基于學(xué)生成績(jī)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀研究

郭曉萍，劉詩(shī)海，金 林，雷 靜，侯明輝

（教育部 教育裝備研究與發(fā)展中心，北京100080）

1 引 言

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)和有機(jī)組成部分，它不僅能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高學(xué)生對(duì)科學(xué)與研究的興趣，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)，是物理教學(xué)不可或缺的內(nèi)容和方式.但在實(shí)際教學(xué)中物理實(shí)驗(yàn)卻得不到充分重視，存在實(shí)驗(yàn)課程缺乏整體規(guī)劃、教學(xué)內(nèi)容陳舊等諸多問題［1-3］.為了在總體上了解現(xiàn)階段初中生的物理實(shí)驗(yàn)水平，分析物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的問題與不足，有針對(duì)性地提供教學(xué)參考與建議，“中小學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)與實(shí)踐能力關(guān)系的研究”課題組結(jié)合相關(guān)研究在全國(guó)范圍內(nèi)抽取了部分初中生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及動(dòng)手操作測(cè)試，統(tǒng)計(jì)與分析了學(xué)生的測(cè)試成績(jī)，并根據(jù)數(shù)據(jù)研究的結(jié)果提出相應(yīng)的教學(xué)建議.

2 測(cè)試方法

課題組在全國(guó)東、中、西部10個(gè)省、市、自治區(qū)抽取不少于10%的縣或區(qū)，每個(gè)縣、區(qū)抽取3所初中，每校在初三下學(xué)期隨機(jī)抽取10名學(xué)生參與測(cè)試.實(shí)測(cè)為閉卷考核，滿分60分，學(xué)生從3類試題中各抽取1題生成隨機(jī)試卷，然后在90min內(nèi)完成3個(gè)測(cè)試題目的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及動(dòng)手操作.監(jiān)考教師按照《主考手冊(cè)》的細(xì)則，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每位學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)并完成評(píng)分記錄表，測(cè)試結(jié)束時(shí)將記錄表匯總并提交課題單位.

3 測(cè)試結(jié)果分析

3.1 總體測(cè)試結(jié)果及分析

全國(guó)共計(jì)4 013名初中生參加了本次物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作測(cè)試，課題組采用SPSS軟件統(tǒng)計(jì)不同分?jǐn)?shù)段的學(xué)生人數(shù)，得到學(xué)生本次測(cè)試成績(jī)整體分布情況如圖1所示，其中最低得分0分，最高得分60分，均值35.10分，得分率為58.50%，標(biāo)準(zhǔn)差為15.67.總體來說，參與測(cè)試學(xué)生的平均成績(jī)偏低，實(shí)驗(yàn)成績(jī)分化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，目前初中生物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)壓力顯著.

圖1 物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作成績(jī)分布圖

將參與測(cè)試的學(xué)生成績(jī)分為不合格（36分以下）、合格（36～44.99分）、良好（45～50.99分）與優(yōu)秀（51～60分）4個(gè)等級(jí).用SPSS軟件對(duì)每個(gè)等級(jí)的學(xué)生數(shù)、得分率及標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行了匯總統(tǒng)計(jì)，如表1所示.從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，處于不合格水平的學(xué)生占測(cè)試學(xué)生總數(shù)的48.57%，處在優(yōu)秀水平的學(xué)生占20.58%，說明學(xué)生成績(jī)具有一定的兩極分化現(xiàn)象，且不合格率過高.從標(biāo)準(zhǔn)差方面看，處于優(yōu)秀、良好和合格水平的分?jǐn)?shù)離散程度比較合理，而不合格水平的分?jǐn)?shù)離散率比較高，說明不合格水平層次上的學(xué)生分化更為嚴(yán)重，教師在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)多關(guān)注這部分學(xué)生，促使他們思行結(jié)合，有效提高教學(xué)質(zhì)量.

表1 初三學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作測(cè)試成績(jī)水平情況

3.2 不同實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ臏y(cè)試結(jié)果分析

本次物理實(shí)驗(yàn)測(cè)試由基本操作、實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)踐應(yīng)用3類試題組成，每題20分.“基本操作”主要考察實(shí)驗(yàn)基本操作技能，包括儀器的參量與性能、物理量的直接測(cè)量、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣及結(jié)果記錄4個(gè)方面.“實(shí)驗(yàn)探究”類試題是物理教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的部分探究點(diǎn)，主要考察實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理3方面的內(nèi)容.“實(shí)踐應(yīng)用”類試題要求學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)解決一個(gè)實(shí)際的問題，學(xué)生可用多種方案來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，考察內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、具體實(shí)驗(yàn)及結(jié)果處理3部分內(nèi)容.

