職前物理教師實驗教學(xué)技能的調(diào)查和分析

杜愛慧 樊向宇

摘 要：物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實驗教學(xué)技能是物理教師專業(yè)素養(yǎng)的重要組成部分，對于基礎(chǔ)教育物理教學(xué)，課程改革的推進起著關(guān)鍵作用。文章在問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析了職前物理教師實驗教學(xué)技能的現(xiàn)狀，并針對其中存在的安全意識缺乏、實驗基礎(chǔ)知識不熟練、實驗設(shè)計與自我評價能力不高、課外研發(fā)欠佳等問題進行了深入分析。

關(guān)鍵詞：職前教師；物理；實驗教學(xué)技能

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）9-0073-5

1 問題的提出

物理實驗教學(xué)技能是物理教師專業(yè)素養(yǎng)的重要部分，它不僅要求教師要具有基本的實驗?zāi)芰Γ蠼處熞哂杏脤嶒炦M行教學(xué)的能力。鑒于此，我們認為物理教師實驗教學(xué)技能應(yīng)該包括實驗基本素養(yǎng)、實驗基本能力、實驗教學(xué)能力以及實驗教學(xué)研究能力等方面。高師院校是培養(yǎng)師范生物理實驗教學(xué)技能的重要場所，該階段也是職前物理教師專業(yè)素養(yǎng)形成與發(fā)展的重要階段。在我國基礎(chǔ)教育改革不斷深入的背景下，高師院校也都積極進行了其培養(yǎng)模式的改革，并取得了一些效果，但其中仍存在著諸如學(xué)生實驗基礎(chǔ)知識不熟練、實驗設(shè)計與自我評價欠缺等問題。本文結(jié)合問卷調(diào)查，詳細分析了職前物理教師實驗教學(xué)技能的現(xiàn)狀，并針對其中存在的問題進行了深入分析，以期為我國高師教育的改革與發(fā)展提供一些借鑒和參考。

2 研究對象與方法

本次調(diào)查主要選擇河南省內(nèi)幾所師范院校物理學(xué)專業(yè)的大四學(xué)生作為樣本，他們已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本的教育、教學(xué)課程，完成了教育實習(xí)、微格教學(xué)等實踐活動。

調(diào)查在半結(jié)構(gòu)化訪談的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的研究成果[1]編制了職前物理教師實驗教學(xué)技能調(diào)查問卷。該問卷為結(jié)構(gòu)性問卷，內(nèi)容主要包括職前物理教師的實驗基本素養(yǎng)、實驗基本能力、實驗教學(xué)能力以及實驗教學(xué)研究能力等四方面。每一方面又有若干條題目，問卷共由44道選擇題和1道自由發(fā)揮題目組成。調(diào)查采取質(zhì)性和量化結(jié)果相結(jié)合的方法，主要有個案訪談和問卷調(diào)查。

調(diào)查采取分層整群抽樣的方法，于2017年10月至2018年4月期間在每個學(xué)校物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生中隨機抽取30～40人進行調(diào)查，共發(fā)放問卷100份，收回93份，其中有效問卷80份，有效率為86.02%。對收集的數(shù)據(jù)和資料用SPSS22.0進行統(tǒng)計分析。

3 調(diào)查結(jié)果分析

3.1 職前物理教師實驗基本素養(yǎng)情況

實驗基本素養(yǎng)是指學(xué)生在實驗過程中必須具備的基本實驗態(tài)度、習(xí)慣和意識等。這里主要從學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與觀念、實驗習(xí)慣、實驗環(huán)保意識與實驗安全意識四方面來分析職前物理教師的實驗基本素養(yǎng)。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，職前教師具有良好的實驗習(xí)慣和較強的環(huán)保意識，但實驗安全意識欠缺。

對于教學(xué)中是否會用實驗進行授課的調(diào)查，92.5%的職前物理教師持肯定態(tài)度，而且多數(shù)職前教師都能在課前準備好實驗器材并進行相應(yīng)的檢查?？梢?，職前物理教師對于實驗的重要性能夠正確認識，也形成了提前準備儀器、檢查儀器的良好習(xí)慣。然而，在實驗教學(xué)過程中，職前物理教師對學(xué)生實驗安全方面所做的工作還比較欠缺。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對于學(xué)生實驗安全的教育，僅有53.75%的職前物理教師做得比較好，仍有近一半的職前物理教師沒有進行。可見，職前物理教師中還有多數(shù)自身比較缺乏實驗安全意識，這可能與學(xué)生缺少真實實驗教學(xué)經(jīng)歷有關(guān)，也可能是本科學(xué)習(xí)階段自身受到的實驗安全教育較少。

