物理實驗教學技能培養與實踐

康小平 何仲 趙魯梅 黃槐仁

摘? 要 物理學是一門實驗科學，物理實驗教學和物理理論教學具有同等重要的地位。在物理教學中，物理實驗是實現物理教學目標的主要手段之一，是培養學生操作技能，提高學生綜合能力的主要手段。探索物理實驗教學技能培養的有效方法和途徑，培養本科生物理實驗技能和創新性開展中學物理實驗教學工作的能力。

關鍵詞 物理實驗教學;教學技能;開放實驗室;自制教具

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）18-0119-03

1 引言

高等教育的根本任務是培養人才，以滿足社會經濟的發展和多元化需求。實驗教學是高等教育的重要領域，是培養學生實踐能力、探究精神、創新能力的主要平臺[1]。教學技能培養的模式應當與國家的改革發展方向和需求相契合，確保教學質量和教學效果。當前高等學校教育改革轉型及內涵式發展的重要課題就是如何提高人才培養質量，著重培養學生的全面素質、創造性思維和創新能力[2]。物理學專業是綜合性、實踐性很強的專業，該專業重要的實踐環節主要是培養學生的職業意識、中學物理實驗教學技能、自制教具與設計實驗技能，初步掌握中學物理實驗研究的方法，基本具備制定中學各類物理實驗的教學策略能力和創新性開展實驗教學工作能力，促進學生全面發展。

根據教育部《關于大力推進教師教育課程改革的意見》、基礎教育新課標理念和物理學科知識與教學能力要求，從教學內容、實驗教學策略、開放實驗室、說實驗、自制教具等環節，探索中學物理實驗教學技能培養的有效方法和途徑，培養學生具備中學物理實驗教學能力和創新性開展中學物理實驗的教學工作能力。

2 調整更新物理實驗教學內容

教學內容是實驗教學技能培養的重要部分，體現實驗教學技能的總體要求和建設目標。物理實驗教學技能訓練的教學內容主要包括現代教育教學的基本理論簡介（發現學習理論、建構主義教學理論、發展性教學論）、物理實驗基本理論、新課程理念下物理實驗教學的基本類型與教學實施策略、物理課堂實驗技能和物理教學演示技能、中學物理實驗教學研究、開放實驗室、說實驗、自制教具等方面。根據中學物理新課程標準，應及時調整更新物理實驗教學內容，做到與時俱進，適應當前基礎教育課程改革的新形勢，突出教師職業技能與學科專業技術實踐能力培養的核心地位，為人才培養和提高教育教學質量服務。

3 實驗教學實施

物理學是一門實驗科學。物理規律的發現及其理論的建立，都有堅實的實驗基礎。物理實驗教學和物理理論教學具有同等重要的地位。中學物理實驗教學實施是教學實施的重要部分。在物理教學中，物理實驗是實現物理教學目標的主要手段之一，是培養學生操作技能、發展學生非智力因素、提高學生綜合能力的主要手段[3]。掌握物理實驗教學的基本形式和策略，能有效組織實施多樣化的實驗教學，實現物理實驗教學的主要目標和任務，主要靠熟練的物理實驗技能作支撐。實施多元結合的實踐教學，促進學生科學素質、基礎知識、思維方法、研究解決問題能力的提高，對推動高校本科教學質量與教學改革工程，具有重要作用和深遠意義。

實驗教學實施的基本策略? 物理實驗是中學物理教學的基礎，通過實驗教學幫助學生建立正確的物理概念，掌握物理規律，是提高物理教學質量、增強教學效果的保障[4]。中學物理實驗大致可分為演示實驗、學生分組實驗、師生探究實驗和課外實驗四種類型。新課程改革把實驗作為貫穿中學物理課程的主脈絡，注重三維目標對實驗教學的要求，突出把物理實驗作為學生獲取知識、培養素養、提高技能、發展能力的重要手段，凸顯了以實驗為基礎的物理學科特點。

1）盡量選擇常見、耐用且貼近生活的實驗器材。提倡使用身邊的物品進行物理實驗，拉近物理學與生活的距離，增強實驗效果，使物理抽象的內容形象化，引發學生更強烈的欲望和興趣，讓學生深切地感受到科學的真實性，感受到科學和社會、科學和日常生活的關系，提高應用知識的能力，突破解決教學難點。

2）注重學生分組探究實驗教學。分組實驗以學生為主體，讓學生經歷探究過程、學習探究方法，體現學生的主體性、探索性和創新精神，培養學生的實驗能力。中學物理探究實驗要素包括提出問題、做出假設（猜想）、設計實驗、實施計劃、分析討論、評估、交流與合作。實驗探究目標是整個實驗教學活動的出發點和最終歸宿，它對實驗教學起著導向作用。在學生分組實驗教學中，創造條件讓學生獨立操作實驗，正確使用儀器和工具，讓學生在實驗中觀察思考，自己去發現問題，分析討論問題，總結實驗過程，得出結論，培養學生的實驗素養、創新精神和實踐能力。

3）重視課外實驗。課外實驗是課堂教學的延伸，是教學活動從封閉走向開放的體現，是中學物理教學的重要組成部分。從生活中選擇課題進行實驗探究，能激發學生學習的興趣，增強學生的實驗技能，養成科學作風和良好的學習習慣，也是培養創新精神、實踐能力的一個重要途徑。在實驗教學中注重課外實驗的科學性、安全性和趣味性，增強實驗效果，培養學生科學探究的能力。

