物理學是一門實驗為基礎的科學。物理教學一般也都是先從實驗開始,然后分析實驗現象,進一步得出實驗規律。無庸置疑,物理實驗是物理教學的組成部分,也是中學物理教學的重要內容,對實驗規律的深刻理解,離不開對實驗現象的清晰觀察和探索研究。可見,教師實驗教學能力高低是關系物理教學成效優劣的重要因素之一。
一、《課程標準》對科學探究的要求
《課程標準》指出,科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一。將科學探究列入內容標準,旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化,從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化,從而培養學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神。要讓學生經歷提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作所有的要素或部分要素的過程。學習物理知識與技能,體驗科學探究的樂趣,學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神。
2011版《課程標準》還明確規定了20個必做的物理實驗,其中有基本操作類實驗7個;測定性實驗4個;探究性實驗9個,占規定必做學生實驗項目的45%。測定性實驗都是根據一定的實驗原理進行測量的,是基本儀器的操作在具體項目上的應用。測定性實驗應注意所測量的物理量與研究對象的統一,有時還要關注測量的條件。探究性實驗要求根據課題特點側重部分要素。讓學生經歷多個探究性實驗之后,使學生的科學探究能力得到全面發展。
二、對教師實驗教學技能的要求
為了實現課程標準對科學探究的要求目標,使學生的科學探究能力得到全面發展。物理教師只有提高自身實驗教學的技能,才能滿足新課程物理教學的需求。一般地說,物理教師的實驗技能主要包括:實驗設計技能、實驗演示技能、實驗演繹技能和自制教具技能四個方面。
1、實驗設計技能。主要是指依據教學目標,恰當選擇實驗形式(主要包括課堂演示實驗、邊教邊實驗、學生分組實驗、課外小實驗等),提出具體的實驗方案的能力。要求物理教師做到:一是目標明確。注意引導學生積極思考,能以培養學生的思維能力、分析推理能力為重點,融知識技能、過程方法和情感態度三維目標與教學之中。二是科學合理。注意不同形式物理實驗的不同功能、不同特點和各自的注意事項;能根據教材和學生實際,合理設計演示實驗,創新物理圖景,構建物理知識。三是創新變革。能根據教學需要,改進、自制教具,恰當運用計算機多媒體輔助教學。
2、實驗演示技能。主要指熟練運用實驗操作技能,成功組織物理教學實驗的課堂演示能力。演示技能主要表現在兩方面:一是使全體學生觀察到清晰的物理實驗現象;二是引導學生對實驗現象進行積極思考。物理實驗本身演示成功,并不等于實驗教學的成功。演示現象如果不夠清晰,可見度太低,就很難收到好的教學效果。如果教師演示時對學生缺少引導,也很難收到好的效果。因此,要求物理教師應該做到:實驗準備要充分。能介紹裝置、原理,交代注意事項,明確學生觀察的目標。要求教師實驗操作要規范。能正確、規范地操作儀器和收集實驗數據。做到動作熟練、準確、協調,操作自如、大方,可見度大。并能夠排除儀器設備故障。要求實驗結果可靠。做到現象生動、直觀;數據準確、明晰;記錄有序、科學。教師的—舉一動都會給學生留下深刻的印象,起到潛移默化的作用。教師的規范操作,不僅是實驗成功的前提,而且能使學生養成良好的實驗習慣。
3、實驗演繹技能。是指對實驗現象和實驗結果進行深入細致的分析,從中得出正確的結論,揭示物理意義的能力。中學物理實驗的主要功能是使學生在獲得豐富的感性認識的基礎上理解物理概念、物理規律。教師具備良好的實驗分析能力,是培養學生的實驗分析能力的前提條件。因此,物理教師應該做到:思路明確、條理清楚。遵循認知規律,重視從現象到結論的過程分析,合理抽象、演繹,得出結論,形成概念、規律。引導探索,啟發思維。重視學生主體作用,引導學生積極探索。在觀察研究現象中激發興趣,啟發思維。圖文并茂,言簡意賅。教學語言明晰,簡潔流暢、生動富有啟發性和感染力。板書板畫工整,有助于教學。能滲透科學思想方法教育。滲透德育教育和科學的思想方法教育,培養學生的實驗素養和思維品質。
4、自制教具技能。主要指根據教學的需要,改進已有的教學儀器,或自行制造新的簡單教學儀器的能力。自制教具在一定程度上能夠彌補商品教具數量上的不足、彌補商品教具功能上的不足、增強了課堂教學效果、鍛煉教師的動手技能,對于提高物理教學質量具有重要意義。同時,開展自制教具活動有助于培養物理教師的創新精神和增強實踐能力,全面提高師生的個人素養,是教學改革的重要活動。物理學許多重大成就在許多情況下就是伴隨著儀器的成功設計而誕生的。所以,即使將來辦學條件有所改善,這一傳統也絕不能丟掉,重視自制教具的作用也是物理教學中一條重要指導思想。
總之,提高教師實驗教學技能,可以提高實驗教學質量,不斷滿足新課程對實驗教學的要求。物理教師要充分認識實驗在物理教學中的地位及作用,在實驗教學中堅持講究教學策略,不斷提高自身的實驗教學技能。引導學生積極主動地參與到實驗活動中來,認真地開展科學探究活動,逐步培養科學素養。把中學的實驗教學工作提高到一個新水平。