3.2 職前物理教師實驗基本能力情況

物理實驗基本能力是高師物理師范生必須掌握的最基本的實驗?zāi)芰?，具體包括實驗設(shè)計能力與實驗基礎(chǔ)知識掌握程度、實驗基本操作能力與實驗活動熟悉程度、實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果呈現(xiàn)能力以及問題解決能力等方面。

（1）實驗設(shè)計能力與實驗基礎(chǔ)知識掌握程度分析

實驗設(shè)計能力主要從實驗方案設(shè)計與儀器選取能力兩方面來進行。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，93.75%的職前教師表示自己能夠設(shè)計出合理的實驗方案，并能選擇合適的實驗儀器進行實驗?？梢?，職前物理教師已經(jīng)具備了基本的實驗設(shè)計能力。眾所周知，實驗設(shè)計要求教師要具有熟練的實驗基礎(chǔ)知識，也就是說，教師只有對實驗內(nèi)容、實驗基礎(chǔ)知識等足夠熟練，才能設(shè)計出更合理的實驗，充分發(fā)揮實驗在物理教學(xué)中的作用。但進一步的調(diào)查卻發(fā)現(xiàn)，僅有28.75%的職前教師表示對中學(xué)物理實驗基礎(chǔ)知識掌握得很熟練，有近一半（48.75%）的職前教師反映自己對中學(xué)物理實驗內(nèi)容只是有所了解，甚至有22.50%的職前教師持完全否定的態(tài)度。可見，職前物理教師雖然對實驗設(shè)計充滿信心，但其對實驗基礎(chǔ)知識的掌握程度卻較低，這勢必會影響到其實驗設(shè)計的水平。

（2）實驗基本操作能力與實驗活動熟悉程度分析

實驗操作能力是實驗基本能力的核心，也是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)。規(guī)范、熟練地對實驗儀器進行操作，不僅能讓學(xué)生觀察到明顯的實驗現(xiàn)象，得出正確的結(jié)論，同時也在潛移默化地影響著學(xué)生的實驗習(xí)慣。調(diào)查結(jié)果顯示，職前教師具有基本的實驗操作能力，但依然有60.00%的職前教師不能做到所做的實驗現(xiàn)象都很明顯，操作規(guī)范有待加強。物理實驗中，操作不規(guī)范，不僅影響實驗的現(xiàn)象，也會影響整個實驗活動的進展。在實驗活動期間，職前教師普遍都會遇到一些問題，僅有31.25%的職前教師在實驗活動中能完全做到思路清晰，環(huán)節(jié)銜接緊湊。訪談中也發(fā)現(xiàn)，這不僅與操作不規(guī)范有關(guān)，還在于職前教師在課前并沒有真正去熟悉實驗，僅在課前進行了一次大致的演示。

（3）實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果呈現(xiàn)能力分析

實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果呈現(xiàn)能力是每個教師所必備的基本能力。隨著實驗儀器、手段的不斷發(fā)展，信息技術(shù)與物理實驗的整合，使得物理實驗的數(shù)據(jù)處理與結(jié)果呈現(xiàn)越來越快捷、直觀。這也就要求職前物理教師要具有一定的使用信息技術(shù)的能力。然而在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，仍有17.50%的職前教師表示自己在使用計算機、電腦軟件等對實驗數(shù)據(jù)進行處理、分析、繪制表格等方面不熟悉。12.50%的職前教師表示不能很好地對實驗結(jié)果進行解釋和呈現(xiàn)?？梢?，職前教師具有基本的數(shù)據(jù)處理能力，但用計算機處理數(shù)據(jù)的意識和結(jié)果呈現(xiàn)能力較差。

（4）問題解決的能力分析

對于問題解決能力的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，職前教師具有較高的獨立解決問題的意識，但在儀器維修方面表現(xiàn)得不盡人意。當一些簡單實驗儀器出現(xiàn)故障時，多數(shù)職前教師表示不能及時處理好，甚至有30.00%的職前教師表示自己完全不會簡單儀器的維修。訪談中發(fā)現(xiàn)，他們雖然很想去解決問題，但發(fā)現(xiàn)自己缺乏必要的相關(guān)知識。出現(xiàn)這種情況與多數(shù)職前教師不注重實驗儀器原理的學(xué)習(xí)有一定關(guān)系。所以，大學(xué)實驗課程中應(yīng)注意加強對學(xué)生儀器維修以及動手能力的培養(yǎng)。

