西部高師基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)“五步法”教學(xué)論文

　　論文摘要：要真正縮短?hào)|西部地區(qū)基礎(chǔ)物理及實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)的差距，應(yīng)該從“源頭”改革，從高師院校特別是西部地區(qū)高師院校的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究課程改革著手。；并探索性地實(shí)踐了利用傳統(tǒng)、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)設(shè)備“加” 數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，雙管齊下，對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究課程作具“地方特色”地改革，分五個(gè)步驟快速有效地培養(yǎng)適宜西部貧困地區(qū)的中學(xué)物理教師；使貧困地區(qū)的“特殊”生源在較短時(shí)期內(nèi)轉(zhuǎn)變觀念，積極主動(dòng)學(xué)習(xí)、實(shí)踐。努力實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)跨越式提升；早日使“東”、“西”部地區(qū)的教育事業(yè)得到平衡發(fā)展打下了一定的基礎(chǔ)。

　　論文關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)物理傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),數(shù)字化實(shí)驗(yàn),師范院校,地域性,生源特色

　　西部少數(shù)民族貧困地區(qū)的基礎(chǔ)物理教育教學(xué)特別是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀不容樂觀。從坐落在云、貴、川三省交界處烏蒙高原上的昭通師專的生源情況，就能窺見一斑：隨著高校年年擴(kuò)招，地方院校特別是師范�？茖W(xué)校99﹪以上的學(xué)生來自農(nóng)村、半山區(qū)、山區(qū)。由于諸多原因，絕大多數(shù)在中學(xué)沒有做過或只做過極少數(shù)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)，為了應(yīng)對(duì)各類考試，教師們多采取在黑板上講實(shí)驗(yàn)、畫實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生背實(shí)驗(yàn)等方式“完成”實(shí)驗(yàn)教學(xué)。筆者到過市、縣、鄉(xiāng)各級(jí)學(xué)校作過調(diào)研，調(diào)查顯示：80﹪的學(xué)生在中學(xué)沒有真正使用過最基本、常用的物理實(shí)驗(yàn)的工具和儀表,如游標(biāo)卡尺、千分尺、物理天平等。中學(xué)物理教學(xué)的評(píng)價(jià)最終落腳在升學(xué)考試的上線率和進(jìn)入重點(diǎn)學(xué)校的比例上，造成學(xué)生潛意識(shí)中認(rèn)為實(shí)驗(yàn)無非是“應(yīng)考”，由于認(rèn)識(shí)偏差加之物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)太差，多數(shù)學(xué)生進(jìn)入師專后對(duì)物理實(shí)驗(yàn)總是消極應(yīng)付，普遍認(rèn)為基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單，甚至認(rèn)為即使有一天真正需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)：只要有儀器設(shè)備，照著書就做了，不會(huì)有什么問題。師范生具有這樣的認(rèn)識(shí)、理念，也就必然會(huì)造成“惡性循環(huán)”，筆者認(rèn)為這是西部少數(shù)民族貧困地區(qū)基礎(chǔ)物理教育教學(xué)質(zhì)量難于提高的根本原因之一。

　　眾所周知，師范院校是教育大業(yè)的工作母機(jī)。要真正改變物理教學(xué)特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，提高西部少數(shù)民族貧困地區(qū)的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)綜合水平，實(shí)現(xiàn)跨越式提升；盡早縮短與發(fā)達(dá)地區(qū)的差距；使“東”“西”部地區(qū)的教育事業(yè)得到平衡發(fā)展，顯然必須從“源頭”上下工夫，也就是要從師范院校做起。不徹底改變高師院校學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)，不改進(jìn)對(duì)他們的訓(xùn)練措施，不真正提升他們的實(shí)驗(yàn)綜合素質(zhì)，所有的愿望都只能是空中樓閣，現(xiàn)狀就不可能得到改善。

　　筆者在教學(xué)實(shí)踐中長(zhǎng)期關(guān)注這個(gè)問題，逐步探索出一套比較有效的方法，使大多數(shù)學(xué)生能在較短時(shí)期內(nèi)轉(zhuǎn)變觀念，深入學(xué)習(xí)、實(shí)踐。具體方法是對(duì)“基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”這門課程作具有“地方特色”的改革。本文僅就針對(duì)具有地域性和生源特色的教學(xué)對(duì)象的實(shí)施方案、步驟及具體做法作一總結(jié)，以求獲得專家、同行不吝賜教。

　　1第一步：“刺痛”學(xué)生促其改變觀念

　　在正式學(xué)習(xí)本課程之前，用問卷方式了解學(xué)生在中學(xué)做過哪些實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)測(cè)試他們使用基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中常用儀器、工具的能力，在對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)作初步了解的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計(jì)“陷阱”為難學(xué)生，讓他們真正感受到中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不容易做好，更不容易教好，必須下工夫?qū)W習(xí)、鉆研。

　　具體做法是有針對(duì)性地安排幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生按照說明書或中學(xué)教參獨(dú)立完成。例如：

