內(nèi)江市中學(xué)物理實驗開設(shè)現(xiàn)狀調(diào)查研究

周麗萍，張懷勇，陳 波，郭云東*

(內(nèi)江師范學(xué)院 a. 繼續(xù)教育學(xué)院 b. 物理與電子信息工程學(xué)院， 四川 內(nèi)江 641100)

0 引言

物理學(xué)是自然科學(xué)領(lǐng)域重要的學(xué)科之一，物理學(xué)的發(fā)展提升了人們認識自然的能力，有力地推動了社會進步.理論和實驗是物理學(xué)的“兩條腿”，實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ).物理課程是中學(xué)階段的主要課程之一，其重要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，實驗教學(xué)是實現(xiàn)這一目標(biāo)的有效環(huán)節(jié).《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》均強調(diào)實驗教學(xué)的重要性.因此，開展中學(xué)物理實驗教學(xué)方面的研究極有必要.

目前，中學(xué)物理實驗教學(xué)相關(guān)研究主要集中在以下幾個方面：物理課程標(biāo)準(zhǔn)的研究[1-3]，闡述新課標(biāo)對物理實驗的教學(xué)要求；不同發(fā)展水平地區(qū)的物理實驗教學(xué)的研究[4-6]，分析不同區(qū)域的物理實驗教學(xué)中遇到的困難，提出改革建議；實驗教學(xué)課堂環(huán)境及學(xué)生參與度的研究[7-10]，探討如何科學(xué)地開展實驗教學(xué)和提高學(xué)生的參與度；物理教師的實驗教學(xué)能力和態(tài)度的研究[11-13]，從教師的層面分析探討如何開展好中學(xué)物理實驗教學(xué)；對實驗室建設(shè)、實驗儀器配備與開發(fā)情況的研究[14-17].以上五個方面的研究，從不同角度為改進當(dāng)前中學(xué)物理實驗教學(xué)提供了借鑒.但是由于經(jīng)濟發(fā)展水平的差異，不同地區(qū)的教育資源供給也會存在差異.目前，還缺乏對內(nèi)江市中學(xué)物理實驗開設(shè)現(xiàn)狀的相關(guān)研究，亟需對此開展全面的研究，為有效提升內(nèi)江地區(qū)的中學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量提供重要參考.

1 問卷設(shè)計與調(diào)查方法

問卷的編制分為以下三個步驟：第一步，分析新課標(biāo)對實驗的要求，并參考文獻[1-6,13-14]，生成初始調(diào)查問卷.問卷中所涉及的問題以及訪談中的開放性問題都是基于新課標(biāo)的要求生成的，信度已被相關(guān)研究證實.第二步，使用初始問卷對校內(nèi)具有豐富物理教學(xué)經(jīng)驗的教法教師、校外中學(xué)物理教師進行訪談.第三步，整合訪談得到的信息，對初始問卷進行完善，確定最終調(diào)查問卷.問卷設(shè)置了五個維度：學(xué)校實驗儀器及實驗室管理人員配備情況、中學(xué)物理教師如何看待實驗教學(xué)、教師對實驗資源的利用、物理教師對學(xué)生的實驗要求、實驗教學(xué)現(xiàn)狀.

本次問卷通過網(wǎng)絡(luò)形式發(fā)布，對內(nèi)江市鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部中學(xué)的物理教師進行調(diào)查，共收回問卷161份，其中有效問卷127份.學(xué)校屬性方面：鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)42人，城區(qū)中學(xué)78人，城鄉(xiāng)結(jié)合部中學(xué)7人.教齡分布方面：1～3年(1≤Y≤3)教齡4人，3～6年(318)以上77人.本次研究中，Cronbachα系數(shù)值為0.857，高于0.800，說明數(shù)據(jù)信度高.Bartlett檢驗對應(yīng)的P值小于0.05，KMO值為0.805，說明效度較好.

2 問卷調(diào)查結(jié)果分析

最終問卷設(shè)置了五個維度，其中第二、三和四維度體現(xiàn)的是教師對實驗教學(xué)要求的理解，可以合并分析.因此，對問卷調(diào)查結(jié)果的分析主要分為三部分：實驗儀器及實驗室管理人員配備情況、實驗教學(xué)現(xiàn)狀、教師對新課標(biāo)中實驗教學(xué)要求的理解.

2.1 實驗儀器及實驗室管理人員配備情況

對實驗儀器的維修及檢查情況、必做實驗的儀器配齊情況以及是否滿足多組學(xué)生同時實驗這三個方面，不同地域的學(xué)校是沒有顯著差異的，具體如表1所示.