3.3 職前物理教師實驗教學(xué)能力情況

物理實驗教學(xué)能力是指在物理實驗教學(xué)的教育活動中教師應(yīng)具備的各種知識性和技能性因素，是一種綜合系統(tǒng)的教育教學(xué)能力。物理實驗教學(xué)能力主要包括實驗教學(xué)設(shè)計能力、實施能力和評價能力三個方面。

（1）實驗教學(xué)設(shè)計能力分析

實驗教學(xué)設(shè)計能力主要包括教師對教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計、教學(xué)手段與方式的選取以及自制儀器等三個方面。

對于實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，95%的職前教師能對教材進行深入分析，選取合適的實驗教學(xué)內(nèi)容，并能根據(jù)內(nèi)容設(shè)計出合理的教學(xué)方案。同時，為了增強學(xué)生思考問題的能力以及對實驗的理解，也會設(shè)計一些課堂問題，并根據(jù)進度適時提出。但在實驗教學(xué)設(shè)計呈現(xiàn)方面的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，仍有26.25%的職前教師認為自身不具備很好的書面呈現(xiàn)能力。進一步訪談中發(fā)現(xiàn)多數(shù)人認為時間太緊或認為課程太簡單而沒有必要寫?？梢姡毲拔锢斫處熁揪邆淞藢嶒灲虒W(xué)內(nèi)容的設(shè)計能力，但對于實驗設(shè)計書面呈現(xiàn)的意識較差，而且對于實驗教學(xué)的態(tài)度也不夠認真。

對實驗教學(xué)手段與方法的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實驗教學(xué)中，職前教師經(jīng)常用板書、板畫、現(xiàn)代媒體等多種手段輔助實驗。尤其是經(jīng)常會借助多媒體播放演示實驗或者物理現(xiàn)象等，增加實驗課的趣味性。另外，職前教師也會選擇向?qū)W生介紹物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)或探索的過程，輔助實驗教學(xué)。但是，在選擇實驗課的授課方式上存在不足。16.25%的職前教師不會選擇物理學(xué)史的授課方式輔助實驗教學(xué)。另外，在如何選擇實驗課的授課方式上，17.50%的職前教師不能明確哪種實驗需要教師演示，哪種實驗需要學(xué)生親自動手。訪談中可以發(fā)現(xiàn)這些職前教師對于《高中物理課程標準》中實驗部分的內(nèi)容解讀不透徹，他們并沒有真正理解和掌握中學(xué)物理實驗的基本內(nèi)容。

實驗儀器的選擇是根據(jù)實驗教學(xué)內(nèi)容來確定的。可見，自制簡單實驗儀器進行教學(xué)的能力也是職前教師實驗教學(xué)設(shè)計的一部分。同時，自制簡單的實驗儀器不僅可以彌補實驗儀器的不足，增強課堂的趣味性，也能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。然而在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，仍有24.00%的職前教師表示自己一般不會自制簡單的實驗儀器。職前教師自制簡單實驗儀器的能力存在不足，有的職前教師是因為自身缺乏創(chuàng)造性，而且動手能力較弱。還有部分職前教師覺得沒有必要，并且認為自制儀器需要的時間太久。

可以看出，職前物理教師雖然具有一定的實驗設(shè)計能力，但仍然存在著缺乏實驗設(shè)計書面呈現(xiàn)的意識、實驗方式選取的能力較差以及缺乏較強的自制實驗儀器的能力等問題。

（2）實驗教學(xué)實施能力分析

實驗教學(xué)實施是實驗教學(xué)的核心部分。職前物理教師的實驗教學(xué)實施能力主要包括實驗的操作與講解能力，教學(xué)的觀察、診斷與指導(dǎo)能力，以及教學(xué)組織管理能力等方面。

