提高教師自身素養(yǎng) 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

費(fèi)衛(wèi)東

【摘? ?要】? 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果是所有物理教師的永恒追求，但在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，許多教師往往只從學(xué)生方面入手，卻忽視了自身實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的提高，本文從參加物理教師實(shí)驗(yàn)技能大賽的感悟入手，結(jié)合作者自身在平時(shí)教學(xué)實(shí)踐中碰到的問(wèn)題，粗淺地闡述了教師在平時(shí)教學(xué)中值得關(guān)注提高的幾個(gè)方面，以期拋磚引玉。

【關(guān)鍵詞】? 原理;細(xì)節(jié);方法;意識(shí)

“今后蘇州市的中考物理命題思想就是要讓認(rèn)認(rèn)真真做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生多得分！”這是蘇州市教科院院長(zhǎng)徐祥寶在蘇州市初中物理教師實(shí)驗(yàn)技能大賽總結(jié)會(huì)上的講話，這段講話的目的就是要求我們物理教師在平時(shí)的教學(xué)中認(rèn)認(rèn)真真地開(kāi)展好實(shí)驗(yàn)教學(xué)，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，而這一切都與物理教師自身的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)有關(guān)。下面我就結(jié)合自己參加實(shí)驗(yàn)操作的比賽時(shí)的感受，談?wù)勗谔嵘處熥陨硭仞B(yǎng)上應(yīng)該著重關(guān)注的幾個(gè)方面：

一、關(guān)注實(shí)驗(yàn)原理，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度

毫無(wú)疑問(wèn)，實(shí)驗(yàn)原理的重要性是廣大物理教師熟知的，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)也一定會(huì)對(duì)學(xué)生著重強(qiáng)調(diào)，但往往在涉及到教師自己的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻又常常會(huì)被忽視。

例如，在探究“利用斜面提升物體的實(shí)驗(yàn)”時(shí)，較理想的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)該是F·S略大于G·h，但由于在實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有對(duì)本實(shí)驗(yàn)的操作原理進(jìn)行分析，許多時(shí)候會(huì)出現(xiàn)如下兩個(gè)問(wèn)題：①?gòu)椈蓽y(cè)力計(jì)的指針很不穩(wěn)定，上臺(tái)讀測(cè)力計(jì)示數(shù)的學(xué)生無(wú)從下手，不知道讀多少？②較理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該是F·S略大于G·h，并且提升物體越重，G·h與F·S比值應(yīng)該越大，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻不遵循這一規(guī)律。這時(shí)，為了給學(xué)生一個(gè)說(shuō)法，一些教師往往會(huì)說(shuō)：由于實(shí)驗(yàn)時(shí)不能做到真正意義上的勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)力計(jì)的指針不能穩(wěn)定在一個(gè)刻度上，讀數(shù)不太準(zhǔn)確，誤差較大來(lái)進(jìn)行搪塞。誠(chéng)然，在實(shí)際的操作中確實(shí)不能做到用測(cè)力計(jì)拉著物體做勻速運(yùn)動(dòng)，但出現(xiàn)上述問(wèn)題的根本原因卻是由于摩擦力的影響，如果教師能把握好這一關(guān)鍵，在搭斜面時(shí)，適當(dāng)增大斜面的傾角，盡可能讓提升物體的下表面及斜面光滑一點(diǎn)，就可使摩擦力減小許多，這樣實(shí)驗(yàn)時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，無(wú)法準(zhǔn)確讀數(shù)的現(xiàn)象，測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)也會(huì)非常符合實(shí)驗(yàn)規(guī)律。再如探究定滑輪的作用時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的拉力往往會(huì)比物重大一些，于是一些教師又會(huì)以測(cè)力計(jì)無(wú)法勻速拉動(dòng)來(lái)進(jìn)行解釋，究其原因是教師本人也忽視了測(cè)力計(jì)向下拉時(shí)，彈簧的重力會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成一定的影響，實(shí)驗(yàn)前對(duì)測(cè)力計(jì)的校零不能再用常規(guī)方法了，應(yīng)該用兩把測(cè)力計(jì)在豎直方向?qū)瑥膬砂褱y(cè)力計(jì)的示數(shù)差異上來(lái)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，雖然這一方法對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)要求是高了點(diǎn)，但對(duì)教師而言則是一個(gè)應(yīng)該把握的技能。由此可見(jiàn)，讓學(xué)生理解并掌握實(shí)驗(yàn)反映的物理規(guī)律固然重要，但教師自己更應(yīng)該對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)中隱藏的深層次的物理原理進(jìn)行研究，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度。

二、把握實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，提高數(shù)據(jù)的測(cè)量精度

