由“物理教師實(shí)驗(yàn)技能大賽”引發(fā)的一點(diǎn)思考

何亞軍

摘 要：本文對(duì)筆者在參加“物理教師實(shí)驗(yàn)技能大賽”過程中發(fā)現(xiàn)的問題提出了對(duì)應(yīng)的改進(jìn)意見，對(duì)物理教師實(shí)驗(yàn)技能下降的原因進(jìn)行了分析，并對(duì)提高教師實(shí)驗(yàn)技能提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：物理教師；實(shí)驗(yàn)技能；提高

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）2-0073-3

2017年9月，筆者擔(dān)任了我市初中物理教師實(shí)驗(yàn)技能大賽的評(píng)委。本次比賽由實(shí)驗(yàn)理論測試和實(shí)驗(yàn)操作考查兩部分組成，實(shí)驗(yàn)操作考查分A、B兩組進(jìn)行，每組兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)10分，要求選手在20分鐘內(nèi)完成一組實(shí)驗(yàn)。其中，A組實(shí)驗(yàn)為：驗(yàn)證平面鏡成像的特點(diǎn)（10分），測量一根棉線所能承受的拉力（10分）；B組實(shí)驗(yàn)為：探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系（10分），自制直流發(fā)電機(jī)模型和交流發(fā)電機(jī)模型（10分）。以上實(shí)驗(yàn)均來自教材，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上有所拔高。但在評(píng)審過程中，筆者發(fā)現(xiàn)教師在實(shí)驗(yàn)操作中存在許多問題。下面就對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、記錄、數(shù)據(jù)處理等方面出現(xiàn)的問題提出一點(diǎn)改進(jìn)意見。

實(shí)驗(yàn)1 驗(yàn)證平面鏡成像的特點(diǎn)

供選器材：平面鏡成像演示器（內(nèi)裝厚度約為5 mm的玻璃板1塊、三角支架4只、紅火炬2只、三角板1只）1套，手電筒1只，白紙2張，鉛筆1支。

實(shí)驗(yàn)要求：

1.準(zhǔn)確確定成像位置（像與物到鏡面距離的相對(duì)誤差小于3%）；

2.通過實(shí)驗(yàn)說明是虛像，在白紙上留下三次實(shí)驗(yàn)記錄；

3.寫出一份簡要的“驗(yàn)證平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

出現(xiàn)的問題：因?yàn)樘峁┑牟ＡО遢^厚，光線會(huì)在玻璃板的兩面都發(fā)生反射，形成兩個(gè)虛像，導(dǎo)致像的位置很難確定。許多參賽選手在比較像距與物距關(guān)系的時(shí)候發(fā)現(xiàn)誤差很大，采用了“湊數(shù)據(jù)”的方法。

改進(jìn)意見：選手在進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)從不同的角度去觀察，尋找物體在玻璃板后像的位置并找到它們的交點(diǎn)，這才是像的位置。

實(shí)驗(yàn)2 測量一根棉線所能承受的拉力

供選器材：細(xì)棉線1卷，彈簧測力計(jì)（0～5 N）1個(gè)，鉤碼1盒，圖釘2個(gè)，帶孔的塑料尺1把，美術(shù)繪圖板1塊，黑色水筆1支，白紙3張，剪刀1把。

實(shí)驗(yàn)要求：選擇合適器材，設(shè)計(jì)兩種不同的方案測量棉線所能承受的拉力（經(jīng)實(shí)測，棉線所能承受的拉力約為10 N，超出了彈簧測力計(jì)的量程）。

出現(xiàn)的問題：不少參賽選手直接將棉線系在彈簧測力計(jì)的秤鉤上，拉動(dòng)棉線，發(fā)現(xiàn)直到超出彈簧測力計(jì)的量程也無法拉斷棉線，進(jìn)而采用在秤鉤上加掛鉤碼的方法進(jìn)行解決。這種方法雖然也能測出棉線所受的拉力，但是采用鉤碼加彈簧測力計(jì)的方案無法觀測客觀的測量過程，測量結(jié)果主觀判斷較強(qiáng)，且實(shí)驗(yàn)中無法保護(hù)器材，違背了操作規(guī)范。