　　按說明書安裝物理天平；按初中教材要求完成晶體熔化過程中溫度保持不變的實(shí)驗(yàn)（如海波的熔化過程）；汽化過程；測(cè)透鏡焦距；用千分尺測(cè)微小長(zhǎng)度；按照初中教材連接電路；按不同要求組裝滑輪組；起電；用一根繩演示橫波。在實(shí)際教學(xué)中所有學(xué)生都出現(xiàn)這樣那樣的問題。如：未將物理天平調(diào)水平就開始安裝，缺乏保護(hù)“刀口”、“指針”的意識(shí)，不知道吊耳要掛在橫梁的刀口上；使用千分尺把棘輪擰得咔咔直響；對(duì)光學(xué)元件缺乏基本的保護(hù)意識(shí)，不管是否光學(xué)面隨手就拿，發(fā)現(xiàn)有污漬要么用嘴吹，要么在衣服上蹭一下；電路連接不規(guī)范，不會(huì)正確使用滑動(dòng)變阻器。一些實(shí)驗(yàn)如海波熔化和橫波演示實(shí)驗(yàn)等沒有學(xué)生能夠完成。

　　教師根據(jù)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況的記錄，一一進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并用一些資料、圖片展示發(fā)達(dá)地區(qū)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)情況和創(chuàng)新成果。讓學(xué)生明白：現(xiàn)代人的科研、工程、生活等方方面面離不開常規(guī)的基本儀器儀表，正確使用它們是現(xiàn)代人的基本素質(zhì)。中小學(xué)教師應(yīng)該在這方面具備扎實(shí)的基本功，必須熟悉常見儀器的性能、構(gòu)造，熟練掌握儀器的使用方法和禁忌事項(xiàng)。通過這一步教學(xué)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程的認(rèn)識(shí)和態(tài)度都有了不同程度的改變。

　　2第二步：明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，理清課程線索

　　在上一步“準(zhǔn)備工作”的基礎(chǔ)上，教師用兩個(gè)課時(shí)從理論的角度較系統(tǒng)地對(duì)本門課程的目的、任務(wù)、所涉及的內(nèi)容和要求作概述。幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)這門課是為了掌握適應(yīng)基礎(chǔ)教育改革和發(fā)展所需要的、從事中學(xué)物理教學(xué)所必需的物理實(shí)驗(yàn)與研究的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、科學(xué)方法和基本技能；在學(xué)習(xí)過程中要加強(qiáng)準(zhǔn)教師的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能訓(xùn)練；要認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用；研究物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾種基本形式，即：演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、邊教邊實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)與制作。理清本門課程的學(xué)習(xí)線索。

　　3第三步：用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備訓(xùn)練學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/strong>

　　3．1利用庫(kù)存量大和報(bào)廢設(shè)備訓(xùn)練學(xué)生拆裝能力

　　在學(xué)生經(jīng)歷了“錯(cuò)誤”的挫折后，可安排四個(gè)課時(shí)由教師導(dǎo)引，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)常用的物理實(shí)驗(yàn)基本儀器的型號(hào)、常見符號(hào)標(biāo)志，構(gòu)造原理、安裝和調(diào)試、使用方法和注意事項(xiàng)，利用報(bào)廢的器材訓(xùn)練學(xué)生拆、組裝能力，加深對(duì)器材的感知。通過這一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠較全面地了解中學(xué)物理常用的幾十種儀器、工具，培養(yǎng)了學(xué)生正確使用基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中常用儀器設(shè)備的能力，抓牢傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中基本功的訓(xùn)練；并特別注意把握“師范”這條主線，將師范生必須掌握的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求、教學(xué)策略和技巧，以及學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的基本特征與基本要求等貫穿始終。一般安排十八個(gè)課時(shí)左右用傳統(tǒng)設(shè)備和方法完成的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既要兼顧傳統(tǒng)、經(jīng)典、里程碑性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)又要考慮加強(qiáng)基本的、常用的儀表工具的操作訓(xùn)練。如：測(cè)幾種物質(zhì)密度；用幾種量具測(cè)長(zhǎng)度；演示滑動(dòng)摩擦力；演示探究浮力、液體壓強(qiáng)；演示光的反射、折射、平面鏡成像、透鏡成像；滑輪、滑輪組、機(jī)械效率；演示海波熔化過程；測(cè)物質(zhì)的比熱；串并聯(lián)電路及小燈泡功率的測(cè)定；演示機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒；安裝直流電動(dòng)機(jī)模型；用示波器觀察不同聲音的波形；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用等。

　　實(shí)驗(yàn)過程中教師可隨機(jī)要求學(xué)生演示某儀表的使用或簡(jiǎn)述某實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束前通常留十分鐘左右隨機(jī)抽查，讓學(xué)生就一二種儀器或工具的構(gòu)造、使用方法或注意事項(xiàng)作簡(jiǎn)要說明，教師作補(bǔ)充更正。