演示實驗是物理教學(xué)中常用的教學(xué)手段，它通過教師演示，可以讓學(xué)生獲得最直觀的認識，從而實現(xiàn)思維轉(zhuǎn)化。演示實驗的操作必須要注意面向全體學(xué)生，通過適當講解對學(xué)生進行有目的的引導(dǎo)等。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，大部分職前教師在這方面做得還是不錯的。但對于實驗操作的規(guī)范、準確等方面，調(diào)查顯示仍有36.00%的職前教師表示自己所做的演示實驗準確度不夠，課堂上的成功率也較低。究其原因發(fā)現(xiàn)，這些職前教師忽視了演示實驗的示范性，認為能觀察到現(xiàn)象即可，對于其他方面并沒有做充分的準備，最終導(dǎo)致演示實驗失誤較多。而對于實驗過程中教師講解能力的調(diào)查顯示，職前教師的實驗講解能力整體呈中等水平，表現(xiàn)較好的人數(shù)較少。僅有31.25%的職前教師能對實驗的講解做到十分合理、清晰，甚至有16.25%的職前教師在對實驗進行講解時會出現(xiàn)很多問題，如：停頓、自己覺得講清楚了但學(xué)生不明白等。原因不僅是對實驗基本內(nèi)容的掌握不夠熟練，更重要的是平時接受的訓(xùn)練較少，實踐機會不多。教師的實驗觀察與診斷能力，不僅表現(xiàn)在實驗操作上，也應(yīng)表現(xiàn)在對學(xué)生實驗中心理活動的觀察。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，職前教師在實驗教學(xué)中，雖能引導(dǎo)學(xué)生有計劃、有目的地進行觀察，并及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的問題，進行有效指導(dǎo)。但依然有18.75%的職前教師不會從心理學(xué)角度去診斷學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)。這與職前物理教師心理學(xué)知識的欠缺有一定關(guān)系，但也反映出職前教師缺乏理論與實踐相結(jié)合的意識，訓(xùn)練機會較少。對于實驗課教學(xué)中組織管理能力的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，職前物理教師的組織管理能力整體趨于中等水平。僅有36.25%的職前教師能完全做到妥善組織、安排學(xué)生有條不紊地進行實驗。這其中仍有13.75%的職前教師表示在實驗活動中會出現(xiàn)過快或過慢的問題。這主要是因為職前教師缺乏實驗教學(xué)的經(jīng)驗，對于實驗活動時間的合理安排不太熟悉?？梢?，職前教師在實驗實施過程中，演示實驗的規(guī)范程度和講解能力較低，容易忽略對學(xué)生心理活動的診斷。同時，對實驗教學(xué)的組織管理能力有待加強。

（3）實驗教學(xué)評價能力分析

實驗教學(xué)評價包括對學(xué)生、對實驗課程的評價以及教師自我評價等方面。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，職前教師具有基本的實驗評價能力，但對學(xué)生實驗評價的方式較單一，43.75%的職前教師主要是依據(jù)學(xué)生實驗中的表現(xiàn)來評價學(xué)生的實驗?zāi)芰?。另外，多?shù)職前教師基本能做到對實驗教學(xué)進行反思，但僅有37.5%能做到每次都反思，仍有12.50%的職前教師不會對自己的實驗教學(xué)進行反思、評價?？梢?，職前教師對學(xué)生實驗具有基本的評價能力，但評價方式較單一，自我評價有待加強。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，職前物理教師雖然已經(jīng)具備了一定的實驗教學(xué)能力，但仍然在實驗的設(shè)計、實施與評價過程中存在著種種問題。研究中也發(fā)現(xiàn)，職前教師比較認可的最能提高自己實驗教學(xué)技能的途徑主要有實驗課程和教育實習(xí)。他們認為實驗課程可以直接鍛煉自己的實驗基本能力，而教育實習(xí)則能讓他們在實踐中得到訓(xùn)練，有效提高自身的實驗教學(xué)技能?？梢?，師范生教學(xué)能力培養(yǎng)的途徑還有待進一步完善，

3.4 職前物理教師實驗教學(xué)研究能力情況

實驗教學(xué)研究能力是對教師實驗教學(xué)技能提出的更高層次的要求，教師只有具備了教學(xué)研究能力，才能更好地適應(yīng)未來教育的發(fā)展，創(chuàng)造出最佳的實驗教學(xué)效果。物理職前教師的實驗教學(xué)研究能力主要包括實驗教學(xué)理論研究、課內(nèi)實驗的改進與創(chuàng)新以及課外實驗活動的研發(fā)等能力。研究中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)職前教師表示自己會經(jīng)常上網(wǎng)或查閱書籍來獲取并研讀實驗教學(xué)研究的相關(guān)內(nèi)容，對于課內(nèi)實驗也會進行一定程度的改進和創(chuàng)新。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，36.25%的職前教師表示自己不會運用心理學(xué)對實驗教學(xué)設(shè)計、實施、評價過程等產(chǎn)生的問題進行研究。21.25%的職前教師表示沒有進行過課外實驗研發(fā)，而且30.00%的職前教師表示自己從來沒有設(shè)計過課外實驗活動。對于教學(xué)資源的開發(fā)，仍有26.25%的職前教師表示自己不會從生活中去開發(fā)教學(xué)資源，甚至有些教師表示自己根本沒有這方面的意識?？梢姡毲拔锢斫處熾m然能夠?qū)嶒炦M行一些研究、改進和創(chuàng)新，但是在運用心理學(xué)知識進行理論研究以及研發(fā)課外實驗活動方面卻表現(xiàn)較差。職前教師的心理學(xué)知識的掌握和應(yīng)用以及課外實驗研發(fā)的能力等仍需引起重視。

