淺析中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作技能及其培養(yǎng)

　　摘 要： 通過對(duì)中學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能形成過程的分析，文章闡述了培養(yǎng)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)操作技能的基本策略，提出了應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為中心來開設(shè)好實(shí)驗(yàn)。
　　關(guān)鍵詞： 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 操作技能 技能遷移 教學(xué)內(nèi)容
　　
　　在中學(xué)物理教育階段，最重要的是如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)得好就能提高學(xué)生的創(chuàng)造力。創(chuàng)造就是前所未有的事物。創(chuàng)造力既是產(chǎn)生前所未有的能力，又是一種復(fù)雜的心理過程［１］。在教學(xué)中學(xué)生除完成必做實(shí)驗(yàn)外，還要至少完成幾個(gè)任選實(shí)驗(yàn)，上課方式采取開放式［2］，從而提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)技能。
　　一、物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰臀锢韺?shí)驗(yàn)操作的涵義
　　物理實(shí)驗(yàn)技能，即是順利進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膫€(gè)性心理特征。物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ且环N綜合能力，是各種基本技能在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的綜合體現(xiàn)，在總體上它包括思維和操作兩部分。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ兴季S是一種綜合性思維，是各種思維的綜合運(yùn)用；而實(shí)驗(yàn)操作則是物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ暮诵牟糠帧＞唧w的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰梢栽趯?shí)驗(yàn)的活動(dòng)中分為四個(gè)部分［3］，觀察物理現(xiàn)象的能力、操作儀器設(shè)備的能力、分析和處理數(shù)據(jù)的能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。
　　動(dòng)手操作是實(shí)驗(yàn)最基本的特征，因此在物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ刑幱诤诵牡匚坏氖菍?shí)驗(yàn)操作能力，發(fā)展實(shí)驗(yàn)操作能力的關(guān)鍵，則是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，這應(yīng)該成為培養(yǎng)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^程中的重點(diǎn)。物理的實(shí)驗(yàn)操作技能主要是物理實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手操作技能，所涉及的行動(dòng)主要包括準(zhǔn)確而熟練地使用基本儀器、儀器的配套組裝和故障的排除等。實(shí)驗(yàn)操作技能的主要特點(diǎn)是：
　　1.以一定的物質(zhì)形式的客體作為對(duì)象，如器械等，也包括身體的某部位，如應(yīng)左、右手定則時(shí)的手指。
　　2.動(dòng)作是外顯的，可以看得見的，以頭腦以外的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。
　　3.活動(dòng)的結(jié)構(gòu)都必須實(shí)際作出，不能省略或縮減。熟練的操作技能只能使動(dòng)作更連續(xù)、迅速、協(xié)調(diào)，而不能省略其中的必要?jiǎng)幼鳌?br/>　　二、物理實(shí)驗(yàn)操作技能的形成過程分析
　　技能是通過練習(xí)鞏固了的已經(jīng)“自動(dòng)化”、完善化了的動(dòng)作法［4］。因此，實(shí)驗(yàn)操作技能只能在實(shí)際操作的練習(xí)中形成、成熟。巴甫洛夫條件反射學(xué)說研究表明，操作技能的形成與成熟過程是有序的。根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)操作技能的形成過程大致可分為四個(gè)階段。下面我以滑動(dòng)變阻器操作技能的形成為例進(jìn)行分析。
　　1.動(dòng)作的映象階段。
　　動(dòng)作的映象即學(xué)生對(duì)動(dòng)作方式的了解，從而在頭腦中形成關(guān)于動(dòng)作的映象過程。這是形成動(dòng)作技能的準(zhǔn)備階段，是形成操作技能的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生從事任何活動(dòng)時(shí)，總是需要一定的動(dòng)作映象來調(diào)節(jié)行為方式，只有讓學(xué)生了解“做什么”和“怎么做”，才能進(jìn)行有效的活動(dòng)。我們應(yīng)讓學(xué)生在行動(dòng)之前了解有關(guān)的系統(tǒng)知識(shí)，看到規(guī)范的示范操作，這樣才能幫助他們對(duì)有關(guān)操作技能形成正確的動(dòng)作映象，這是很關(guān)鍵的一步。
