是教學法實驗課程改革的核心目的,上述改革都是圍繞學生的能力展開的.高師學生實驗能力的提高會遷移到日后的工作過程中,即使職前課程沒有涉及到相關實驗,學生也能較快適應中學物理實驗教學.實驗能力的提高是加強物理教學法實驗課程與中學物理實驗課程銜接的保障.

實驗能力的培養(yǎng)除了上述手段外,我們還結合我國目前中學的現(xiàn)有情況,提倡開展多種形式的實驗教學模式.例如,開展微型物理實驗,非常規(guī)物理實驗［6］等.這些形式的實驗教學是對常規(guī)物理實驗教學的補充,對學生實驗能力的提高和養(yǎng)成具有重要的作用.

4 改革的效果:成績與不足

4.1 取得的初步成績

4.1.1 提高了師生對課程銜接的意識

通過6年的改革,每屆學生的實驗意識和能力有明顯的改變,不再認為教學法實驗是可有可無的簡單實驗,由最初的“混實驗”改為“開發(fā)實驗”、“研究實驗”.在課程開設過程中很多學生積極地將計劃中沒有的中學物理實驗拿到課堂上來做,即使儀器不同,也會想方設法開展.前面的例子中,學生自制的電磁感應實驗即是對高中電磁感應實驗的改進.我們指導教師和學生已經意識到與中學的銜接是教學法實驗的重要指導思想之一.正是由于教學法實驗與中學的緊密聯(lián)系,使得學生在課程學習中能正確正視物理教學法實驗的重要地位,激發(fā)了學生學習的興趣.

4.1.2 學生動手能力增強

學生動手能力主要體現(xiàn)在教具制作方面.教具是學生的考核的內容之一,他們所呈交的教具質量參差不齊.有的教具比較精致,可以拿到中學課堂中演示,有的則比較粗糙,但學生自制教具的意識和水平都得到了較大的提高,一些小零件都是學生自己掏錢買的,一些廢舊物品都成為學生手中的“寶貝”,有的學生甚至做了2～3個教具.據(jù)不完全統(tǒng)計,近幾年我們學生所提交的教具達300件之多,有相當一部分已作為后屆學生制作教具的模板和樣品.學生自制教具的能力是高師物理師范生的重要能力,是順利開展中學物理實驗教學的重要技能.

4.1.3 提高了學生講解、演示的能力

在講解、演示實驗之前我們對學生提出了明確的要求,使學生有章可循、思路清晰,在講解、演示實驗模擬講課之后,教師和學生對模擬講課進行點評.由于在一種寬松的環(huán)境下開展,學生興奮主動、積極參與,課堂氣氛熱烈活躍.講解、演示過程對學生整理講課思路、組織語言、規(guī)范操作、解釋實驗現(xiàn)象等都起到了積極的鍛煉作用,培養(yǎng)了學生的實驗演示和講解能力.

在學生教育實習過程中,很多學生都能非常熟練地將實驗納入講課之中,并能用生活中常見的物品等演示實驗現(xiàn)象,說明實驗原理.在準備就業(yè)和試講過程更是表現(xiàn)突出,表現(xiàn)出良好的技能水平.實踐證明,講解、演示實驗在師范生走向中學教師的道路上是一個良好的嘗試,是一種積極有效的訓練方式.

4.2 待深化研究之處

4.2.1 量化統(tǒng)計與分析不夠

由于每年的教學法實驗課程內容都存在變動,目前還沒有針對開展具體量化的調查問卷分析和統(tǒng)計,我們計劃在近期逐步研制相應的改革調查問卷,開展相應的調查,爭取取得更加明確的研究結果.

4.2.2 缺乏跟蹤研究畢業(yè)學生的教學情況

由于我們的畢業(yè)生分布在全國各地,對學生開展物理實驗教學情況跟蹤調查研究存在較大困難.對學生的跟蹤研究可以提供反饋,為改革提供更合理的依據(jù).因此,我們計劃通過教育實習等形式進一步加強與畢業(yè)學生的聯(lián)系,爭取能對一定數(shù)量的學生進行跟蹤研究.

4.2.3 自編教材未出版

教材是學生開展學習的重要參考.但由于參與改革的主要教研人員工作繁忙,筆者還在攻讀學位,沒能及時將教學法實驗教材進行系統(tǒng)的整理,沒能以正式出版的形式展示給學生.目前我們正在積極搜集材料,抓緊制定編寫教材的基本思路,爭取在較短時間內達到出版要求.

5 結束語

教育改革是一項系統(tǒng)而有序的工作,高師的改革也不可能一蹴而就,要從整體理念到具體課程全面改革.教學法實驗改革的經驗告訴我們,高師改革必須面向基礎教育一線才能取得良好的效果,我們應該秉承高師與基礎教育銜接的理念與做法,堅持高師對基礎教育的服務性,避免“曲高和寡”.

1 魏日升,張憲魁.新課程中學物理教材教法與實驗(第3版).北京:北京師范大學出版社,2006.73

2 中華人民共和國教育部制定.普通高中物理課程標準(實驗).北京:人民教育出版社,2003.65

3 王莉華.高師物理教法實驗教學改革研究.中國成人教育,2009(5):130－131

4 沈新家.自制教具在物理教學中的獨特地位及作用.中國現(xiàn)代教育裝備,2003(9):45－47

5 鄭敏.試論教學中學生實驗能力的培養(yǎng).信陽師范學院學報(哲學社會科學版),2005(2):39－41

6 劉炎松.物理實驗創(chuàng)新研究——“非常規(guī)”物理實驗設計制作能力培養(yǎng).北京:冶金工業(yè)出版社,2009.13－14