雖然早就知道“細(xì)節(jié)決定成敗”的道理，但真正對(duì)這句話感到刻骨銘心的卻是在這次技能大賽的第一輪結(jié)束后，因?yàn)樵谶@次比賽中，測(cè)小螺帽的密度這個(gè)實(shí)驗(yàn)我做得不理想，測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)與鐵的密度有一定的差異，雖然比賽中我明知數(shù)據(jù)不太準(zhǔn)確，卻始終找不到原因，直到比賽結(jié)束與其他選手交流時(shí)才知道問(wèn)題所在：一般在測(cè)量體積時(shí)，物體放入量筒中后，應(yīng)該拉著細(xì)線抖幾下，排掉可能吸附在物體上的空氣（螺帽的螺紋間最易存在空氣泡），而我急于求成，恰好忽略了這一細(xì)節(jié)，導(dǎo)致測(cè)量的體積偏大，從而降低了測(cè)量數(shù)據(jù)的精度。細(xì)節(jié)雖小，卻體現(xiàn)了一個(gè)教師的智慧，想想初中物理這么多實(shí)驗(yàn)，又有多少細(xì)節(jié)會(huì)在不經(jīng)意間被忽略了呢？我不敢想象。如果我們老師能認(rèn)真研究每個(gè)實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，熟記于心，并能在具體的教學(xué)中言傳身教，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)不就舉重若輕了嗎？這不正是在新課程理念在對(duì)教學(xué)行為的重新塑造嗎？

德國(guó)人追求細(xì)節(jié)的精神在我們看來(lái)近于刻板甚至死板，但正是因?yàn)椤安环胚^(guò)任何一個(gè)細(xì)節(jié)”，成就了德國(guó)產(chǎn)品的卓越品質(zhì)。同樣，要把新課程理念真正落到實(shí)處，也需要我們從細(xì)節(jié)入手，關(guān)注實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，追求實(shí)驗(yàn)教學(xué)的精確化。

三、規(guī)范操作方法，提高實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可信度

演示實(shí)驗(yàn)是以教師為主要操作者的示范實(shí)驗(yàn)，它要求教師要通過(guò)演示，把要研究的現(xiàn)象清晰地展示在學(xué)生眼前，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考。成功的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生留下難以磨滅的印象，使課堂氣氛活躍，而失敗的演示則意味著對(duì)學(xué)生知識(shí)建構(gòu)的失敗，直接影響教學(xué)效果，所以教師一般在實(shí)驗(yàn)前都會(huì)研究器材，預(yù)先操作一遍，以確保實(shí)驗(yàn)成功。但決定實(shí)驗(yàn)成敗的因素除了器材好壞外，還有一個(gè)關(guān)鍵，那就是教師的操作方法是否妥當(dāng)，而且由于有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很短暫，為了防止有些學(xué)生沒(méi)有觀察清楚，可能會(huì)在課堂進(jìn)行重復(fù)演示，如果教師操作不得法，則很有可能會(huì)出現(xiàn)截然不同的演示結(jié)果，影響教學(xué)效果。以“演示分子間的內(nèi)聚力實(shí)驗(yàn)”為例，雖然所有教師都知道，實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是鉛塊的表面要光滑，但有的老師要嘗試幾次才能成功，且第二次做時(shí)就要將鉛塊表面重新再削一次，不僅浪費(fèi)大量的課堂時(shí)間，而且還降低了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可信度。而有效的操作方法是：左手握住一個(gè)鉛塊（甲），右手將另一個(gè)鉛塊（乙）的邊緣緊壓在甲上，光滑面相對(duì)，然后左手的大拇指用力推動(dòng)乙，兩者只要有三分之一相切就可以產(chǎn)生很大的吸引力了，這種方法不僅可以保證一次成功，而且鉛塊削一次可以重復(fù)演示多次。再如，利用空氣壓縮引火儀研究“做功能否改變物體內(nèi)能”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，許多教師往往不能一次成功，究其原因是教師在把棉花放入壓縮引火儀時(shí)將棉花捏成了一個(gè)緊密的棉團(tuán)，導(dǎo)致棉花與氧氣空氣面小，這樣受熱面小，接觸的氧氣少，所以難以點(diǎn)燃，而如果在放入棉花時(shí)，將棉花扯成絮狀，會(huì)大大提高實(shí)驗(yàn)的成功率。因此研究實(shí)驗(yàn)的操作方法，掌握操作竅門(mén)，保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的穩(wěn)定性和實(shí)驗(yàn)的成功率，是一個(gè)值得我們教師花時(shí)間研究的課題。

