基于“初中物理裝備標準” 提升實驗教學水平的策略

鮑建中 秦曉文

摘 要：本文針對教育部新頒布的“初中物理教學裝備配置標準”的特點，提出了基于標準，提升初中物理教學水平的五項策略：了解新《標準》結構，服務教學;確保器材質量關，保障教學;突出做中學理念，創新教學;關注前沿新科技，豐富教學;標準與自備共存，自主教學.

關鍵詞：初中物理;裝備標準;實驗教學

文章編號：1008-4134（2019）22-0005 中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B

隨著科技的迅猛發展和新時代的到來，社會對人才的培養提出了新要求，教育教學需要進一步深化改革提高教育質量.中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于深化教育體制機制改革的意見》中明確提出“培養創新能力，激發學生的好奇心、想象力和創新思維，養成創新人格，鼓勵學生勇于探索、大膽嘗試、創新創造”的育人要求.在此背景下，教育部于2018年啟動了新的《初中物理教學裝備配置標準》（以下簡稱標準）修訂工作，2019年5月27日正式頒布，并于今年9月1日正式實施.新《標準》有哪些特點？作為一線教師如何用好《標準》服務教學呢？本文將針對新《標準》的特點，提供如下五個方面的建議.

1 了解新《標準》結構，服務教學

為了更好地服務義務教育物理教學，滿足義務教育物理教學的實際需求，方便實驗儀器及器材的選擇、操作、整理、存儲和管理，提高科學探究效率，節約人力成本，使實驗儀器及器材成為支撐物理課程實施的有機組成部分，適應義務教育物理教學改革的發展，本次修訂在內容結構方面做了較大調整.

1.1 分類編寫方便管理

新《標準》改變了原來以實驗儀器為線索的表達方式，將初中物理教學裝備配置分為實驗室基礎器材和主題學習器材.

其中實驗室基礎器材包含視聽設備、計算機、傳感器、軟件平臺、安全防護用品、常用電器、收納整理用具和常用工具等.將當前先進的教學技術設備納入到《標準》中，為教師使用現代化教學手段服務教學提供了政策支持.實驗室的其它基礎配置為實驗室的標準化、規范化建設提供了依據，同時多種多樣的木工、金工、電工工具，為教師在教學中研發、自制教學器材提供了方便.

主題學習器材按照課標內容標準細化到二級主題，按照二級主題內容涉及到實驗基礎上，整體設計實驗器材標準，保證了實驗器材的全面、規格統一、組裝方便，既有利于實驗的管理更有利于教師的選擇，更加有利于提高教師準備實驗的效率.

1.2 欄目精細規范引導

新《標準》的欄目除器材類型、學習主題外，還有分類代碼、器材名稱、規格、品名、教學性能要求、單位、數量、配備要求、執行標準代碼、備注和實踐活動建議等，對每一個實驗器材質量要求、教學要求、配置數量和圍繞核心素養培養的活動都有明確的規定.為教育行政部門、教研部門、教師檢查和檢驗實驗儀器是否符合教學要求提供明確、可操作的依據，為實驗儀器生產企業提供生產質量標準.有利于《標準》服務科學教育、促進科學管理，充分發揮《標準》的引領作用.

1.3 活動建議指導教學

物理教育的最終目的就是全面提升學生的核心素養，為了更好地利用物理學中豐富的實驗資源達成教學目標，在新《標準》中專門列出了“活動建議”一欄.針對主題學習器材，從實驗器材的使用目的、實驗要求、核心素養培育提出建議，為實驗器材的選擇、配備及使用指明方向.“實踐活動”包括實驗、設計、探究、制作、調查和考察等.實踐活動建議按照實驗器材的用途分為基本實驗建議和拓展活動建議.基本實驗是指現行義務教育物理課程標準規定的20個必做學生實驗，還包括義務教育物理課程標準規定的內容領域中建立核心概念和核心規律的學生實驗和教師演示實驗.拓展實驗是指義務教育物理課程標準規定的內容領域中為激發學生學習興趣、培養學生情感態度價值觀的實驗及體驗活動.基本實驗建議列出了與主題對應的實驗器材可以完成的基本實驗名稱，拓展活動建議列出了與主題對應的實驗器材可以完成的拓展活動名稱，在此基礎上提出了這兩類活動應達成的三維目標（知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀）和核心素養培育目標.

