基于學生成績的初中物理實驗教學現狀研究

郭曉萍，劉詩海，金 林，雷 靜，侯明輝

（教育部 教育裝備研究與發展中心，北京100080）

1 引 言

實驗是物理教學的重要基礎和有機組成部分，它不僅能夠促進學生對學科知識的理解與應用，提高學生對科學與研究的興趣，還有利于培養學生的探索精神、實踐能力及創新意識，是物理教學不可或缺的內容和方式.但在實際教學中物理實驗卻得不到充分重視，存在實驗課程缺乏整體規劃、教學內容陳舊等諸多問題［1-3］.為了在總體上了解現階段初中生的物理實驗水平，分析物理實驗教學面臨的問題與不足，有針對性地提供教學參考與建議，“中小學生實驗活動與實踐能力關系的研究”課題組結合相關研究在全國范圍內抽取了部分初中生進行物理實驗設計及動手操作測試，統計與分析了學生的測試成績，并根據數據研究的結果提出相應的教學建議.

2 測試方法

課題組在全國東、中、西部10個省、市、自治區抽取不少于10%的縣或區，每個縣、區抽取3所初中，每校在初三下學期隨機抽取10名學生參與測試.實測為閉卷考核，滿分60分，學生從3類試題中各抽取1題生成隨機試卷，然后在90min內完成3個測試題目的實驗設計及動手操作.監考教師按照《主考手冊》的細則，現場對每位學生進行評價并完成評分記錄表，測試結束時將記錄表匯總并提交課題單位.

3 測試結果分析

3.1 總體測試結果及分析

全國共計4 013名初中生參加了本次物理實驗設計與操作測試，課題組采用SPSS軟件統計不同分數段的學生人數，得到學生本次測試成績整體分布情況如圖1所示，其中最低得分0分，最高得分60分，均值35.10分，得分率為58.50%，標準差為15.67.總體來說，參與測試學生的平均成績偏低，實驗成績分化現象比較嚴重，目前初中生物理實驗教學壓力顯著.

圖1 物理實驗設計與操作成績分布圖

將參與測試的學生成績分為不合格（36分以下）、合格（36～44.99分）、良好（45～50.99分）與優秀（51～60分）4個等級.用SPSS軟件對每個等級的學生數、得分率及標準差進行了匯總統計，如表1所示.從統計數據可以看出，處于不合格水平的學生占測試學生總數的48.57%，處在優秀水平的學生占20.58%，說明學生成績具有一定的兩極分化現象，且不合格率過高.從標準差方面看，處于優秀、良好和合格水平的分數離散程度比較合理，而不合格水平的分數離散率比較高，說明不合格水平層次上的學生分化更為嚴重，教師在日常實驗教學中應多關注這部分學生，促使他們思行結合，有效提高教學質量.

表1 初三學生實驗設計與操作測試成績水平情況

3.2 不同實驗能力的測試結果分析

本次物理實驗測試由基本操作、實驗探究、實踐應用3類試題組成，每題20分.“基本操作”主要考察實驗基本操作技能，包括儀器的參量與性能、物理量的直接測量、實驗習慣及結果記錄4個方面.“實驗探究”類試題是物理教材中學生實驗的部分探究點，主要考察實驗原理、實驗操作及數據處理3方面的內容.“實踐應用”類試題要求學生利用實驗解決一個實際的問題，學生可用多種方案來實現目標，考察內容包括實驗設計、具體實驗及結果處理3部分內容.

學生不同物理實驗能力測試得分情況詳見表2，參照圖2不同水平學生數占參與測試的學生總數的比例可以看出，基本實驗操作類試題的得分率是三者中最高的，優秀率也達到了49.02%，說明大部分學生熟悉這些測量儀器，能夠識別儀器的基本參量與性能，能夠正確運用這些工具進行基本的測量.實驗探究類試題的平均成績與優秀率都是最低的，處于不合格水平的學生比率最高，說明目前很多初中生對物理實驗探究的方法和內容掌握得不夠扎實與靈活，獨立認識、深入理解學科知識的學習還不到位，相關的教學活動有待進一步落實與加強.實踐應用類試題測試結果兩極分化最嚴重，成績離散程度也最大，說明學生綜合運用所學知識分析解決實際問題的能力差異較大，教師在教學過程中不應采用一刀切的教學方式，宜因材施教、多采用分層教學、分類教學等個性化教學方法.

表2 不同實驗能力的測試成績統計表

圖2 各種水平學生占參與不同實驗能力測試的學生總數的比例

4 不同地區的測試結果分析

4.1 區域比較

不同地區學生本次測試成績的相關數據如表3所示.從均值來看，地區之間差距比較大，其中西部3省本次測試的平均成績最高，得分率高于中部地區11.58%；從離散系數來看，中部地區的變異系數高達51.98，內部差異最大；西部地區與東部地區的變異系數要低得多，內部差異要遠小于中部地區.從上述指標來說，本次測試西部地區要好于其他地區，說明近年來國家對西部地區開展的系列教育傾斜政策取得了一定的成效，有效提高了該地區的教學質量，縮小了差距，促進了區域內部的均衡發展.

