提高教師自身素養 優化實驗教學效果

費衛東

【摘? ?要】? 提高實驗教學效果是所有物理教師的永恒追求，但在現實教學中，許多教師往往只從學生方面入手，卻忽視了自身實驗素養的提高，本文從參加物理教師實驗技能大賽的感悟入手，結合作者自身在平時教學實踐中碰到的問題，粗淺地闡述了教師在平時教學中值得關注提高的幾個方面，以期拋磚引玉。

【關鍵詞】? 原理;細節;方法;意識

“今后蘇州市的中考物理命題思想就是要讓認認真真做實驗的學生多得分！”這是蘇州市教科院院長徐祥寶在蘇州市初中物理教師實驗技能大賽總結會上的講話，這段講話的目的就是要求我們物理教師在平時的教學中認認真真地開展好實驗教學，切實提高實驗教學的效果，而這一切都與物理教師自身的實驗素養有關。下面我就結合自己參加實驗操作的比賽時的感受，談談在提升教師自身素養上應該著重關注的幾個方面：

一、關注實驗原理，確保實驗結果的準確度

毫無疑問，實驗原理的重要性是廣大物理教師熟知的，在實驗教學時也一定會對學生著重強調，但往往在涉及到教師自己的演示實驗時，卻又常常會被忽視。

例如，在探究“利用斜面提升物體的實驗”時，較理想的實驗數據應該是F·S略大于G·h，但由于在實驗前沒有對本實驗的操作原理進行分析，許多時候會出現如下兩個問題：①彈簧測力計的指針很不穩定，上臺讀測力計示數的學生無從下手，不知道讀多少？②較理想的實驗結果應該是F·S略大于G·h，并且提升物體越重，G·h與F·S比值應該越大，但實驗結果卻不遵循這一規律。這時，為了給學生一個說法，一些教師往往會說：由于實驗時不能做到真正意義上的勻速運動，導致測力計的指針不能穩定在一個刻度上，讀數不太準確，誤差較大來進行搪塞。誠然，在實際的操作中確實不能做到用測力計拉著物體做勻速運動，但出現上述問題的根本原因卻是由于摩擦力的影響，如果教師能把握好這一關鍵，在搭斜面時，適當增大斜面的傾角，盡可能讓提升物體的下表面及斜面光滑一點，就可使摩擦力減小許多，這樣實驗時就不會出現測力計示數不穩定，無法準確讀數的現象，測出來的數據也會非常符合實驗規律。再如探究定滑輪的作用時，實驗測得的拉力往往會比物重大一些，于是一些教師又會以測力計無法勻速拉動來進行解釋，究其原因是教師本人也忽視了測力計向下拉時，彈簧的重力會對測量結果造成一定的影響，實驗前對測力計的校零不能再用常規方法了，應該用兩把測力計在豎直方向對拉，從兩把測力計的示數差異上來對測量結果進行修正，雖然這一方法對學生來說要求是高了點，但對教師而言則是一個應該把握的技能。由此可見，讓學生理解并掌握實驗反映的物理規律固然重要，但教師自己更應該對每個實驗中隱藏的深層次的物理原理進行研究，切實提高實驗數據的準確程度。

二、把握實驗細節，提高數據的測量精度

雖然早就知道“細節決定成敗”的道理，但真正對這句話感到刻骨銘心的卻是在這次技能大賽的第一輪結束后，因為在這次比賽中，測小螺帽的密度這個實驗我做得不理想，測出來的數據與鐵的密度有一定的差異，雖然比賽中我明知數據不太準確，卻始終找不到原因，直到比賽結束與其他選手交流時才知道問題所在：一般在測量體積時，物體放入量筒中后，應該拉著細線抖幾下，排掉可能吸附在物體上的空氣（螺帽的螺紋間最易存在空氣泡），而我急于求成，恰好忽略了這一細節，導致測量的體積偏大，從而降低了測量數據的精度。細節雖小，卻體現了一個教師的智慧，想想初中物理這么多實驗，又有多少細節會在不經意間被忽略了呢？我不敢想象。如果我們老師能認真研究每個實驗的細節，熟記于心，并能在具體的教學中言傳身教，這對培養學生的實驗素養不就舉重若輕了嗎？這不正是在新課程理念在對教學行為的重新塑造嗎？

德國人追求細節的精神在我們看來近于刻板甚至死板，但正是因為“不放過任何一個細節”，成就了德國產品的卓越品質。同樣，要把新課程理念真正落到實處，也需要我們從細節入手，關注實驗教學的每一個細節，追求實驗教學的精確化。