4）注重現代教育技術與物理實驗教學的整合。以信息技術為主要特征的現代教育技術與物理教學相結合，是國際物理教育發展的重要趨勢。信息技術是物理教學的輔助手段和演示工具，對于受條件限制的實驗項目，可充分利用信息技術進行虛擬仿真實驗，增強物理實驗課堂教學的表現力和感染力，提高實驗教學效率。

開放實驗室? 開放式實驗室建設是高等教育改革的方向，是培養具有創新意識和創新能力人才的重要環節。為適應教學改革的需要，充分利用現有教學資源，鼓勵學生利用課余時間參與實驗室的教學環節，掌握力學、電學、光學、熱學實驗特點和教學要求，特別是熟練掌握開放探究實驗室50個實驗項目，涉及聲、光、電、力、磁、能、水、氣、新材料等九個方面的內容，集時代性、科學性、知識性、趣味性、操作性于一體，將光的反射、聲的傳播、力的分解、電的產生、水的循環、能的轉化、磁場變化等自然常識和科學原理以最直觀的形式演示出來。學生親自操作，動腦動手，發現其中的奧妙，掌握其中的科學原理。讓每一位學生都能親身體驗科技活動，進行相關的實踐研究，進一步加深對科學原理的理解，感悟科學的深奧，培養科學興趣，增強動手能力和探究實驗教學基本能力。

說實驗? 說課既是一種具有創新意義的教學研究活動，又是中學教師職業技能訓練的主要內容。說課是指任課教師在規定時間內從教育理論高度對已備好的課進行概述，以表明對教材的理解情況，以及教學目的的確定、教學總體設計、教學方法選擇等的依據。說課的基本環節是說教材、說學生、說教法與手段、說教學程序。在中學物理實驗教學技能訓練中，要求學生每人從25個物理探究實驗項目中隨機抽取兩個項目進行實驗教學說課，說實驗教學目標，說實驗原理，說實驗器材，說實驗內容和教法，說實驗教學程序，說實驗特點與要求，說學生素養和能力的培養。

通過說實驗活動，讓學生掌握說課的基本要素，說實驗教學思路軌跡，說實驗教學方案如何設計，設計依據是什么，如何體現實驗教學目標等，著重培養學生說實驗課的基本能力。如學生范麗丹在“聲音的產生與傳播”實驗設計中通過一系列的實驗，探究了聲音是由振動產生的，聲音的傳播需要介質，通過觀察實驗，氣體、固體、液體都可以傳播聲音，而且它們的傳播速度還可能不同，真空不能傳聲。該實驗設計在第三屆“華夏杯”全國物理教學技能大賽中喜獲實驗創新獎。

自制教具? 自制教具具有取材容易、價格低廉、原理直觀、易于普及等特點，能豐富實驗教學內容，提升物理實驗教學的廣度，對培養學生的創新精神和實驗能力起促進作用。自制教具要有明確的目的，突出物理原理，注重自制教具的科學性、實用性、針對性和安全性，在新課程教學改革中具有廣闊的應用空間。在中學物理實驗教學技能訓練中，要求學生每人基于中學物理教材任選內容，自制教具，展示教具，說教具（包括說實驗原理、實驗設計、實驗使用方法與特點）。該教學環節作為課程考核的重要組成部分。

目前，在每年舉辦的全國物理教學技能競賽中，自制教具已經成為不可或缺的競賽內容。近幾年的實踐活動表明，自制教具對于創新人才培養模式，提高大學生與研究生的物理實踐能力和綜合素質，具有極好的促進效果。如傳感器現已廣泛應用于社會發展及人類生活的各個領域，包括農業現代化、航天技術、機器人技術、資源開發、海洋探測、環境監測、安全保衛、家用電器等。陳勁同學在完成傳感器實驗后，利用溫控傳感器設計并制作一臺溫控電風扇，演示效果好，且實用性很強。在第二屆“華夏杯”全國物理教學技能大賽中，現場評委對該溫控電風扇給予很高評價，授予實驗創新獎。幾年來，學校在全國物理教學技能競賽中取得優異成績，榮獲一等獎、二等獎達20項。

4 結語

實驗教學是培養學生實驗能力和創新精神的重要環節。新課程理念下，中學物理教學突出把物理實驗作為學生獲取知識、培養素養、提高技能、發展能力的重要手段。中學物理實驗教學技能培養的主要任務是讓學生熟悉中學物理實驗類型和特點，基本掌握物理實驗教學的基本形式和策略，自制教具，培養學生具備中學物理實驗教學能力和創新性開展中學物理實驗教學工作能力。實驗教學研究是培養具有創新意識的師范類本科生的重要環節，是理論聯系實際，培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺。

參考文獻

[1]霍劍青.應用信息技術培養創新型人才實驗教學模式的思考與實踐[J].物理與工程，2013（6）：26-29.

[2]佟林杰，孟衛東.我國高等教育內涵式發展“四維一體”模式構建[J].現代教育管理，2013（10）：44-47.

[3]中公教育教師資格考試研究院.物理學科知識與教學能力（高級中學）[M].北京：世界圖書出版公司，2014：1-48.

[4]張德啟，李新鄉，陶洪，等.物理實驗教學研究[M].北京：科學出版社，2010：1-30.