探究中學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量管理模式

郭 佳

天津市教育委員會教育技術(shù)裝備中心(300162)

1 前言

隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，專門化與綜合化并行，各學(xué)科相互交匯、融合、滲透,是大勢所趨。當(dāng)今教育強調(diào)探究性學(xué)習(xí)，突出培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。作為物理學(xué)科的重要組成部分，物理實驗已經(jīng)成為培養(yǎng)學(xué)生知識和技能的重要方法。在實驗中要充分滲透物理的學(xué)習(xí)方法和探究方法?，F(xiàn)有實驗教學(xué)多采用傳統(tǒng)模式，缺乏創(chuàng)新，缺乏有效管理和實施方法。本文探究如何通過質(zhì)量管理工具，改良現(xiàn)狀，豐富評價體系與指標(biāo)，改進(jìn)中學(xué)物理實驗教學(xué)，真正做到促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。中學(xué)實驗與裝備日新月異，教育裝備行業(yè)伴隨著教育事業(yè)的發(fā)展，迎來新的發(fā)展機遇。構(gòu)建新時代教育的新生態(tài)，是教育工作者的目標(biāo)，也是激發(fā)教育裝備行業(yè)發(fā)展的強大動力。

2 現(xiàn)狀分析

從研究的進(jìn)展來看，物理實驗與質(zhì)量管理這兩個學(xué)科交叉與結(jié)合較少，研究者對高校物理實驗中滲透質(zhì)量管理思想的研究較多、而對中學(xué)教育階段進(jìn)行研究較少。研究者偏重于指出二者結(jié)合的實際作用以及重要性，從可操作性、應(yīng)用的視角闡述物理實驗教學(xué)方法與現(xiàn)代質(zhì)量管理理念結(jié)合的理論依據(jù)與方法、模式、策略不多。

我國對物理實驗教學(xué)與質(zhì)量管理相結(jié)合的研究起步較晚，與國外同類研究相比還存在一定的差距。我國研究人員和工作者雖然在一定程度上認(rèn)識到質(zhì)量管理應(yīng)用的提升價值，贊同二者相結(jié)合，但是他們的看法更多地來源于經(jīng)驗體會，缺乏廣泛的調(diào)查分析和理論上的論證，對質(zhì)量管理引入中學(xué)物理實驗教學(xué)更缺乏具體的實證性研究，多為理論研究與介紹，定性分析以及主觀評述較多，缺乏教學(xué)上飽滿的有效實踐。有指導(dǎo)意義的實證研究相對匱乏，缺少統(tǒng)一評價指標(biāo)與系統(tǒng)模型。

3 探究實驗教學(xué)管理模式

中學(xué)物理教學(xué)中，實驗是一項重要的教學(xué)手段，按照實驗主體的不同，一般分為演示實驗和分組實驗，通過演示和分組實驗不僅能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?。因此，?yīng)當(dāng)大面積提高實驗教學(xué)的水平，促使廣大學(xué)生更好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)要求。教育目標(biāo)一般將其分為認(rèn)知和情感兩個領(lǐng)域。在認(rèn)知領(lǐng)域當(dāng)中，教育目標(biāo)涵蓋知識和能力這兩個層次;在情感領(lǐng)域中，教育目標(biāo)包含情感、興趣、態(tài)度、鑒賞、情緒意向、價值觀等。將實驗教學(xué)與質(zhì)量管理結(jié)合起來，把原來定性的、抽象的管理目標(biāo)進(jìn)一步具體化。對實驗教學(xué)進(jìn)行管理、測量和評價，是一個值得深入研究的重要課題。

3.1 基于促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)提高的質(zhì)量管理方法

將全面質(zhì)量管理理論引入中學(xué)物理實驗教學(xué)中，是一次全新的嘗試。全面質(zhì)量管理(TQM)是指組織為確保質(zhì)量的持續(xù)提高，綜合運用現(xiàn)代科學(xué)和管理技術(shù)，對影響質(zhì)量的全過程和各種因素進(jìn)行全面、系統(tǒng)的管理，以達(dá)到消費者滿意的一種質(zhì)量管理方法。具體到實驗教學(xué)，即為確保學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，教師綜合運用現(xiàn)代科學(xué)和管理手段，對影響教學(xué)效果的各種因素進(jìn)行全面科學(xué)系統(tǒng)的分析考量，以實現(xiàn)教育目標(biāo)的一種現(xiàn)代化教學(xué)思維。教育者應(yīng)當(dāng)從物理實驗操作、物理實驗教學(xué)、實驗室管理3個角度，運用質(zhì)量管理工具進(jìn)行改進(jìn)。

3.2 實現(xiàn)現(xiàn)代化實驗管理的角度

3.2.1 物理實驗操作方面

設(shè)計、改進(jìn)演示實驗或?qū)W生實驗，在操作過程中實現(xiàn)實驗技能的訓(xùn)練、數(shù)據(jù)處理及分析等，對實驗進(jìn)行動作研究、時間分析、改善流程，提高操作規(guī)范化程度和實驗完成效率。

3.2.2 物理實驗教學(xué)方面

完善中學(xué)物理學(xué)生分組實驗教學(xué)質(zhì)量管理，按照教學(xué)需求細(xì)化，恰當(dāng)?shù)慕M織引導(dǎo)，對學(xué)生的實驗技能進(jìn)行培養(yǎng)，對現(xiàn)代教育技術(shù)手段和方法運用等，從而建立一個科學(xué)有效的中學(xué)物理學(xué)生實驗質(zhì)量管理模式。