三、規范操作方法，提高實驗現象的可信度

演示實驗是以教師為主要操作者的示范實驗，它要求教師要通過演示，把要研究的現象清晰地展示在學生眼前，引導學生觀察、思考。成功的演示實驗能給學生留下難以磨滅的印象，使課堂氣氛活躍，而失敗的演示則意味著對學生知識建構的失敗，直接影響教學效果，所以教師一般在實驗前都會研究器材，預先操作一遍，以確保實驗成功。但決定實驗成敗的因素除了器材好壞外，還有一個關鍵，那就是教師的操作方法是否妥當，而且由于有的實驗現象很短暫，為了防止有些學生沒有觀察清楚，可能會在課堂進行重復演示，如果教師操作不得法，則很有可能會出現截然不同的演示結果，影響教學效果。以“演示分子間的內聚力實驗”為例，雖然所有教師都知道，實驗成功的關鍵是鉛塊的表面要光滑，但有的老師要嘗試幾次才能成功，且第二次做時就要將鉛塊表面重新再削一次，不僅浪費大量的課堂時間，而且還降低了實驗現象的可信度。而有效的操作方法是：左手握住一個鉛塊（甲），右手將另一個鉛塊（乙）的邊緣緊壓在甲上，光滑面相對，然后左手的大拇指用力推動乙，兩者只要有三分之一相切就可以產生很大的吸引力了，這種方法不僅可以保證一次成功，而且鉛塊削一次可以重復演示多次。再如，利用空氣壓縮引火儀研究“做功能否改變物體內能”的實驗時，許多教師往往不能一次成功，究其原因是教師在把棉花放入壓縮引火儀時將棉花捏成了一個緊密的棉團，導致棉花與氧氣空氣面小，這樣受熱面小，接觸的氧氣少，所以難以點燃，而如果在放入棉花時，將棉花扯成絮狀，會大大提高實驗的成功率。因此研究實驗的操作方法，掌握操作竅門，保證實驗現象的穩定性和實驗的成功率，是一個值得我們教師花時間研究的課題。

四、研究高中物理，增加實驗探究的深度

在實驗操作大賽的總結會上，徐祥寶院長指出了這次比賽中暴露出的一個問題：凡是涉及高中物理的實驗，老師們普遍做得不好。這一問題深刻地說明：初中物理教師對高中教材的不熟悉，這對初高中物理的教學銜接是十分不利的。物理新課程標準強調，物理教學不僅僅要進行知識的傳授、技能的培養，而且要注重讓學生體驗探究的過程，感受并領悟科學研究的思維方法，更要從中培養學生熱愛科學、關注科技、勇于創新的科學素養和態度。這樣一種多維度的教育目標無疑是要求通過初中物理教學使學生的能力水平獲得更高層次的提升，為高中階段的學習打好基礎。所以我們初中教師也要熟悉高中教材，了解初高中物理在教材編排和對學生要求的不同，在平時的探究教學中，能用高中知識對實驗中出現的一些深層次現象進行解釋。例如：在探究并聯電路特點時，初中階段得出的規律是各支路間互不影響，但在實際的實驗中，增加一個并聯燈泡時，其他支路的燈泡亮度會有稍許變化，雖然許多學生會忽視這一現象，但觀察仔細的學生還是會提出這一問題的，如果教師能正確地告訴學生，這是由于干電池的內阻引起的，屬于高中物理的范疇，并在課后引導學生查閱相關資料進行解釋，利用實驗室開放時間對這一現象進行深度探究，這對培養學生的學習能力將是十分有益的。

五、樹立生活意識，拓寬實驗探究的廣度

《學會生存》一書指出：“教育的共同趨勢是必須把理論、技巧和實踐結合起來，學校不能和生活脫節。”但從實驗大賽中的操作題“利用漆包線、鋼絲、電源（干電池2節）、導線、小刀制作一只直流電動機模型”來看，許多教師都不能在半小時內完成這一操作，從中也可看出教師平時只注重書本實驗，注重實驗室專用器材的使用，忽視了課外實驗、課外小制作對實驗教學的輔助提升作用。因此要提高實驗教學的效果，教師就要有把實驗融入生活的意識，親自參與并引導學生把所學物理知識運用于探究解決生活中的問題，拓寬學生實驗探究的廣度。學生只有有了切身的經驗體會，體驗到了物理與生活的聯系，才能更好地投身于物理知識的學習中，學習興趣才能得到長久的維持。

例如在學習了杠桿知識后，讓學生以小組為單位，引導學生對自行車探究中的力學問題進行綜合性的實驗探究：自行車的零部件中哪些部件運用了“杠桿原理”？它們分別屬于哪一類杠桿？杠桿、輪軸、斜面還是滑輪？還可以對學生布置這樣一個實踐任務，在不影響沖水效果的前提下，怎樣調節可以減少馬桶上水箱的沖水量（要求用較多的辦法）。這樣學生必須自己去嘗試用杠桿與浮力的知識去研究水箱的沖水原理：當水位達到一定高度使浮球得到足夠的浮力時，杠桿的平衡被破壞，開始沖水，要節水必須降低浮球的動作高度，可以從改變支點高度這一角度來進行嘗試，這樣的課后實踐，賦予了學生更廣闊的實驗探究空間，教師的教學和學生的學習不再停留在紙面上，所獲得的不再是“紙筆知識”，而是綜合性的、生活化的實驗思想和技能，在解決生活問題的同時，真正達到了學以致用的目的。

綜上所述，我們物理教師要想做好實驗教學這篇大文章，利用實驗來提升學生的素養，助推學生進步，就必須在平時的教學中多加研究，切實提升自身的實驗素養。要想給學生一碗水，自己只有一桶水是遠遠不夠的，只有擁有了一潭水，而且是一潭活水，才能將“提升學生的實驗素養”落到實處，真正讓學生在中考中多得分！