　　本步驟旨在強(qiáng)化傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和手段的訓(xùn)練，將其作為本門課程的教學(xué)重點(diǎn)之一，以彌補(bǔ)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)底子太薄的先天不足。經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練，教會(huì)學(xué)生正確使用基本儀器、儀表、工具，培養(yǎng)他們眼、耳、鼻多種觀察能力，養(yǎng)成勤于動(dòng)手動(dòng)腦的習(xí)慣，簡(jiǎn)潔準(zhǔn)確地記錄數(shù)據(jù)并能用公式、圖象等方法處理數(shù)據(jù)，能對(duì)數(shù)據(jù)求平均值、求最大值、求最小值、計(jì)算不確定度，并作出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在學(xué)習(xí)訓(xùn)練的過程中始終圍繞“作為未來的教師將來如何開展教學(xué)”這一主線，要求他們從中學(xué)教師的角度對(duì)所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，探討教學(xué)方法，提出自己觀點(diǎn)。

　　4、第四步，用數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備使學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)代性與先進(jìn)性

　　為使學(xué)生切身感受具有時(shí)代性與先進(jìn)性的教學(xué)理念，并對(duì)當(dāng)前應(yīng)用越來越廣的數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備特點(diǎn)有所認(rèn)識(shí)和了解，首先讓學(xué)生了解數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備（DIS）的概貌：一般由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)、“實(shí)驗(yàn)包”及相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件等構(gòu)成；“智能化”的數(shù)據(jù)采集器自動(dòng)把整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中物理量的變化通過高采樣率完整的記錄下來，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中；數(shù)據(jù)采集器提供了反饋輸出，可以通過附加一些器材，通過回控使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。然后介紹各種傳感器的使用方法和注意事項(xiàng)。

　　接下來通常安排十個(gè)左右的學(xué)時(shí)讓學(xué)生使用“SID”實(shí)驗(yàn)設(shè)備做8—12個(gè)實(shí)驗(yàn)。在熟悉各種傳感器的使用方法和功能，熟悉相關(guān)軟件的正確使用的基礎(chǔ)上，選6—8個(gè)實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)做法作出詳細(xì)比較，寫出分析報(bào)告，特別要求指出各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。在此過程中教師根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備顯著的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)過程“可視化”、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)“重點(diǎn)化”、數(shù)據(jù)采集“智能化”、數(shù)據(jù)處理“智能化”、教學(xué)過程“現(xiàn)代化”；而其缺陷與不足是形成對(duì)電腦的過分依賴，操作者缺乏基本技能的訓(xùn)練和對(duì)物理過程的深刻感知。

　　數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的缺陷對(duì)西部貧困少數(shù)民族地區(qū)的學(xué)生而言也許更為明顯，但從發(fā)展的角度來看，它給未來的中小學(xué)教師打開了一扇窗，預(yù)留了進(jìn)一步學(xué)習(xí)發(fā)展的“接口”。

　　5第五步：帶領(lǐng)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、自制教具，鼓勵(lì)學(xué)生開發(fā)創(chuàng)新

　　在讓學(xué)生了解設(shè)計(jì)、開發(fā)、制作教具、演示實(shí)驗(yàn)儀器的程序的基礎(chǔ)上，教師采用一些老舊、殘損或做得十分粗糙簡(jiǎn)陋但設(shè)計(jì)理念不失巧妙的儀器如：J2169動(dòng)勢(shì)能演示器、J2147物體形變演示器、J2424楞次定律演示器、向心力實(shí)驗(yàn)儀、碰撞實(shí)驗(yàn)儀、液體表面張力演示器等，讓學(xué)生研究其原理、設(shè)計(jì)思路；鼓勵(lì)學(xué)生模仿、設(shè)法改進(jìn)或另辟蹊徑；帶領(lǐng)他們結(jié)合教育實(shí)習(xí)或試講設(shè)計(jì)制作一些簡(jiǎn)單實(shí)用的教具，能使他們受益終生。

　　通過長(zhǎng)期的關(guān)注和近幾年的踐行、改進(jìn)，以及畢業(yè)生反饋的信息，說明上述方案和措施是有成效、令人鼓舞的。由于觀念改變，大多數(shù)學(xué)生改變了對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的漠然，他們積極主動(dòng)地利用所在學(xué)校已有物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備教學(xué)，還有一些畢業(yè)生想方設(shè)法地自制教具、用具；特別是充分利用生活中常見物品演示物理現(xiàn)象和輔導(dǎo)中小學(xué)生開展青少年科技活動(dòng)，取得不菲的成績(jī)。筆者希望高師院校攜起手來，不懈努力，早日使基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)形成良性循環(huán)的喜人態(tài)勢(shì)。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 張德啟,李新鄉(xiāng)等。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[M]。科學(xué)出版社2005,8。

　　2 杜英磊,趙永飛 基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程體系和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革的初步嘗試[J]。 物理實(shí)驗(yàn),1998-cqvip.com