普通高中物理探究实验教学探讨
普通高中物理探究实验教学探讨 摘要：在重庆市选取１１个区县的１１所普通高中的师 生作为调研对象，以问卷调查法和访谈法相结合，从学校物 理实验仪器配置、教师实验课的备课与上课和教师课外的实 验指导３方面调研了物理实验教学情况．结果表明：高中物 理实验室建设没有得到应有重视，实验室的使用均较封闭， 教师科学探究教学效果不明显，教师普遍缺乏自主研发和改 进物理实验以及培养学生创新能力的主动性． 关键词：普通高中；物理教师；
实验教学 自２００４年我国普通高中物理新课程标准（实验稿） 颁布以来，科学探究教学的理念已逐步深入到高中物理课堂 中．已有研究表明，理论性科学探究在课堂探究活动中应占 主导地位，且科学的社会性活动特质应该在课堂上充分体现 ［１］．新时期高中物理实验实际教学现状如何，需要研究 者用客观的调查研究数据来说明．随着我国新时期高考综合 改革工作的展开，高中学业水平考试的完善，也需要以目前 的教育教学调查现状为依据，因此，在我国高中物理课程进 入深入改革发展阶段的今天，特别有必要对一线教学现状进 行深入调研．文献［２］为重庆地区高一年级师生对科学探 究活动实施状况的研究，但文献并没有对重庆地区不同区县、 不同年级实验教学状况展开深入研究，因此本文着重对此进 行深入探讨，客观呈现高中物理教师实验教学中存在问题， 为深化普通高中物理教学改革、高中物理教师能力提升以及高中物理学业水平考试提供参考． １研究方法和过程 本文在借鉴已有研究［２］的基础上，根据物理学科特 点，从学校物理实验仪器配置、教师实验课备课与上课、教 师课外实验指导３个维度设计了调查问卷和访谈提纲，无论 教师调查问卷还是学生调查问卷均包含２８个调查题目（２ ０个封闭式题目，６个半开放式题目，２个开放式题目）． 本调查充分考虑学校所在地域、学校级别、教师学历、教龄、 职称、年级等分布的代表性，采取分层抽样法，选取重庆市 １１个区县的１１所普通高中的１１０名教师和１１００ 名学生作为问卷调查对象，收回的有效问卷数分别为：教师 卷９３份，学生卷９４９份，有效回收率分别约为８５％和 ８６％，并选取部分师生进行访谈．利用ＳＰＳＳ１９．０ 对调查结果统计分析，分别采用独立样本Ｋｒｕｓｋａｌ－ Ｗａｌｌｉｓ检验法和相关样本Ｋｅｎｄａｌｌ协同系数 法对调查样本的差异性和内部一致性进行检验． ２研究结果 ２．１学校物理实验仪器配置 本研究从实验仪器满足程度和先进程度、实验室开放程 度、实验仪器闲置程度和闲置原因这５方面调查了教师和学 生对物理实验仪器配置情况的看法．１）多数学校物理实验 仪器不完全满足实际物理教学需求．表１显示，教师问卷和 学生问卷的统计结果几乎一致，约５０％的教师和学生认为学校实验仪器只有少部分满足实际需求，认为学校实验仪器 完全满足实际需求的的教师和学生均不到１０％．进一步调 查哪类知识实验仪器缺乏最多时发现，电磁学类、振动、波 和分子物理学类以及光学类仪器不能满足需求的学校最多， 部分区县中学和非重点中学对于力学类仪器也缺乏.２）多 数学校物理实验仪器不够先进．表２显示，３０％的教师认 为学校没有先进的实验仪器，３９．６％的学生认为学校实 验仪器只有少数较先进，不到１０％的教师和学生认为学校 全部实验仪器是先进的．３）约一半学校物理实验室不开放． 表３显示，１３．３％的教师和２１．２％的学生认为学校 物理实验室是在规定时间开放，３５．３％的教师和２９． １％的学生认为学校物理实验室是在申请时开放，说明学校 物理实验室的开放程度总体不高，学生能在课余时间利用物 理实验室的机会并不多．访谈结果表明，多数学校物理实验 室不开放的主要原因是专职管理物理实验员人数不足．４） 多数学校物理实验仪器存在闲置现象．调查结果显示，２６． ２％的学校实验仪器有大量闲置，４７．７％的学校实验仪 器少量闲置，２４．６％的学校实验仪器没有闲置．进一步 调查学校物理仪器闲置的原因发现，实验仪器老化和实验效 果不好是物理实验仪器闲置的主要原因，其次是仪器损坏及 与教科书内容脱节．通过Ｋｒｕｓｋａｌ－Ｗａｌｌｉｓ检 验可知，实验仪器满足程度（ｐ＝０．