四、研究高中物理，增加實(shí)驗(yàn)探究的深度

在實(shí)驗(yàn)操作大賽的總結(jié)會(huì)上，徐祥寶院長(zhǎng)指出了這次比賽中暴露出的一個(gè)問(wèn)題：凡是涉及高中物理的實(shí)驗(yàn)，老師們普遍做得不好。這一問(wèn)題深刻地說(shuō)明：初中物理教師對(duì)高中教材的不熟悉，這對(duì)初高中物理的教學(xué)銜接是十分不利的。物理新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)，物理教學(xué)不僅僅要進(jìn)行知識(shí)的傳授、技能的培養(yǎng)，而且要注重讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過(guò)程，感受并領(lǐng)悟科學(xué)研究的思維方法，更要從中培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)、關(guān)注科技、勇于創(chuàng)新的科學(xué)素養(yǎng)和態(tài)度。這樣一種多維度的教育目標(biāo)無(wú)疑是要求通過(guò)初中物理教學(xué)使學(xué)生的能力水平獲得更高層次的提升，為高中階段的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。所以我們初中教師也要熟悉高中教材，了解初高中物理在教材編排和對(duì)學(xué)生要求的不同，在平時(shí)的探究教學(xué)中，能用高中知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些深層次現(xiàn)象進(jìn)行解釋。例如：在探究并聯(lián)電路特點(diǎn)時(shí)，初中階段得出的規(guī)律是各支路間互不影響，但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，增加一個(gè)并聯(lián)燈泡時(shí)，其他支路的燈泡亮度會(huì)有稍許變化，雖然許多學(xué)生會(huì)忽視這一現(xiàn)象，但觀察仔細(xì)的學(xué)生還是會(huì)提出這一問(wèn)題的，如果教師能正確地告訴學(xué)生，這是由于干電池的內(nèi)阻引起的，屬于高中物理的范疇，并在課后引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料進(jìn)行解釋，利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行深度探究，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力將是十分有益的。

五、樹(shù)立生活意識(shí)，拓寬實(shí)驗(yàn)探究的廣度

《學(xué)會(huì)生存》一書(shū)指出：“教育的共同趨勢(shì)是必須把理論、技巧和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，學(xué)校不能和生活脫節(jié)。”但從實(shí)驗(yàn)大賽中的操作題“利用漆包線、鋼絲、電源（干電池2節(jié)）、導(dǎo)線、小刀制作一只直流電動(dòng)機(jī)模型”來(lái)看，許多教師都不能在半小時(shí)內(nèi)完成這一操作，從中也可看出教師平時(shí)只注重書(shū)本實(shí)驗(yàn)，注重實(shí)驗(yàn)室專用器材的使用，忽視了課外實(shí)驗(yàn)、課外小制作對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助提升作用。因此要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，教師就要有把實(shí)驗(yàn)融入生活的意識(shí)，親自參與并引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)物理知識(shí)運(yùn)用于探究解決生活中的問(wèn)題，拓寬學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的廣度。學(xué)生只有有了切身的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，體驗(yàn)到了物理與生活的聯(lián)系，才能更好地投身于物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)興趣才能得到長(zhǎng)久的維持。

例如在學(xué)習(xí)了杠桿知識(shí)后，讓學(xué)生以小組為單位，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自行車探究中的力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行綜合性的實(shí)驗(yàn)探究：自行車的零部件中哪些部件運(yùn)用了“杠桿原理”？它們分別屬于哪一類杠桿？杠桿、輪軸、斜面還是滑輪？還可以對(duì)學(xué)生布置這樣一個(gè)實(shí)踐任務(wù)，在不影響沖水效果的前提下，怎樣調(diào)節(jié)可以減少馬桶上水箱的沖水量（要求用較多的辦法）。這樣學(xué)生必須自己去嘗試用杠桿與浮力的知識(shí)去研究水箱的沖水原理：當(dāng)水位達(dá)到一定高度使浮球得到足夠的浮力時(shí)，杠桿的平衡被破壞，開(kāi)始沖水，要節(jié)水必須降低浮球的動(dòng)作高度，可以從改變支點(diǎn)高度這一角度來(lái)進(jìn)行嘗試，這樣的課后實(shí)踐，賦予了學(xué)生更廣闊的實(shí)驗(yàn)探究空間，教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)不再停留在紙面上，所獲得的不再是“紙筆知識(shí)”，而是綜合性的、生活化的實(shí)驗(yàn)思想和技能，在解決生活問(wèn)題的同時(shí)，真正達(dá)到了學(xué)以致用的目的。

綜上所述，我們物理教師要想做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)這篇大文章，利用實(shí)驗(yàn)來(lái)提升學(xué)生的素養(yǎng)，助推學(xué)生進(jìn)步，就必須在平時(shí)的教學(xué)中多加研究，切實(shí)提升自身的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。要想給學(xué)生一碗水，自己只有一桶水是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有擁有了一潭水，而且是一潭活水，才能將“提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)”落到實(shí)處，真正讓學(xué)生在中考中多得分！