根據活動建議，教師要根據整體學習目標和學生已有的知識基礎和技能基礎，選擇或設計真實的、適當的活動任務.既要安排實驗類的科學探究活動，如光與色彩、奇妙的眼睛等，也要安排制作類的手工藝活動，如制作神奇的滾筒、制作公道杯等;還可以安排參觀、調查類的科學活動，如路口交通擁堵情況調查、校園環境下物候觀測與研究等.

1.4 自主選擇因地制宜

《義務教育物理課程標準》對教學內容只做了原則性的規定，具有顯著的開放性，為教材編寫者提供了較大的發揮余地，全國現行五套物理教材，教學內容、實驗方法都有很大不同，給教學儀器配備也帶來了新的問題.為更好適應課程標準和全國現行五套物理教材及各地實際教學需求，新《標準》進一步優化了結構，突出了選擇性.《標準》中必配實驗器材占比不到40%，60%以上的實驗器材為選配，為學校教師自主選擇提供了更大的空間，更好地滿足不同區縣、不同學校的教學需求，同時原來適合教學需求的已配備實驗得以繼續使用，經費使用更加有效，大大降低新標準使用后的技術改造、成本投入.“必配”是驗收達標的最低要求，包涵基本實驗所需的器材.“選配”為豐富學習方式提供更多支持，既可用于支持基本實驗，也可用于支持拓展活動.教師可根據選用的教材，基礎型、拓展型和探究型課程的需要以及師資特點、教師的教學方法、教學場地、設施等實際條件，在達到“基本”要求的基礎上，選擇配備“選配”的儀器設備，以滿足教學的需要.

這就需要教師既要全面了解新《標準》的內容，也要了解學校現有實驗器材的情況，按照是否符合《標準》要求統計分類，并對初中物理教學進行系統規劃，提出明確的實驗器材的種類和數量需求.在此基礎上，按照標準選配教學需要的實驗器材，從而實現既能滿足教學需求，又能節約資源，提高教學質量的目的.充分體現了新《標準》以教學為本、以人為本，為義務教育物理教學改革的發展提供保障的服務理念.

2 確保器材質量關，保障教學

物理教育所應用的實驗儀器的質量是保證實驗完成的關鍵，也是培養學生嚴謹求實科學態度、從小樹立質量意識的重要途徑，同時教學儀器質量和水平是一個國家工業制造水平的縮影，影響著科學教育的理念和水平、影響著一個國家未來的科技創新能力、工業制造能力以及產品的質量.但是，目前學校現有實驗器材的質量普遍存在問題，成了制約教師開展實驗教學的重要因素之一.

有教師曾經用十幾支溫度計同時測量同一杯沸水的溫度，結果每支溫度計各不相同，有的溫度相差近10℃，還有一些器材幾乎是一次性的，無法安全可靠地完成實驗.

為此，新《標準》對所有測量儀器及定值電阻、電阻箱、鉤碼和砝碼等具有標稱值的都提供精度或誤差標準，保證所配儀器能夠完成課標規定的探究實驗要求.對實驗器材所用材料的性質、安全性和規格等都要做出明確規定.對規格型號功能等主要技術規范要標準化、規范化，保證儀器設備的質量.這次修訂還將器材的實驗要求、教學要求寫進《標準》中，既方便教師的選擇也方便行政部門的監督管理，確保從實驗器材選擇、采購、驗收和使用各環節強化主體責任.

教師在提出實驗器材需求、選擇實驗器材的專業判斷、教學過程中的應用和實驗器材的維護等方面承擔著不可替代的作用和責任，應以高度責任感參與實驗器材的選擇、檢驗、使用和評價等環節，從而保證依據標準配備的實驗器材質量，真正滿足義務教育物理實驗教學需要.

3 突出做中學理念，創新教學

提升青少年學生的核心素養是物理教育的終極目標，物理學科的核心素養主要包括科學觀念、科學思維、科學探究、科學態度和技術應用等方面，這些素養絕不是靠教師的講授能夠形成的，需要學生在真實的情境中學習科學思維、親身經歷科學探究過程和自主建構科學知識形成科學觀念，并運用所學知識和方法創新設計、拓展技術應用，才能夠逐漸形成科學態度和社會責任感.

為滿足這種做中學、學中思和思中創的教學需求，新《標準》還增添了用于學生做中學的實踐活動材料包.如“摩擦力趣味實驗制作材料”，通過自選器材可以制作“聽話的飲料瓶”“上行木板”“氣墊光盤”等趣味實驗，引導學生設計制作激發他們的學習興趣，培養他們的實踐動手能力，更有助于他們將所學知識與摩擦力的實際應用聯系在一起.