表3 不同地區學生的成績比較

4.2 各省（市、自治區）比較

10省（市、自治區）學生本次實驗測試的平均成績如表4所示，從數據可以看出6個省、市學生平均成績達到合格水平，4個省、市學生平均成績低于合格水平.其中最高均值42.44分，最低均值28.74分，得分率相差23%.說明各省（市、自治區）物理實驗教學發展不平衡，成績差距比較懸殊.成績較高的地區一般在中考時加試物理實驗操作考試，本次測試說明以考促學具有一定的實際意義，有利于學生整體成績的提高與減小內部之間的分化.

表4 不同省（市、自治區）物理實驗成績對比

統計各省（市、自治區）不同水平學生比例如圖3所示.數據顯示各省均有較高的優秀率和不及格率，存在不同程度的兩級分化現象.對比表4與圖3兩組數據可以發現，學生平均成績較高的省市，不及格率相對較低；而平均成績較低的省市，不及格率也相對較高，可見不及格率過高是造成本次測試成績偏低的主要因素.

圖3 各省（市、自治區）不同水平學生比率統計

4.3 男女生測試成績比較

課題組對參加本次實驗設計及操作的男、女生成績進行了統計分析，以便于對不同性別的學生在物理實驗學習過程中加以關注.參加本次測試的男生為1 886人，女生為2 043人，81人漏填性別，測試成績如表5所示.從均值來看，女生的得分率比男生多1.28%，略高于男生；就離散系數來說，男生與女生成績離散率都比較高，實驗水平都存在一定的分化現象，二者變異系數相近，無明顯差別.

表5 男、女生物理實驗實測成績比較

統計男生與女生的實驗學業水平情況如表6所示.數據顯示，從優秀、良好、合格和不合格4個等級實驗水平的平均值、百分比及成績分化程度來看，男生與女生差異不顯著.

對男、女生不同實驗能力測試得分情況進行統計匯總如表7所示.數據顯示，女生3方面的平均成績均高于男生，其中基本操作與實驗探究類試題成績差別不大，但實踐類試題得分率比男生高7%.就成績離散程度來看，二者標準差相近，男生在實驗探究及實踐應用方面的變異系數明顯高于女生，說明男生實驗能力分化程度大于女生.因此，教師在日常物理實驗探究及實踐教學中應根據男生的心理特點，在學習方法和具體活動上多加以關注.

表6 男女生物理實驗學業水平比較

表7 男女生不同實驗能力測試情況比較

5 教學建議

針對本次物理實驗測試學生平均成績偏低，兩極分化嚴重，區域差距較大，不及格率偏高及實驗探究學習不到位等物理實驗教學中存在的問題，提出下列建議：

1）綜合調研，整體規劃，建立促進實驗教學的長效保障機制.相關部門應在廣泛調研、深入分析的基礎上，有針對性地提出促進實驗教學的具體措施和保障手段，解決目前一些地方對實驗教學不重視、課時不足、開出率不高、教學方法不得當等突出問題，縮小差距、提高質量，推動物理實驗教學的均衡發展.

2）解放思想，提高認識，加大實驗教學的改革力度.實驗不能僅限于重現已知的物理現象，加深學生對理論的理解與掌握，應將重心放在培養學生的物理思想、探究能力、創新意識等各項能力的培養上，應以生為本改進實驗教學的內容、方法與手段，充分發展學生的個性與能力，減少成績分化，有效提高教學質量.

3）以評促學，整體提高學生的實驗動手能力.運用科學的方法、先進的技術手段完善實驗教學評價體系.改變單純筆試實驗的考核方式，借助視頻錄播等先進的技術手段，綜合口試、筆試及操作考試等多種考核方式，結合平日實驗課程加強過程性評價，通過考核體系的改革與督導評估工作保障實驗課程的開出率及教學質量，降低不合格率，促進實驗教學良性的循環發展.

4）建立實驗教學示范區，以點帶面，實現各地實驗教學的長遠發展.本次物理實驗測試部分地區學生平均成績較高，成績分布結構合理，整體情況較好.相關部門應總結經驗與成績，加強交流，推廣示范效應，實現實驗教學的可持續發展.

致謝：本次實驗設計及操作測試工作得到了各地教育裝備部門、課題學校及廣大師生的支持與幫助，在此表示衷心的感謝！

［1］張晶.大學物理實驗教學質量評估體系的研究［D］.合肥：合肥工業大學，2007.

［2］程君妮.大學物理實驗課程教學現狀分析與改革思路探索［J］.新西部，2012（6）：131，146.

［3］劉燕.普通物理實驗課程教學改革的探索與實踐［D］.揚州：揚州大學，2009.