０００＜０．０５） 和实验室开放程度（ｐ＝０．００２＜０．０５）在不同地区学校间存在差异显著，通过比较平均秩次发现，主城区中 学物理实验仪器的满足程度高于区县中学，重点学校物理实 验仪器的满足程度高于非重点中学，主城区中学物理实验室 的开放程度高于区县中学．实验仪器闲置程度（ｐ＝０．０ ７６＞０．０５）和先进程度（ｐ＝０．１５６＞０．０５） 在不同地区学校间没有显著差异． ２．２教师实验课的备课与上课 本研究从实验教师备课时间、备课选用参考资料和改进 已有实验情况这３方面来调研教师的实验课备课情况．从教 师选用的上课教学方法、讲解时间、探究实验开展频率、实 验预习、完成实验报告、对各项科学探究要素的重视程度、 实验成绩评定方式、影响物理实验课程教学的因素这８个方 面来调查教师的实验课上课情况．在教师备课方面，多数教 师准备实验时间一般为３～５ｈ．国家物理课程标准是多数 教师选择的实验课参考资料，教师还会参考配套教参和优秀 教案图书．也有部分教师会选择网络资源、练习辅导书和高 考考试说明等作为实验课参考资料，但所占的比例较小．约 ７０％的教师基本不会改进实验室仪器或教科书上的实验． 在教师上课方面，８４．１％教师在物理实验课上讲解时间 低于２０ｍｉｎ，多数教师安排物理实验课时，以２～４名 学生１组，且多采用讲授法和直观演示法，并作为学生的物 理实验引导者．多数学校学生实验在高一、高二开设，演示 实验和多媒体是高中物理教师常采用的物理实验课教学辅助手段．教师和学生关于探究实验开设频率的看法不一致， 如表４显示，６１．５％的教师经常开展学生实验，而只有 １８．８％的学生认为教师经常开展学生实验，教师对学生 预习实验和让学生完成实验报告的频率均高于学生的认识． 教师对各个科学探究要素的注重程度均高于学生对各个科 学探究要素的注重程度，进行实验与收集证据是高中物理教 师和学生最注重的内容，其次是制定设计实验、合作交流、 分析和论证、评估这４个要素也是高中物理教师和学生较重 视的．猜想假设和提出问题这２个要素的重视程度相对要低． 说明教师普遍不太重视学生发现和提出问题的能力以及猜 想与假设能力的培养．通过Ｋｒｕｓｋａｌ－Ｗａｌｌｉｓ 检验结果表明，教师实验开设频率（ｐ＝０．０７７＞０． ０５）、对“进行实验与收集证据”（ｐ＝０．０６６＞０． ０５）和“合作交流”（ｐ＝０．１８７＞０．０５）这２ 个科学探究要素的重视程度在不同地区间没有显著差异．以 上结果均表明，多数教师已有科学探究的意识，但是学生对 科学探究的认识还没有深入，即教师的教还没有完全转换为 学生的学．学生实验成绩评定方式的调查结果表明：学生操 作表现和综合各种因素是高中评价学生物理实验课的２种 主要方式，也有部分教师会采用实验报告和实验题纸笔测试 成绩来评定学生物理实验课成绩．调研结果还表明：模块课 程与课时安排以及学校实验配套设施是影响物理实验课程 教学的主要因素，而教师实验能力、教师教学能力、考试评价方式和学生水平是影响物理实验课程教学较次要的因素． ２．３教师课外的实验指导 本研究从课外小实验、科技小制作、社会资源利用、创 新活动和物理竞赛课程开设这５方面调研了教师对学生的 课外的实验指导情况．教师对学生课外科学能力和创新能力 的培养并不太重视．如表５所示，教师对学生课外小实验、 科技小制作、社会资源利用的指导频率并不高，且教师与学 生对这３项内容的看法是几乎一致的．一半以上的教师和学 生认为有时、极少、甚至从不开展课外小实验、科技小制作 和利用科技馆等社会资源．约８５％的教师从不开展学生创 新活动或开展物理竞赛课程，说明教师普遍只关注学生科学 探究基本能力的培养，而对于创新性要求较高的能力培养不 太关注． ３结论与建议 通过对以上调查结果的分析，发现多数学校具备基本的 物理实验条件，教师也具备基本的科学探究意识，但是高中 物理实验教学普遍没有得到应有的重视，主要体现在：缺乏 足够的专职物理实验员和实验室管理人员，学校实验仪器缺 乏应有的日常维护且不能完全满足实验教学需求，物理实验 室的使用均较封闭，教师对学生科学探究能力的培养效果不 明显，教师缺乏自主研发和改进物理实验仪器的主动性和积 极性，缺乏对学生创新能力和利用社会各类科技资源的引导． 