3.2.3 實驗室管理

實驗室管理規(guī)程的制定，實驗儀器基本維護(hù)和保養(yǎng)，安全保障等都是實驗室管理的重要內(nèi)容。針對實驗室安全問題，我們要投入大量的資金與精力，但是從學(xué)生以及教師安全考慮這一切都是值得的。我們應(yīng)該在實驗室建設(shè)和管理過程中對每個環(huán)節(jié)加強安全隱患的排查，將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。同時，加強安全培訓(xùn)教育，建立和規(guī)范有效的安全機制，從而保障實驗室的安全。

3.3 現(xiàn)代化實驗管理的工具

要達(dá)到全面質(zhì)量的目標(biāo)，不僅需要質(zhì)量管理的思想、方法和手段，更需要實現(xiàn)全面質(zhì)量管理的工具。

3.3.1 5W1H分析法

該分析法具體來說指的是原因(何原因Why)、對象(何事項What)、地點(何地點Where)、時間(何時間When)、人員(何主體Who)、方法(何措施How)等6個方面提出問題進(jìn)行思考，通過研究探討5W1H分析法在學(xué)校教學(xué)改革實踐中的運用，可以引發(fā)教學(xué)設(shè)計與實施人員的深度思考，使其明確拓展改進(jìn)工作的思路，更加有效、有序地開展工作，從而達(dá)到提升工作效率和工作質(zhì)量的目的。

3.3.2 魚刺圖

魚刺圖又名石川圖，通常分為整理問題型、原因型、決策型3種模式。“人”“機”“料”“法”“環(huán)”5個方面可以在實驗教學(xué)中相應(yīng)轉(zhuǎn)化。人員即參與教學(xué)過程的師生及其他實驗相關(guān)人員；機器即實驗儀器、各種工具等；原料即實驗耗材，例如紙帶、海波等；方法即實驗方法；環(huán)境即實驗室環(huán)境、教學(xué)環(huán)境。例如初中物理海波熔化實驗，其教學(xué)多年來一直困擾著廣大的物理教師。原因是按教材的方法進(jìn)行實驗，很難得到海波熔化過程中吸熱但溫度保持不變的結(jié)論?；趯嶒灪臅r長，操作難度高，許多教師上課時多采用的是講實驗或播放錄像的方法。而通過魚刺圖(見圖1)進(jìn)行分析，再根據(jù)不同要素進(jìn)行改進(jìn)，就能取得較好的實驗效果。

圖1 魚刺圖

3.3.3 AHP

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等多個層次，在此基礎(chǔ)上綜合進(jìn)行定性和定量分析的一種決策方法。具體到中學(xué)物理實驗教學(xué)中，應(yīng)用此方法對各因素權(quán)重進(jìn)行分析。

3.3.4 PDCA循環(huán)

亦稱為戴明環(huán)，分為計劃(PLAN)、執(zhí)行(DO)、檢查(CHECK)、處理(ACT)4個步驟。PDCA循環(huán)每轉(zhuǎn)動一周就上升到一個新的臺階，猶如在“爬樓梯”。每經(jīng)過一次循環(huán)，一些問題就會得到解決，質(zhì)量水平就會上升到一個新的高度，就有了新的更高的目標(biāo)，在新的基礎(chǔ)上繼續(xù)PDCA循環(huán)。如此循環(huán)往復(fù)，質(zhì)量問題不斷得到解決，教學(xué)質(zhì)量和管理水平就會不斷得到改進(jìn)和提高。

3.3.5 5S現(xiàn)場管理法

分為整理(SEIRI)、整頓(SEITON)、清掃(SEISOU)、清潔(SEIKETSU)、素養(yǎng)(SHITSUKE)，不僅僅是實驗流程需要規(guī)范的操作，教師、學(xué)生和系統(tǒng)都需要實現(xiàn)相互配合、相互支持，建立標(biāo)準(zhǔn)流程。

3.3.6 檢查表

建立檢查表記錄制度，做好日常登記，收集信息、積累資料，對數(shù)據(jù)加以統(tǒng)計和匯總，整理和分析，規(guī)范實驗教學(xué)管理，有力保障日常教學(xué)的順利進(jìn)行。

4 總體設(shè)計和規(guī)劃

按照邏輯順序，進(jìn)行歸因分析，定性與定量相結(jié)合，運用檢查表、精益生產(chǎn)(如5S現(xiàn)場管理方法)實現(xiàn)人與系統(tǒng)的互動。運用六西格瑪進(jìn)行DMAIC過程(界定測量分析改進(jìn)控制)盡量消除實驗教學(xué)、學(xué)生分組實驗操作和實驗室綜合管理方面的過程缺陷以及實驗教學(xué)中的無價值工序。運用統(tǒng)計過程控制(SPC)等方法進(jìn)行物理實驗中數(shù)據(jù)處理與誤差分析等。質(zhì)量管理不斷發(fā)展，教學(xué)理論不斷進(jìn)步，采取新工具新手段，能夠提高中學(xué)物理實驗教學(xué)水平。

5 創(chuàng)新點和總結(jié)

目前實驗教學(xué)質(zhì)量管理多在高校內(nèi)采用，本研究將高校實驗教學(xué)思路引入中學(xué)，從而在學(xué)生思維和操作體系的萌芽階段，進(jìn)行規(guī)范的實驗素養(yǎng)方法訓(xùn)練，培養(yǎng)科學(xué)的方法論體系。實驗可以培養(yǎng)學(xué)生基本實驗操作技能、觀察能力、數(shù)據(jù)處理能力，在教學(xué)目標(biāo)中強調(diào)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀3個維度。充分利用質(zhì)量管理進(jìn)行實驗教學(xué)，在教學(xué)中尋求最佳結(jié)合點，更好地為教育教學(xué)服務(wù)。