廣東省深圳市坪山區光祖中學 張海花
物理實驗操作考查納入中考是全面落實新課程改革精神,充分體現新課程理念,加快推進學業評價體系改革的重要舉措,也是教育部提倡素質教育的一項有力的教育改革措施。它能提高學習興趣、培養創新精神,改變初中學生動手能力差、依賴性強的現狀,同時也能促進學校和教師對實驗課的重視。物理是初中學生初步系統接觸的、以實驗為基礎的學科,而且物理的許多重大發現和研究成果都是通過實驗得到的,因此,要學好物理就要認真做好實驗。而科學規范的實驗基本操作技能,是學生在實驗過程中獲得準確實驗數據和確保安全的關鍵所在。
人教版初中物理13.1 節“分子的熱運動”,是筆者非常熟悉其重難點以及學生容易出錯的知識點。第一次月考中有一個演示實驗:兩個鉛塊,其表面磨平后經過擠壓結合為一體,下端甚至可以懸掛重物,這是體現分子間引力的實驗。但是關于這個知識點的選擇題錯誤率在80%以上,甚至在臨近中考的復習中也不乏出錯的學生。雖然在新課講解時我們已經通過播放視頻展示,但是結果還是如此,這讓筆者的印象非常深刻。直到從教三年后,深圳實行了教學改革,物理從科學中分離出來,筆者有幸搭檔一位擔任過實驗室器材兼職管理人員的老師共同授課初三。只見他找來了真實的演示器材——內聚力,一個很小的盒子,筆者剛開始甚至有些瞧不起它。神奇的是,當我們在課堂演示過后,第一次月考該題目的錯誤率大大減少,不到20%,這個結果讓我十分震撼。通過這件事情,筆者深刻地感受到“物理是一門以實驗為基礎的學科”這句話中“實驗為基礎”的作用。除此之外,筆者也從內心真正認同“實驗是多么的重要,哪怕是做演示實驗也好過播放視頻”。于是在課堂上,筆者開始重視利用實驗來突破一些重難點問題或者學生容易疑惑的知識點。
教師的經驗是寶貴的財富,但不是適用一生的資源,更不應該成為一成不變的溫床或借口。礦石并不自成鋼鐵,而需歷經煅燒,一次次淬火,百煉而后成鋼。教育起于模仿,源于經驗,成于創造。古往今來,但凡卓有建樹者無不是敢于直面自己的革命者,他們永遠在自我批判,也因此歷久彌堅。于是形成一種馬太效應:越是強大的教師越會自我批判,越是自我批判的教師越是強大。
賁友林說:“我以為,教師的生命、價值與意義,都在課堂中。”筆者深以為然。為了讓自己的物理課堂更有趣和生動,筆者開始鉆研物理課堂教學。同時為了更好地、也讓更多的教師認識到物理實驗的重要性,筆者開始關注實驗教學,尤其是如何克服困難讓學生體驗實驗探究的完整過程,以及如何提升學生對待實驗的態度和實驗操作的技能。由此,筆者開始關注深圳市實驗操作考試,也認識到了開展實驗探究課的困難,以及學生實驗動手操作能力欠缺的問題。筆者渴望尋找一個辦法,以期找到解決該問題的辦法和途徑,成效明顯并擴大影響。
首先,以《義務教育物理課程標準(2011 版)》和《深圳市初中畢業生學業考試說明》為指導,利用建構主義學習理論核心觀點,以學生為中心,強調學生對知識的主動探索,主動發現和對所學知識的主動構建。調查國內23 個省,重點調查江蘇、湖北等地實施的理化實驗操作考查以及所使用的《物理實驗操作評分標準》,收集第一手資料。其次,以《義務教育物理課程標準(2011 版)》和《深圳市初中畢業生學業考試說明》為依據,梳理初中物理核心知識點和實驗類型。再次,結合深圳中考改革進度和發展需要,對比分析所收集的各地資料,依據深圳市初中物理實驗操作考試評分格式,模擬制作并構建適合我校學生開展物理實驗課程的《初中物理實驗操作評分標準》,包括總分值的制定、扣分標準的設立、每一項操作的分值等。最后,依據制定的《初中物理實驗操作評分標準》,組織學生錄制了配套的實驗操作評分視頻,用于開展課堂實驗教學。在此過程中,組織學生錄制視頻不僅提高了學生學習物理的興趣和學生動手實驗的能力,而且增強了學生對科學、技術與社會的關注度,提高了學生的實驗操作技能和科學素養,有利于培養理論聯系實際的能力。
在實踐上,將符合《初中物理實驗操作評分標準》的實驗操作評分視頻,在物理課堂實驗教學中使用。在科學探究時,當完成提出問題、猜想與假設、設計實驗與制定計劃之后,播放標準實驗視頻,指導實驗規范操作,讓學生觀察實驗現象更仔細、思考問題更深刻,勇于提出不同意見,也讓學生深刻體會到實驗在物理中的作用。
在此過程中,既鍛煉了學生的動手能力,又促進了教師物理實驗探究課堂教學方式的轉變,同時也促進了學生實驗操作技能的提升。比如,在“探究并聯電路中電壓規律”的實驗中,多位學生發現,當開關斷開和開關閉合時,電壓表測量的電源電壓差別很大,這引發了他們的討論。圖1 為開關閉合后,電源電壓為2V,圖2 為開關斷開時,電源電壓為2.6V。
在排除了實驗故障問題之后,學生向筆者求助。筆者為他們的發現感到高興,表揚和鼓勵了他們,這也是筆者開始重視實驗之后的又一個發現。因為之前筆者總是認為,實驗難免會有誤差,這是一種誤差現象。很顯然不是,這是因為電源內阻的緣故。筆者告訴他們這是一個重大發現,說明我們初中所學內容存在不足,要進入高中以后才能更好地解釋,并告訴他們,有時候實驗和理論發展不對等,理論會有一定的滯后性或者前瞻性等。當然,筆者也沒有放棄這個機會,給他們講解了考慮電源內阻解釋,只是不要求他們掌握,聽不懂也沒有關系。這一發現,更加讓筆者堅定了開展物理實驗的重要性。
除此之外,在教師層面,我們舉辦了各種有關實驗操作的比賽來提高師生的積極性,包括骨干教師實驗教學展示課、青年教師實驗教學競賽課、依據實驗重點難點進行教師模擬實驗講課、教師實驗教學設計比賽、有關物理實驗教學論文比賽等,并多次獲得市區物理教師技能大賽很好的名次。
1.通過本研究,教師的教學觀念得以更新,改變了物理實驗教學方法,加強了教師的科研能力,并帶動了本教研組其他的教學改革,也逐步將提高學生實驗操作技能滲透到教學中去。
2.制定的《初中物理實驗操作評分標準》和錄制的相應標準的實驗操作視頻,成為初中物理實驗教學中提高實驗操作技能的切實可行的科學評價指標,并通過實踐研究得到一些創造性的經驗,在一定范圍內推廣。
3.課題研究加強了學生對實驗的重視,有利于學生學會科學的思維方法和實驗研究的各種手段,提升學生對科學、技術與社會的關注度,提高學生自身實驗操作技能和科學素養,培養理論聯系實際的能力,即應用能力。
4.提高學生重視觀察實驗現象的能力,培養學生思考現象背后原因的意識,并且通過剪輯和編輯實驗視頻,也提升了教師和學生的信息技術素養。