　　滑動(dòng)變阻器是初中生遇到的操作較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)儀器之一，學(xué)生較難形成正確的操作技能，主要問題是不能正確連線及判斷阻值的變化。在動(dòng)作映象階段，應(yīng)該使學(xué)生在實(shí)際操作前，了解操作技能的最高層次。講解滑動(dòng)變阻器的原理及構(gòu)造，并將正確操作方式示范給學(xué)生看，使他們形成正確的動(dòng)作映象。
　　2.動(dòng)作的定向階段。
　　動(dòng)作的向階段，僅僅是形成操作技能的開始階段，這一階段是剛才開始實(shí)際操作，其特點(diǎn)是動(dòng)作不協(xié)調(diào)、緊張、忙亂中有不少多余動(dòng)作出現(xiàn)，操作速度較慢，一般不能判斷自己操作動(dòng)作的正誤。初中生第一次實(shí)際連接滑動(dòng)變阻器，動(dòng)作差異很大，僅有少數(shù)學(xué)生能一次連接正確。一個(gè)主要問題是：連錯(cuò)接線柱。這主要是沒有了解原理造成的，屬于前技能未成熟而影響與之相聯(lián)系的后技能形成問題。這個(gè)階段的操作動(dòng)作一定要規(guī)范，不能圖快，要按操作程序逐步進(jìn)行，教師還應(yīng)多次進(jìn)行示范操作，幫助學(xué)生分析錯(cuò)誤原因。
　　3.動(dòng)作的定型階段。
　　動(dòng)作的定型階段，是學(xué)生通過反復(fù)練習(xí)，使分立動(dòng)作互相銜接趨于協(xié)調(diào)階段，形成的定型動(dòng)作是按一定程序構(gòu)成的。這一段的特點(diǎn)是：動(dòng)作基本協(xié)調(diào)，多余動(dòng)作較少，操作準(zhǔn)確率高，但操作速度仍較慢，已經(jīng)可以根據(jù)操作要求來變換操作模式。例如，對(duì)于“滑片向右移動(dòng)時(shí)，燈變亮”等要求，學(xué)生已能應(yīng)付，但還不熟練，對(duì)操作過程中故障的排除還缺乏映象。
　　4.動(dòng)作的“自動(dòng)化”階段。
　　這是經(jīng)過大量練習(xí)之后，操作技能達(dá)到的熟練階段，其主要特點(diǎn)是：各個(gè)動(dòng)作已能聯(lián)合成一整體，使動(dòng)作高度協(xié)調(diào)化，多余動(dòng)作已消失，甚至達(dá)到不依靠意向控制，動(dòng)作就能按順序正確進(jìn)行下去，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤動(dòng)作，并及時(shí)糾正，學(xué)生在“練習(xí)使用滑動(dòng)變阻器”實(shí)驗(yàn)中已初步練習(xí)了變阻器的操作練習(xí)。在后面的“伏安法測(cè)電阻”等實(shí)驗(yàn)中，繼續(xù)進(jìn)行變阻器的操作練習(xí)，一般學(xué)生可以達(dá)到熟練使用變阻器的程度，其操作技能達(dá)到了“自動(dòng)化”階段，動(dòng)作協(xié)調(diào)而完善，是操作技能的最高層次。
　　三、培養(yǎng)物理實(shí)驗(yàn)操作技能的基本策略
　　1.做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，給學(xué)生一個(gè)完整的動(dòng)作映象。
　　這是學(xué)生形成操作技能的首要環(huán)節(jié)。教師應(yīng)該詳細(xì)地向?qū)W生介紹整個(gè)實(shí)驗(yàn)所涉及的各項(xiàng)知識(shí)，要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)步驟，對(duì)使用的實(shí)驗(yàn)器械則應(yīng)具體介紹其構(gòu)造和操作方法，并進(jìn)行規(guī)范的示范操作。值得注意的是，教師的首次操作動(dòng)作會(huì)給學(xué)生留下深刻的印象，所以一定要規(guī)范進(jìn)行，同時(shí)還應(yīng)提醒學(xué)生必要的注意事項(xiàng)和常見的錯(cuò)誤操作。
　　2.努力創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生充分的實(shí)際操作練習(xí)。
　　這是形成操作過程的必要途徑。教育者認(rèn)為：教學(xué)是一門技術(shù)，創(chuàng)造性教學(xué)充滿藝術(shù)的教學(xué)［5］。所以，教師應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)實(shí)際操作情境，讓每一個(gè)學(xué)生都有充分的實(shí)際操作練習(xí)機(jī)會(huì)，并針對(duì)學(xué)生的不同情況及時(shí)予以當(dāng)面指導(dǎo)和督促。值得一提的是，不少學(xué)生在作實(shí)驗(yàn)時(shí)很少親自動(dòng)手，這并不是因?yàn)槠鞑牟蛔悖撬鲆晫?shí)驗(yàn)操作過程，認(rèn)為操作能力無關(guān)緊要。我們應(yīng)幫助他認(rèn)識(shí)：人的能力是相輔相成的，各種知識(shí)與技能是可以遷移的，某項(xiàng)能力是其綜合能力的基礎(chǔ)。
　　3.強(qiáng)調(diào)規(guī)范程序，提高學(xué)生的排障技能。
　　熟練的操作技能只能使動(dòng)作更完善，但不能省略其中的動(dòng)作。所以，對(duì)學(xué)生的操作要求必須強(qiáng)調(diào)操作程序，使學(xué)生形成有序、連貫的正確動(dòng)作。許多學(xué)生不能排除操作故障，其主要原因是不遵守操作程序造成的，因?yàn)楣收系呐懦彩怯行虻模皇前匆欢樞虿拍苎杆倥袛喙收纤凇?br/>　　排除故障的技能是學(xué)生綜合能力的外顯，除了操作技能以外，還含有思維方法。如在進(jìn)行電路操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)電路不通，就應(yīng)按照先檢查電源、再檢查連線、后看電路元器件的程序進(jìn)行排障。學(xué)生的排障技能是其操作技能的重要體現(xiàn)，成熟的操作技能應(yīng)是可以熟練排除故障的。