改進(jìn)意見：1.供選器材有帶孔的塑料尺和圖釘?shù)?，可以利用美術(shù)繪圖板、帶孔塑料尺、圖釘、棉線、彈簧測力計(jì)組成一個(gè)杠桿，在杠桿的一側(cè)系棉線，另一側(cè)掛彈簧測力計(jì)，調(diào)節(jié)好動(dòng)力臂和阻力臂，利用“杠桿平衡條件”可測出棉線所能承受的最大拉力；2.利用“力的分解”，用兩個(gè)圖釘將棉線固定在美術(shù)繪圖板上，彈簧測力計(jì)從中間拉棉線也可較準(zhǔn)確地測量棉線所能承受的最大拉力，詳見圖1。

實(shí)驗(yàn)3 探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系

供選器材：干電池3節(jié)，滑動(dòng)變阻器（20 Ω 2 A）1只，滑動(dòng)變阻器（50 Ω 1.5 A）1只，定值電阻（5 Ω 1.5 A）1只，定值電阻（10 Ω 1 A）1只，定值電阻（15 Ω 0.8 A）1只，J0407型電流表（0～0.6 A，0～3 A）1只，J0408型電壓表（0～3 V，0～15 V）1只，開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線8根，白紙1張，鉛筆1支，計(jì)算器1只，刻度尺1把，一字螺絲刀1把。

實(shí)驗(yàn)要求：

1.畫出所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖；

2.選擇合適器材，通過實(shí)驗(yàn)探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系；每組探究至少取得5組有效數(shù)據(jù)，要求數(shù)據(jù)盡可能準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；

3.在坐標(biāo)紙上畫出圖像，利用圖像處理所獲得的數(shù)據(jù)，并給出結(jié)論。

出現(xiàn)的問題：1.電表忘記校零；2.滑動(dòng)變阻器選擇不合適，許多參賽選手選擇了參數(shù)為20 Ω、 2 A的滑動(dòng)變阻器；3.定值電阻的組配不合適，部分選手在進(jìn)行第四組和第五組數(shù)據(jù)測量時(shí)，選用其中的兩只定值電阻并聯(lián)接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，增大了數(shù)據(jù)處理的難度；4.圖像的繪制不合理，絕大多數(shù)選手在繪制電流與電阻關(guān)系圖像時(shí)采用了反比例函數(shù)。

改進(jìn)意見：1.使用電表測量前必須校零，這是實(shí)驗(yàn)操作的基本要求；2.為了得到電流與電壓、電阻的關(guān)系，需要進(jìn)行多次測量，得到盡可能多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇參數(shù)為50 Ω、1.5 A的滑動(dòng)變阻器使電壓表和電流表的示數(shù)變化范圍盡可能大；3.在原有定值電阻的基礎(chǔ)上可以選用任意兩只定值電阻串聯(lián)，這樣數(shù)據(jù)處理相對(duì)簡單；4.進(jìn)行圖像處理時(shí)，盡可能繪制I與關(guān)系圖像，采用正比例函數(shù)，這樣可以更直觀地反映電壓一定時(shí)I與成正比，進(jìn)而知道當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比。

實(shí)驗(yàn)4 自制直流發(fā)電機(jī)模型和交流發(fā)電機(jī)模型

供選器材：磁鐵1塊，細(xì)銅漆包線（長40 cm）1卷，銅線（長10 cm）2根，美工刀1把，尖嘴鉗1把，長方形木條（橫截面1.5 cm×2 cm）1段，A4紙1張，數(shù)字萬用表1只，帶鱷魚嘴的導(dǎo)線2根，泡沫板（10 cm×10 cm）1塊。

