中學(xué)物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力的構(gòu)成要素分析

東北師范大學(xué) 宮 影

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 年版）》指出：“義務(wù)教育階段物理課程的總目標(biāo)是提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，主要的方式就是通過科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣和科學(xué)探究意識(shí)。”物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)最有效的途徑，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在中學(xué)階段是非常必要的。教師通過演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，對(duì)教師自身的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约皩?shí)驗(yàn)教學(xué)能力的要求很高，物理教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的能力關(guān)乎學(xué)生對(duì)于物理學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式應(yīng)符合學(xué)生學(xué)習(xí)物理的認(rèn)知過程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力是教師在完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的過程中，充分發(fā)揮智力，運(yùn)用教育科學(xué)理論及物理知識(shí)進(jìn)行實(shí)際教學(xué)的本領(lǐng)。教師教學(xué)能力被視為其能否在教學(xué)過程中有所作為的前提條件，在素質(zhì)教育及新課程改革的今天，教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力在教學(xué)活動(dòng)中至關(guān)重要。

一、中學(xué)物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力研究現(xiàn)狀

目前對(duì)于中學(xué)物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力結(jié)構(gòu)的研究并不多，大部分研究專注于教師能力發(fā)展，而物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力屬于教師能力的一部分。

宋潔蓮、李逢五通過資料查詢、專家咨詢反推等方法，進(jìn)行篩選和歸納，得出實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力為：教師為達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)，順利從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)所表現(xiàn)出的一種心理特征。其中包括演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力和學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力，具體包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)教學(xué)組織能力、儀器和設(shè)備的選用能力、儀器和設(shè)備的操作能力、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)能力、指導(dǎo)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力六個(gè)主要方面。

曹宇巍是這樣定義的：物理教師根據(jù)教學(xué)需要，在一定的教學(xué)理念的指導(dǎo)下，選取實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備，按照一定的實(shí)驗(yàn)方法、步驟組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生獲得知識(shí)、技能和情感體驗(yàn)的能力，主要包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)能力等。教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力標(biāo)準(zhǔn)要求教師在實(shí)驗(yàn)的前、中、后三個(gè)階段都要具備相應(yīng)的能力，這對(duì)于教師的能力培養(yǎng)愈發(fā)重要，所以，對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力建構(gòu)已成為教師專業(yè)發(fā)展的必備要求。

二、中學(xué)物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力內(nèi)涵

物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力的高低會(huì)直接影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，教師的教學(xué)能力受很多因素影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力只是教學(xué)能力的一部分，教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力的高低受其自身的知識(shí)水平、經(jīng)驗(yàn)、對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解、課前準(zhǔn)備等因素的影響。那么實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力究竟是指什么呢？能力不僅是由教學(xué)效果體現(xiàn)的，教學(xué)過程中教師對(duì)于學(xué)生觀念的影響也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目的，所以教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力的高低不能單純地從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，還應(yīng)該關(guān)注教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的能力，通過教師的教學(xué)行為體現(xiàn)其實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力。

目前，國內(nèi)普遍將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)，不同形式的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)教師的要求是不一樣的。在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于教師占據(jù)實(shí)驗(yàn)主體地位，所以要求教師在課前要做好精心的準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)選題、引入、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀器選擇等，要保證演示實(shí)驗(yàn)的效果明顯，讓學(xué)生能有直觀的感受，并能在此基礎(chǔ)上建立正確的物理概念。在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要確保每位學(xué)生都能參與到實(shí)驗(yàn)中，所以教師要提前做好分組，盡量做到組間同質(zhì)組內(nèi)異質(zhì)，讓每個(gè)小組的學(xué)生都能積極參與。但由于學(xué)生較多，需要教師具備管理能力，在保證不干擾他人實(shí)驗(yàn)的情況下進(jìn)行，既要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，也要有組內(nèi)交流，共同合作解決問題。所以，在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的主要工作是管理和引導(dǎo)，要讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主體。

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要注意以下五點(diǎn)：第一，讓學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)原理，促使實(shí)驗(yàn)方法的遷移；第二，學(xué)生開放性選擇實(shí)驗(yàn)探究內(nèi)容；第三，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)器材的選擇上能有意識(shí)地選取生活中的材料，鼓勵(lì)學(xué)生自制教具；第四，提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意控制變量；第五，對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要給予正確的評(píng)價(jià)，必要時(shí)可以進(jìn)行公開展示，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要科學(xué)合理地選取實(shí)驗(yàn)課題并認(rèn)真組織好學(xué)生探究活動(dòng)，在學(xué)生追求真理的過程中培養(yǎng)其創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神。雖然在四種實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中教師發(fā)揮的作用是不同的，但是對(duì)教師自身能力的要求還是有共同之處，都需要教師具備協(xié)調(diào)管理能力、對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的使用和開發(fā)能力以及對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)的能力。

根據(jù)之前的研究，筆者將物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力分為如下幾部分：實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)能力、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理能力、實(shí)驗(yàn)教學(xué)操作能力、實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新能力（運(yùn)用現(xiàn)代科技解決教學(xué)問題的能力）、實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)能力、實(shí)驗(yàn)教學(xué)反思能力。