表1 實驗儀器及實驗室管理人員配備情況的方差分析

由表1可見，每一類學(xué)校對實驗儀器的維護情況都比較好，基本上所有學(xué)校至少是偶爾維護儀器，不過經(jīng)常性維護實驗儀器的比例還有待提高.大多數(shù)學(xué)校的實驗儀器至少是基本齊全夠用的，能夠多組學(xué)生同時實驗，少部分學(xué)校缺乏部分實驗儀器，無法進行多組實驗.在實驗室管理人員的配備情況方面，由表1可知城鄉(xiāng)之間學(xué)校存在顯著差異(P<0.01).城區(qū)中學(xué)的實驗室管理人員配備是較為齊全的(見表2)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)和城鄉(xiāng)結(jié)合部中學(xué)趨于一人多職，需要加強配備.

表2 實驗儀器及實驗室管理人員配備情況的交叉分析

2.2 實驗教學(xué)現(xiàn)狀

實驗教學(xué)現(xiàn)狀主要包含以下內(nèi)容：您進行實驗課備課的頻度；您在物理教學(xué)中，課外實驗的布置情況；您帶領(lǐng)學(xué)生進行課標(biāo)要求的物理實驗的頻度；您在物理教學(xué)中，教材上的學(xué)生實驗完成情況；您在物理教學(xué)中，教材上的演示實驗的頻度；您進行演示實驗的方式；您能否按照新課標(biāo)的要求“不用演示實驗替代學(xué)生動手的操作實驗”.

分析表明，不同教齡的教師，在實驗教學(xué)情況方面，全部表現(xiàn)出一致性，并沒有顯著差異性(P>0.05).實驗課備課情況較好，沒有教師從不備課，總是和經(jīng)常備課比例為62.2%，偶爾備課比例為37.8%.布置課外實驗方面，總是、經(jīng)常、偶爾布置的比例分別為2.36%、19.69%、55.91%，有少部分教師(22.05%)基本不布置課外實驗.分別有4.72%、46.46%、46.46%的教師表示總是、經(jīng)常、偶爾帶領(lǐng)學(xué)生進行課標(biāo)要求的物理實驗，極少數(shù)(2.36%)教師從不帶領(lǐng)學(xué)生進行課標(biāo)要求的物理實驗.在教學(xué)中，教材上的學(xué)生實驗完成情況，全部做、部分做、偶爾做的比例分別為26.77%、51.97%、12.60%，有8.66%的教師表示基本不做.有21.26%、67.72%、8.66%的教師分別全部做、部分做、偶爾做演示實驗，僅2.36%是基本不做演示實驗，黑板上講解.大多數(shù)教師(76.38%)進行演示實驗的方式為做實驗，邊做邊講解；22.05%的教師采取觀看視頻并理論講解的方式，1.57%為純理論講解.有25.98%的教師按新課標(biāo)要求不用演示實驗替代學(xué)生動手的操作實驗，有74.02%的教師用演示實驗替代學(xué)生動手的部分操作實驗.結(jié)果表明，實驗教學(xué)情況總體較好，少數(shù)教師對實驗教學(xué)的重視程度需要提高.

2.3 教師對新課標(biāo)中實驗教學(xué)要求的理解

2.3.1 教師對實驗教學(xué)作用的理解

不同教齡教師對于“實驗在中學(xué)物理教學(xué)中的作用”的認識，沒有顯著差異(P>0.05).20.47%的教師認為實驗的作用是為建立概念和規(guī)律做鋪墊，74.02%的教師認為實驗的作用是培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力以及幫助學(xué)生形成物理思想，有5.51%的教師認為實驗在中學(xué)物理教學(xué)中的作用不明顯，但為滿足新課標(biāo)要求必須開展實驗.總體來看，少數(shù)教師對物理實驗作用的理解不夠深刻，有待加強.

2.3.2 教師對實驗教學(xué)的理解

方差分析表明，不同教齡的教師“對于實驗內(nèi)容的授課方式”沒有表現(xiàn)出顯著差異(P>0.05).有24.41%的教師去實驗室授課，有50.39%的教師選擇在課堂上動手演示，借助多媒體演示的教師占比24.41%，有0.79%的教師是純理論講解.這表明部分教師對實驗教學(xué)的理解還有待改善.

2.3.3 教師對實驗資源的利用

開發(fā)實驗課程資源的重要方式是教師自制實驗教具，不同教齡的教師對自制教具擴充實驗資源的看法，沒有顯著差異(P>0.05).絕大數(shù)的教師(88.97%)贊成自制教具擴充實驗資源，不贊成也不反對的比例為10.24%，不贊成的比例為0.79%.不過，對于是否擁有自制實驗教具，不同教齡的教師間存在差異性(P<0.05).“教齡”與“是否擁有自制實驗教具”之間存在顯著的負相關(guān)關(guān)系(Pearson相關(guān)系值為-0.191，P=0.03)，即教齡越短擁有自制實驗教具的情況越不普遍.而總體來看，有63.78%的教師擁有自制實驗教具，有36.22%的教師沒有自制實驗教具.