　　4.要著重培養(yǎng)操作技能。
　　每一項(xiàng)操作技能的形成，都是在先前已經(jīng)形成了的，在一些簡(jiǎn)單的基本操作技能的基礎(chǔ)上，加上新的動(dòng)作重新組合而成的。中學(xué)生應(yīng)該形成的基本操作技能有：刻度的認(rèn)定、調(diào)整與讀取技能；減少摩擦技能；固定和移動(dòng)物體技能；連接電器元件的技能，選擇最佳的動(dòng)作方案等。如果這其中的某一項(xiàng)基本技能尚未成熟，對(duì)其他技能的形成就勢(shì)必造成障礙。例如，刻度的認(rèn)定、調(diào)整與讀取技能；在秒表、彈簧秤、天平、電流表、電壓表等儀器的操作動(dòng)作中，均是類似的；再如，電路元件的連接技能，是進(jìn)行任何電學(xué)實(shí)驗(yàn)都必需的基本技能。
　　我們應(yīng)該把培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能為重中之重，使學(xué)生在形成其他復(fù)雜操作技能的過程中順利產(chǎn)生技能的遷移，同時(shí)便于較快地形成新的操作技能。
　　四、物理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本策略
　　1.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
　　我們認(rèn)為，這一階段的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在前面實(shí)驗(yàn)操作技能的基礎(chǔ)上，首先不能太復(fù)雜，該是一些較為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，所用的知識(shí)學(xué)生已經(jīng)掌握，或者容易接受，所用的儀器基本是學(xué)生使用過的，或者基本結(jié)構(gòu)相同相似的。比如我們所開設(shè)的小實(shí)驗(yàn)，孔明燈的制作、小型電動(dòng)機(jī)的制作、自制望遠(yuǎn)鏡的制作等，用分光計(jì)研究玻璃鏡材料的折射率與光波波長(zhǎng)的關(guān)系［6］。這些實(shí)驗(yàn)所用的儀器學(xué)生基本用過，所涉及的基本知識(shí)也基本掌握了，這些都是他們獨(dú)立完成這一實(shí)驗(yàn)的必要條件。
　　2.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教材與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的寫法。
　　在正式出版教材里，我們將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)寫得簡(jiǎn)單，平均每一課一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，僅供一些器材，簡(jiǎn)述原理，提出實(shí)驗(yàn)任務(wù)和具體要求。寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書也有必要，我們?cè)谠O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的寫法上突出一些關(guān)鍵的問題，讓學(xué)生思考，這些問題也是完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。
　　3.對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課堂指導(dǎo)。
　　與其他實(shí)驗(yàn)不同，基本不講或主講幾條注意事，其重點(diǎn)的指導(dǎo)是在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過程中進(jìn)行幾步必要的提示，啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，讓學(xué)生自己摸索，絕不能包辦代替，否則就失去設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的意義。
　　五、結(jié)語(yǔ)
　　開放物理實(shí)驗(yàn)室，除了讓學(xué)生重新操作以前所作的物理實(shí)驗(yàn)外，還增加一些與教學(xué)有關(guān)或有趣的物理實(shí)驗(yàn)［7］。題目來源于教材或課外練習(xí)題。根據(jù)題目的內(nèi)容，擺好所需的器材，完成小實(shí)驗(yàn)。通過這一活動(dòng)，不僅驗(yàn)證了習(xí)題中的答案，而且鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，達(dá)到了活用知識(shí)、培養(yǎng)興趣、開發(fā)智力、挖掘潛能的目的。
　　開放物理實(shí)驗(yàn)室不僅能夠鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力，活化所學(xué)的物理知識(shí)，而且對(duì)開展素質(zhì)教育，培養(yǎng)新型人才，突破教學(xué)難點(diǎn)，豐富教學(xué)內(nèi)容都能夠起到良好的作用。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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　　［6］金恩培.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998.
　　［7］李洪業(yè).關(guān)于中學(xué)開放物理實(shí)驗(yàn)室的做法與體會(huì).物理實(shí)驗(yàn)，2000.7.