實(shí)驗(yàn)要求：

1.自制直流發(fā)電機(jī)模型，并進(jìn)行發(fā)電演示；

2.自制交流發(fā)電機(jī)模型，并進(jìn)行發(fā)電演示。

出現(xiàn)的問題：1.相當(dāng)多的選手不會(huì)用A4紙自制一個(gè)紙風(fēng)車；2.線圈不會(huì)繞制，部分選手直接用手繞制，繞出的線圈很不規(guī)則，無法平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)；3.不知道直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)在線圈的刮取上有何區(qū)別。

改進(jìn)意見：1.風(fēng)車的制作過程如圖2所示；2.將銅線倚著長方形木條繞制，這樣能繞出規(guī)則的矩形線圈，轉(zhuǎn)動(dòng)起來非常平穩(wěn)；3.制作直流發(fā)電機(jī)時(shí)將漆包線一端的漆刮去一半，另一端全部刮去；制作交流發(fā)電機(jī)時(shí)則將漆包線兩端的漆全部刮去。最后吹動(dòng)風(fēng)車，觀察數(shù)字萬用表的示數(shù)變化。

最終，選手們的總得分普遍偏低。通過本次比賽可以看出，不少教師平時(shí)很少做實(shí)驗(yàn)，甚至對(duì)實(shí)驗(yàn)有種恐懼感，沒有良好的操作習(xí)慣，實(shí)驗(yàn)技能有所下降。筆者認(rèn)為，出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因主要有以下三種：1.物理中考分值由原來的100分下降到80分，許多物理老師錯(cuò)誤地認(rèn)為物理沒有那么重要了。2.部分教師對(duì)實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要性認(rèn)識(shí)不足。筆者經(jīng)常到學(xué)校進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)目前各校都配有標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室，并經(jīng)過驗(yàn)收，開齊、開足初中課本中的實(shí)驗(yàn)不成問（下轉(zhuǎn)第78頁）（上接第74頁）題。但是，不少老師上課的時(shí)候經(jīng)常將學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)改成演示實(shí)驗(yàn)，演示實(shí)驗(yàn)用視頻代替，更有甚者直接空講實(shí)驗(yàn)。更多的老師對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中提出的問題避重就輕，進(jìn)行簡化處理。對(duì)于這種現(xiàn)象，許多一線教師的解釋是：學(xué)生的動(dòng)手能力差，如果放手讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究“浪費(fèi)時(shí)間”，不如直接講實(shí)驗(yàn)效率高。3.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重要性認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)也就是為了得到某一結(jié)論，不如直接閱讀課本，死記實(shí)驗(yàn)結(jié)論省事。

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：義務(wù)教育物理課程是一門注重實(shí)驗(yàn)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程。此階段的物理課程應(yīng)注意讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)探究方法，提高分析問題及解決問題的能力。物理教師的實(shí)驗(yàn)技能和對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度直接影響到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)探究能力。

對(duì)于目前初中物理教師實(shí)驗(yàn)技能的現(xiàn)狀，要想迅速提高物理教師的實(shí)驗(yàn)技能，筆者認(rèn)為可以從以下幾方面入手：1.加大實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)力度，聘請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)方面有特長的老師對(duì)一線教師進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)之后進(jìn)行相關(guān)考核；2.定期舉辦教師實(shí)驗(yàn)技能大賽，大賽可以分基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)兩類，對(duì)實(shí)驗(yàn)技能優(yōu)秀的教師給予充分的肯定，采用激勵(lì)手段激發(fā)教師做實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的熱情；3.加強(qiáng)中考的導(dǎo)向性作用，在中考中設(shè)置一些實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新問題，在考試中將認(rèn)真做過實(shí)驗(yàn)的學(xué)生的優(yōu)勢體現(xiàn)出來（在這方面目前無錫市中考已經(jīng)才采取了相關(guān)措施，并取得了一定的成效）。

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（欄目編輯 李富強(qiáng)）