教師要充分利用各類資源支持學生的觀察、實驗、制作、參觀和調查活動，選擇并用好《標準》中配置的實踐活動材料包，例如“大氣壓系列實驗材料”包中包含了覆杯實驗、負壓吹氣球、噴泉、拔火罐、粗測大氣壓和虹吸等實驗，這些實驗既可以證明大氣存在壓強，幫助學生發現證明大氣存在壓強的一般方法，通過實驗解釋大氣壓在生活中的應用，還能夠滿足師生測量大氣壓和開發大氣壓應用的設計制作需要，為他們的實踐創新奠定了物質基礎.教師要創新教學思路，結合實踐活動建議，設計適當的活動任務，落實核心素養培育目標具體化.

4 關注前沿新科技，豐富教學

新《標準》增加了力、聲、溫度、濕度、電流和電壓等各種傳感器，為學生運用現代化技術手段開展科學探究，獲取、分析數據得出結論提供了技術支持.《標準》中還增加了各種電子測量儀器如數字溫度計、數字電流表、電壓表和激光測距儀等，能夠有效提高實驗的精確度，減小實驗誤差.虛擬現實交互教學系統、微型教學掃描隧道顯微鏡等高科技成果，為轉變教學方式、提高學生學習興趣奠定基礎.

新《標準》中將半導體材料、記憶合金材料和納米特性材料等新材料設計成了有趣的實驗，從而引導學生在觀察有趣的實驗現象過程中，了解一些新材料的特點及其應用，并了解新材料的發展對人類生活和社會發展帶來的影響.

新《標準》還新增了桌面切割機、激光切雕刻機等先進的加工工具，這些工具的配置既為教師的自制加工教學器材提供了方便，同時還可以作為物理知識的實際應用，讓學生親身感受到學習物理的意義，科技進步與創新同物理學的密切關系，激發他們的創新意識和投身創新的信心.

教師要順應科學技術的迅猛發展，不斷更新觀念，與時俱進，自覺學習使用新技術、新設備，不斷提高實驗教學的效率.教師要站在學生核心素養培育、學生未來學習工作需求的高度，從時間成本等多角度認真思考、選擇采用傳統測量儀器，還是數字化測量儀器.教師要充分利用科技場館、高科技企業等社會資源，豐富科技活動的內容和形式，為學生體會科技發展、體會科學技術和社會的聯系，激發學生的創新意識和投身創新的信心，提供專業支持.

5 《標準》與自備共存，自主教學

“瓶瓶罐罐當器材，拼拼湊湊做實驗”是老一輩物理教育工作者一貫倡導的實驗理念，新《標準》在吸收先進技術設備和創新器材的同時，也提倡利用低成本實驗器材開展實驗教學，作為教學創新的有效補充，所以，《標準》中還有一部分器材需教師或學生自備.如“欹器模型”“釘板實驗材料”“壓力和壓強演示器”“浮力趣味實驗材料”等，完成這些實驗都可以采用生活中常見的廢舊物品，方便易得.這些自制的實驗器材非常有利于教師開展自主教學，增進實驗教學的親切感.

因此，教師在教學中要提倡用學生身邊的日常生活器具進行探究活動，可以布置相關的實踐作業，引導學生將實踐活動延伸到課外，通過自主創新活動，培養他們的創新能力.另外，還可以把學生實踐活動中的學習成果和作品作為教學資源，學生的作品是其付出了許多勞動后的智力產品，其中許多作品都蘊含著豐富的想象力與創造力，將其作為教學資源學生會感到更加親切，更有利于激發學生的學習積極性和創造性.

孔子曰“工欲善其事，必先利其器”.經過近一年的努力和《標準》修訂組成員數十次的反復修改，現已頒布即將實施，它就像一把“利器”已經交到了我們教師手中，為讓《標準》發揮出最大作用，實現我們的預定目標，建議各位同仁特別關注以下幾點：1.閱讀新《標準》中新增和刪減部分，理解《標準》修訂的指導思想和教育理念;2.了解實踐活動材料包能夠完成的實驗，設計適合學生動手實踐的課例，豐富自己的課堂教學形式;3.關注新《標準》中的實踐活動建議，了解主題中涉及到的主要實驗，理解實踐活動的具體目標，按照活動建議設計教學活動;4.熟悉實驗室中常備工具的使用方法，各種材料的特點，為開展教具制作和器材開發做準備.《標準》是實驗教學的綱領性文件，教師須結合自己的教學實踐，理解《標準》、用好《標準》，才能真正提升物理實驗教學水平.

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（收稿日期：2019-07-20）