三、中學(xué)物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力要素分析

構(gòu)成要素 行為指標(biāo) 具體表現(xiàn)明確物理實(shí)驗(yàn)的原理、目的和過程；能設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)操作步驟并選擇適用的實(shí)驗(yàn)操作方法；能夠選擇適當(dāng)?shù)奶幚怼⒎治鰧?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法。 教學(xué)方法S2 能選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。教學(xué)用具S3 能根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求恰當(dāng)選擇和制作教學(xué)輔助資源。教學(xué)問題S4 能設(shè)計(jì)有效的實(shí)驗(yàn)問題，并能根據(jù)進(jìn)度適時(shí)提出。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)S1設(shè)計(jì)能力語言表達(dá)Z1 語言規(guī)范、思路清晰、重點(diǎn)突出。能將教材上的知識(shí)轉(zhuǎn)為實(shí)驗(yàn)操作，理論與實(shí)際結(jié)合；能明確指出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。講解示范Z3 能清楚介紹實(shí)驗(yàn)器材；能準(zhǔn)確使用實(shí)驗(yàn)器材。問題解決Z4 能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到的困難；能及時(shí)解決學(xué)生的問題。評(píng)價(jià)反饋Z5 能對(duì)每組提出有針對(duì)性的評(píng)價(jià)；能對(duì)實(shí)驗(yàn)有總體性評(píng)價(jià)。歸納總結(jié)Z6 能總結(jié)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)；得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。知識(shí)轉(zhuǎn)換Z2指導(dǎo)能力確定好上課時(shí)間、地點(diǎn)、人數(shù)以及上課形式，根據(jù)上課人數(shù)或?qū)嶒?yàn)性質(zhì)設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程模式，能保證課堂順利進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)分組G2 能根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)進(jìn)行分組，保證同組異質(zhì)、組間同質(zhì)。課堂組織G1管理能力實(shí)驗(yàn)器材管理G3實(shí)驗(yàn)前后保證實(shí)驗(yàn)器材質(zhì)量完好、數(shù)量足夠、擺放整齊；能解決基本的儀器故障問題。操作能力 識(shí)別與選取C1根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理圖正確辨識(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器；根據(jù)測量精度選取測量儀器的量程。

安裝與測試C2根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求，正確、合理地連接或組裝儀器；對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行預(yù)備性調(diào)試。操作能力操作與觀測C3按照合理的實(shí)驗(yàn)步驟與正確的操作規(guī)范，熟練、有序地調(diào)節(jié)；在實(shí)驗(yàn)中能合理地控制條件；能按照操作規(guī)范對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、測量與讀數(shù)；在實(shí)驗(yàn)中能夠采用合理的實(shí)驗(yàn)方法有效減小實(shí)驗(yàn)誤差；能夠發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題，并排除簡單的實(shí)驗(yàn)故障；能進(jìn)行安全操作，并且注意保護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器。記錄與處理C4合理設(shè)計(jì)表格，科學(xué)記錄數(shù)據(jù)；恰當(dāng)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。能根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)、課程內(nèi)容轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)思路，設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)類型；能利用多媒體或其他方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新CH2實(shí)驗(yàn)思路創(chuàng)新CH1創(chuàng)新能力能自主研發(fā)新型實(shí)驗(yàn)器材；能利用已有器材設(shè)計(jì)新穎的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方式的創(chuàng)新CH3能提供多種數(shù)據(jù)處理的方法；能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)律總結(jié)。對(duì)前沿實(shí)驗(yàn)的了解CH4關(guān)注物理學(xué)發(fā)展前沿問題；能對(duì)學(xué)生科普最新的物理實(shí)驗(yàn)。能鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)、同伴互評(píng)等多元評(píng)價(jià)。對(duì)本節(jié)課的評(píng)價(jià)P2對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)P1評(píng)價(jià)能力課堂氛圍是否活躍、課堂是否高效，課堂中師生交流是否頻繁，學(xué)生整體掌握情況。對(duì)自身的評(píng)價(jià)P3是否將已準(zhǔn)備的教學(xué)內(nèi)容全部呈現(xiàn)，是否達(dá)到了預(yù)期效果。反思的次數(shù)F1 每節(jié)課反思、每周反思、每月反思。反思的時(shí)間F2 課前、課中、課后。反思的內(nèi)容F3 關(guān)注自身知識(shí)的傳遞，關(guān)注課堂的整體氛圍，關(guān)注學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。反思的方式F4 只在腦中思考、形成文字、與同事交流。反思的行動(dòng)F5 只改了這節(jié)課的內(nèi)容、以后備課也會(huì)考慮這個(gè)問題、反思后行動(dòng)，行動(dòng)后反思。反思能力

中學(xué)物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力是一個(gè)多要素相關(guān)聯(lián)、相互影響的復(fù)雜系統(tǒng)，在一系列能力中，每個(gè)能力都是至關(guān)重要的。教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要關(guān)注各個(gè)方面的能力發(fā)展。本文通過分析歸納明確了中學(xué)物理教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力的構(gòu)成要素，教師可以通過分析能力要素中的行為表現(xiàn)分析自己是否具備這項(xiàng)能力，以及具備的能力水平。

通過此次研究，希望對(duì)中學(xué)物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力方面的發(fā)展提供方向，強(qiáng)化中學(xué)物理教師終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，助推中學(xué)物理教師專業(yè)發(fā)展。