學(xué)生不同物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y(cè)試得分情況詳見表2，參照?qǐng)D2不同水平學(xué)生數(shù)占參與測(cè)試的學(xué)生總數(shù)的比例可以看出，基本實(shí)驗(yàn)操作類試題的得分率是三者中最高的，優(yōu)秀率也達(dá)到了49.02%，說明大部分學(xué)生熟悉這些測(cè)量?jī)x器，能夠識(shí)別儀器的基本參量與性能，能夠正確運(yùn)用這些工具進(jìn)行基本的測(cè)量.實(shí)驗(yàn)探究類試題的平均成績(jī)與優(yōu)秀率都是最低的，處于不合格水平的學(xué)生比率最高，說明目前很多初中生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)探究的方法和內(nèi)容掌握得不夠扎實(shí)與靈活，獨(dú)立認(rèn)識(shí)、深入理解學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)還不到位，相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)有待進(jìn)一步落實(shí)與加強(qiáng).實(shí)踐應(yīng)用類試題測(cè)試結(jié)果兩極分化最嚴(yán)重，成績(jī)離散程度也最大，說明學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力差異較大，教師在教學(xué)過程中不應(yīng)采用一刀切的教學(xué)方式，宜因材施教、多采用分層教學(xué)、分類教學(xué)等個(gè)性化教學(xué)方法.

表2 不同實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ臏y(cè)試成績(jī)統(tǒng)計(jì)表

圖2 各種水平學(xué)生占參與不同實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y(cè)試的學(xué)生總數(shù)的比例

4 不同地區(qū)的測(cè)試結(jié)果分析

4.1 區(qū)域比較

不同地區(qū)學(xué)生本次測(cè)試成績(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)如表3所示.從均值來看，地區(qū)之間差距比較大，其中西部3省本次測(cè)試的平均成績(jī)最高，得分率高于中部地區(qū)11.58%；從離散系數(shù)來看，中部地區(qū)的變異系數(shù)高達(dá)51.98，內(nèi)部差異最大；西部地區(qū)與東部地區(qū)的變異系數(shù)要低得多，內(nèi)部差異要遠(yuǎn)小于中部地區(qū).從上述指標(biāo)來說，本次測(cè)試西部地區(qū)要好于其他地區(qū)，說明近年來國(guó)家對(duì)西部地區(qū)開展的系列教育傾斜政策取得了一定的成效，有效提高了該地區(qū)的教學(xué)質(zhì)量，縮小了差距，促進(jìn)了區(qū)域內(nèi)部的均衡發(fā)展.

表3 不同地區(qū)學(xué)生的成績(jī)比較

4.2 各?。ㄊ?、自治區(qū)）比較

10?。ㄊ?、自治區(qū)）學(xué)生本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試的平均成績(jī)?nèi)绫?所示，從數(shù)據(jù)可以看出6個(gè)省、市學(xué)生平均成績(jī)達(dá)到合格水平，4個(gè)省、市學(xué)生平均成績(jī)低于合格水平.其中最高均值42.44分，最低均值28.74分，得分率相差23%.說明各?。ㄊ?、自治區(qū)）物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展不平衡，成績(jī)差距比較懸殊.成績(jī)較高的地區(qū)一般在中考時(shí)加試物理實(shí)驗(yàn)操作考試，本次測(cè)試說明以考促學(xué)具有一定的實(shí)際意義，有利于學(xué)生整體成績(jī)的提高與減小內(nèi)部之間的分化.

表4 不同省（市、自治區(qū)）物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)對(duì)比

統(tǒng)計(jì)各?。ㄊ?、自治區(qū)）不同水平學(xué)生比例如圖3所示.數(shù)據(jù)顯示各省均有較高的優(yōu)秀率和不及格率，存在不同程度的兩級(jí)分化現(xiàn)象.對(duì)比表4與圖3兩組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生平均成績(jī)較高的省市，不及格率相對(duì)較低；而平均成績(jī)較低的省市，不及格率也相對(duì)較高，可見不及格率過高是造成本次測(cè)試成績(jī)偏低的主要因素.