针对以上问题，我们提出如下建议．３．１加强物理实验室建设 学校实验室建设是保障物理实验课程有效实施、中学生 创新能力得到培养的重要载体，实践证明，学生创新能力的 形成往往也是在与各类实验仪器的长期接触下，潜移默化形 成的．因此，物理实验室建设必须适应新时期学科课程改革 和发展的需要．调查结果表明，实验室缺乏专职实验管理人 员，实验效果不明显和仪器老化现象普遍，学生能够在课余 时间利用实验室的机会非常少，因此，应增加实验室实验员 的编制，坚持日常实验室仪器的维护，完善实验室管理体制， 从而为落后实验室仪器的改进和更新以及增加学校实验室 开放程度提供外在保障，对于无法再改进的实验仪器，应该 根据实际需要进行重新购置，使学校的物理实验室符合最新 的课程和教学需要．重视对区县和非重点中学物理实验室的 建设，调查结果也显示，区县和非重点中学物理实验室的开 放程度、教师开展学生实验的个数、实验仪器的先进程度均 低于主城重点中学，这很大程度上也是学校物理实验室本身 的建设比较落后的原因，因此，应更加关注区县和非重点中 学物理实验室的建设，并根据实际情况，给予应有的支持． ３．２提高教师实验教学能力 一线教师是将国家课程转化为学生习得的经验课程的 最终实践者，一线教师自身的科学探究水平和教学能力是推 进课程改革的关键．由调查结果可知，多数教师在实际实验 教学中努力体现新课程理念和三维目标，注重过程和方法以及学生探究能力的培养，推进了高中课程的发展，但也存在 一些问题．教师实施的科学探究课程与学生获得的科学探究 课程具有一定差距，只有少部分教师会重构教科书中实验， 教师对于学生科学探究能力的培养中，欠缺对学生提出问题 能力和猜想假设能力的培养，以及让学生参与演示实验的机 会也很少，还没有真正实现从被动地“教教材”向主动地“用 教材教”转变，多数教师不会指导学生应用各类社会资源， 对自己学校实验室仪器进行改进的教师也很少，另外，教师 对已有实验仪器进行改进或对已有实验进行改进的频率也 较低，这一切都说明教师自身的科学探究能力有待提高，教 师应不断发现自己教育教学中的问题，努力寻求改进策略， 提高实验教学水平，通过校本教研、专业引领和系统培训等 方式，让教师主动地依据课程标准，更清楚地了解学生需求 和客观把握教学实际情况，合理、有效、创造性地开展实验 课，提高教学能力，真正实现国家课程的校本化． ３．３提高教师社会资源开发能力 在教学媒体日益丰富且更新迅速的今天，教师所使用的 教学材料偏向于静态的封闭性既有资源，缺乏随时代更新的、 动态的开放性资源．调查发现多数学生仍处于被动的接受学 习状态．在社会和知识均在不断发展的今天，到师生们手上 的教学资料难免落后于时代，因此，应该加强教师对社会资 源开发，有效利用各类社会资源，改进物理实验课程教学的 能力，教师应引导学生利用社会的探索性和开放性资源，以不脱离学生所处的生活实际，激发学生的探究欲望和学习的 主动性，提高学生从生活中发现科学道理的能力，同时，培 养其在知识暴涨的时代对信息的甄别能力． ３．４学业水平考试应平衡科学探究能力的考察 在面临我国区域和城乡教育资源分配失衡的问题时，学 生物理实验学业水平测试应充分兼顾城乡实验仪器差距和 学生差异，不应避重就轻，哪种能力好测试就多考察哪种能 力，不仅要考虑处于不同经济水平、级别或位置的学校条件， 平衡各种实验能力的考察，特别是注重发现和提出问题的能 力以及猜想与假设能力等基本能力的考察，同时，还要考虑 不同教龄的教师和不同成绩的学生特征，以发挥减轻教师负 担和引导学生学习的功能和促进学生各方面能力测评的区 域间公平． 参考文献：
［１］唐小为，丁邦平．“科学探究”缘何变身“科学 实践”？―――解读美国科学教育框架理念的首位关键词之 变［Ｊ］．教育研究，２０１２（１１）：１４１－１４５． ［２］赵逸庶．高中物理科学探究活动实施现状研究 ［Ｄ］．重庆：西南大学，２０１１：５４．