4 結(jié)論與對策

從前面數(shù)據(jù)的分析可以發(fā)現(xiàn)，職前物理教師雖具備了一定的實驗教學(xué)技能，但仍存在著諸多問題，整體能力相對還是比較薄弱。

（1）實驗基本素養(yǎng)方面，職前教師雖然具有良好的實驗習(xí)慣和較強的環(huán)保意識，但實驗安全意識比較欠缺。對此，教師在教授學(xué)生專業(yè)知識和技能的同時，也要將實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿其中，不能將兩方面割裂。尤其是在物理實驗教學(xué)中，教師應(yīng)注意把實驗技能的培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合，強調(diào)實驗安全的重要性，加強安全意識的培養(yǎng)。

（2）實驗基本能力方面，職前教師對實驗基礎(chǔ)知識掌握不夠熟練，操作規(guī)范程度較低，同時欠缺運用計算機處理數(shù)據(jù)的意識和維修簡單儀器的能力?？梢?，在實驗基本能力培養(yǎng)方面，學(xué)校應(yīng)注意增設(shè)與中學(xué)物理實驗相關(guān)的課程。理論方面，教師可以讓學(xué)生對《高中物理課程標準（2017版）》中有關(guān)實驗部分進行解讀，使學(xué)生能夠深入理解課標對中學(xué)物理實驗的要求，更好地運用實驗進行教學(xué)。實踐方面，教師應(yīng)注意對學(xué)生進行明確的任務(wù)分配，讓學(xué)生在熟悉中學(xué)實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上對實驗進行演示、分析等，進而給予針對性指導(dǎo)。這樣不僅可以加強師范生對物理實驗基本知識的理解，也使學(xué)生更加熟練地掌握實驗活動程序。同時，結(jié)合學(xué)生對儀器原理的展示活動，使學(xué)生在充分掌握儀器原理的基礎(chǔ)上更加規(guī)范、熟練地進行實驗。

（3）實驗教學(xué)能力方面，職前教師雖已具備了一定的實驗教學(xué)能力，但在實驗設(shè)計方面存在著缺乏實驗設(shè)計書面呈現(xiàn)的意識、實驗方式選取的能力較差以及缺乏較強的自制實驗儀器能力等問題。在實驗實施過程中存在著演示實驗的規(guī)范程度和講解能力較低，容易忽略對學(xué)生心理活動的診斷以及實驗教學(xué)的組織管理能力較弱等問題。在實驗評價方面存在著評價方式較單一，自我評價有待加強等問題。對于實驗教學(xué)能力方面的諸多問題，教師應(yīng)注意結(jié)合教育實習(xí)與微格教學(xué)的訓(xùn)練，加強學(xué)生實驗設(shè)計、實驗教學(xué)組織以及實驗評價等方面的內(nèi)容，注意理論與實驗課程內(nèi)容的結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識后能迅速在實踐中得到鍛煉和提升，尤其是在實驗講解和評價方面。

（4）實驗教學(xué)研究能力方面，職前物理教師雖然能夠?qū)嶒炦M行一些研究、改進和創(chuàng)新，但在運用心理學(xué)知識進行理論研究以及研發(fā)課外實驗活動方面卻表現(xiàn)較差。為了提高師范生的動手能力、自制簡單實驗儀器能力以及實驗研究能力，教師可以在課堂教學(xué)中，開展討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生展示自己收集到的科研成果，也可以開展一些創(chuàng)新性實驗比賽、成立一些實驗研發(fā)小組以及增設(shè)開發(fā)性實驗室等，以此來培養(yǎng)物理師范生對實驗的研究能力。另外，對于實驗中出現(xiàn)的問題，教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生運用教育學(xué)、心理學(xué)等知識進行分析解決，提升學(xué)生運用理論知識分析實際問題的能力。

參考文獻：

[1]郝燕，何松，魯忠潔.高師化學(xué)師范生化學(xué)實驗教學(xué)技能體系的構(gòu)建[J].高等教育，2011（3）：20-21.