總之，絕大部分教師對自制教具擴充實驗資源有著足夠認同，但是有部分教師沒有自制實驗教具，需要提高其制作實驗教具的能力，尤其是要促進教齡較短的教師制作實驗教具.

2.3.4 教師對學(xué)生的實驗要求

除了要求“學(xué)生在實驗中遇到問題的解決方式”以外，不同教齡的教師對學(xué)生實驗的要求，沒有顯著差異(見表3)(P>0.05).有39.37%的教師經(jīng)常帶領(lǐng)學(xué)生去實驗室，有54.33%的教師偶爾帶領(lǐng)學(xué)生去實驗室，有6.3%的教師從不帶領(lǐng)學(xué)生去實驗室.有59.84%的教師要求學(xué)生經(jīng)常預(yù)習(xí)實驗課，有37.01%的教師偶爾會要求預(yù)習(xí)，有3.15%的教師從不要求學(xué)生預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容.

教師在實驗教學(xué)過程中既要培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，也要培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神.有25.98%的教師要求學(xué)生的實驗操作方式為與同學(xué)討論，共同進行實驗；在教師指導(dǎo)下進行實驗和按照教材進行實驗的比例分別為64.57%和9.45%.雖然不同教齡的教師所授課班級的學(xué)生在實驗中遇到問題的解決方式之間存在差異(見表3)，但是分析發(fā)現(xiàn)Pearson相關(guān)系數(shù)為-0.090，接近于0，且相關(guān)分析的P值為0.316>0.05，說明不存在相關(guān)關(guān)系.實際上，主要差別在于3～6年教齡的教師更趨向于學(xué)生在實驗中遇到問題時要求其尋求教師幫助，其他教齡的教師更集中于學(xué)生小組合作解決問題.總體來看，有7.87%的教師表示學(xué)生在實驗中遇到問題需要尋找原因自行解決，有58.27%是小組合作解決，33.86%向教師尋求幫助.

總之，少部分教師對學(xué)生的實驗要求需要進一步提高，要加強課前預(yù)習(xí)要求，注重引導(dǎo)學(xué)生合作學(xué)習(xí)，尤其是教齡較短(3～6年教齡)的教師更需要加強對學(xué)生小組合作意識的培養(yǎng).

表3 教師對學(xué)生實驗要求的方差分析

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

根據(jù)問卷調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)實驗儀器的維護情況總體較好，但是偶爾維護的比例較高，還需要進一步加強.大多數(shù)學(xué)校的實驗儀器配備齊全，滿足多組同學(xué)同時實驗需求.少數(shù)學(xué)校缺少部分實驗儀器，不能同時多組實驗.城區(qū)中學(xué)的實驗室管理人員配備較為齊全，鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)和城鄉(xiāng)結(jié)合部中學(xué)的實驗室管理人員一人多職的情況較為普遍.

多數(shù)教師對實驗教學(xué)重視程度較高，少部分教師在實驗課備課、帶學(xué)生進行實驗的頻度、課外實驗布置等方面需要加強.少數(shù)教師對物理實驗作用的理解，對實驗教學(xué)的理解，對學(xué)生的實驗要求等方面有待提高.教齡較短(3～6年教齡)的教師，對學(xué)生小組合作意識的培養(yǎng)需要加強.絕大部分教師對自制實驗教具擴充實驗資源有足夠認同，有部分教師沒有自制實驗教具，教齡越短擁有自制實驗教具的情況越不普遍.

3.2 建議

(1)對實驗軟硬件設(shè)備給予更多的投入，加強儀器的配備與更新，適當(dāng)開發(fā)仿真實驗儀器，配齊鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)和城鄉(xiāng)結(jié)合部中學(xué)的專職實驗室管理人員.加強培訓(xùn)實驗室管理人員對實驗室安全管理和實驗儀器維護的能力，進一步提高對實驗儀器維修和檢查的頻率，確保實驗儀器狀態(tài)良好.

(2)進一步提升教師對實驗教學(xué)的重視程度，促進教師按新課標(biāo)要求充分開展實驗教學(xué).采用多種方式(如同行交流、專家講座、實驗比賽等)，深化教師對實驗教學(xué)的認識.提供進修或多元化的培訓(xùn)方式，充分提高教師的實驗教學(xué)能力.為教齡較短的教師提供針對性的培訓(xùn)，加強其對學(xué)生小組合作意識的培養(yǎng)，重點幫助教齡短的教師提高制作實驗教具的意愿和能力.針對教師的實驗操作技能、實驗教學(xué)開展情況以及實驗教學(xué)效果，建立合理的評價和反饋機制，幫助教師改進和提高實驗教學(xué)水平.

(3)教師需要主動加強學(xué)習(xí)，注重實驗教學(xué)多樣化，多讓學(xué)生自主探究與合作探究，增加課外實驗和課后小制作等，激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣和重視程度.