圖3 各?。ㄊ?、自治區(qū)）不同水平學(xué)生比率統(tǒng)計(jì)

4.3 男女生測(cè)試成績(jī)比較

課題組對(duì)參加本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作的男、女生成績(jī)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，以便于對(duì)不同性別的學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中加以關(guān)注.參加本次測(cè)試的男生為1 886人，女生為2 043人，81人漏填性別，測(cè)試成績(jī)?nèi)绫?所示.從均值來看，女生的得分率比男生多1.28%，略高于男生；就離散系數(shù)來說，男生與女生成績(jī)離散率都比較高，實(shí)驗(yàn)水平都存在一定的分化現(xiàn)象，二者變異系數(shù)相近，無明顯差別.

表5 男、女生物理實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)成績(jī)比較

統(tǒng)計(jì)男生與女生的實(shí)驗(yàn)學(xué)業(yè)水平情況如表6所示.數(shù)據(jù)顯示，從優(yōu)秀、良好、合格和不合格4個(gè)等級(jí)實(shí)驗(yàn)水平的平均值、百分比及成績(jī)分化程度來看，男生與女生差異不顯著.

對(duì)男、女生不同實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y(cè)試得分情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總?cè)绫?所示.數(shù)據(jù)顯示，女生3方面的平均成績(jī)均高于男生，其中基本操作與實(shí)驗(yàn)探究類試題成績(jī)差別不大，但實(shí)踐類試題得分率比男生高7%.就成績(jī)離散程度來看，二者標(biāo)準(zhǔn)差相近，男生在實(shí)驗(yàn)探究及實(shí)踐應(yīng)用方面的變異系數(shù)明顯高于女生，說明男生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ只潭却笥谂?因此，教師在日常物理實(shí)驗(yàn)探究及實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)根據(jù)男生的心理特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)方法和具體活動(dòng)上多加以關(guān)注.

表6 男女生物理實(shí)驗(yàn)學(xué)業(yè)水平比較

表7 男女生不同實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y(cè)試情況比較

5 教學(xué)建議

針對(duì)本次物理實(shí)驗(yàn)測(cè)試學(xué)生平均成績(jī)偏低，兩極分化嚴(yán)重，區(qū)域差距較大，不及格率偏高及實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)不到位等物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提出下列建議：

1）綜合調(diào)研，整體規(guī)劃，建立促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的長(zhǎng)效保障機(jī)制.相關(guān)部門應(yīng)在廣泛調(diào)研、深入分析的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地提出促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體措施和保障手段，解決目前一些地方對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不重視、課時(shí)不足、開出率不高、教學(xué)方法不得當(dāng)?shù)韧怀鰡栴}，縮小差距、提高質(zhì)量，推動(dòng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的均衡發(fā)展.

2）解放思想，提高認(rèn)識(shí)，加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革力度.實(shí)驗(yàn)不能僅限于重現(xiàn)已知的物理現(xiàn)象，加深學(xué)生對(duì)理論的理解與掌握，應(yīng)將重心放在培養(yǎng)學(xué)生的物理思想、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)等各項(xiàng)能力的培養(yǎng)上，應(yīng)以生為本改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、方法與手段，充分發(fā)展學(xué)生的個(gè)性與能力，減少成績(jī)分化，有效提高教學(xué)質(zhì)量.

3）以評(píng)促學(xué)，整體提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力.運(yùn)用科學(xué)的方法、先進(jìn)的技術(shù)手段完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系.改變單純筆試實(shí)驗(yàn)的考核方式，借助視頻錄播等先進(jìn)的技術(shù)手段，綜合口試、筆試及操作考試等多種考核方式，結(jié)合平日實(shí)驗(yàn)課程加強(qiáng)過程性評(píng)價(jià)，通過考核體系的改革與督導(dǎo)評(píng)估工作保障實(shí)驗(yàn)課程的開出率及教學(xué)質(zhì)量，降低不合格率，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)良性的循環(huán)發(fā)展.

4）建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范區(qū)，以點(diǎn)帶面，實(shí)現(xiàn)各地實(shí)驗(yàn)教學(xué)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展.本次物理實(shí)驗(yàn)測(cè)試部分地區(qū)學(xué)生平均成績(jī)較高，成績(jī)分布結(jié)構(gòu)合理，整體情況較好.相關(guān)部門應(yīng)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與成績(jī)，加強(qiáng)交流，推廣示范效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展.

致謝：本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作測(cè)試工作得到了各地教育裝備部門、課題學(xué)校及廣大師生的支持與幫助，在此表示衷心的感謝！

［1］張晶.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)估體系的研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2007.

［2］程君妮.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析與改革思路探索［J］.新西部，2012（6）：131，146.

［3］劉燕.普通物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐［D］.揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2009.