职前物理教师实验教学技能的调查和分析

杜爱慧 樊向宇

摘 要：物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验教学技能是物理教师专业素养的重要组成部分，对于基础教育物理教学，课程改革的推进起着关键作用。文章在问卷调查的基础上，分析了职前物理教师实验教学技能的现状，并针对其中存在的安全意识缺乏、实验基础知识不熟练、实验设计与自我评价能力不高、课外研发欠佳等问题进行了深入分析。

关键词：职前教师；物理；实验教学技能

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）9-0073-5

1 问题的提出

物理实验教学技能是物理教师专业素养的重要部分，它不仅要求教师要具有基本的实验能力，更要求教师要具有用实验进行教学的能力。鉴于此，我们认为物理教师实验教学技能应该包括实验基本素养、实验基本能力、实验教学能力以及实验教学研究能力等方面。高师院校是培养师范生物理实验教学技能的重要场所，该阶段也是职前物理教师专业素养形成与发展的重要阶段。在我国基础教育改革不断深入的背景下，高师院校也都积极进行了其培养模式的改革，并取得了一些效果，但其中仍存在着诸如学生实验基础知识不熟练、实验设计与自我评价欠缺等问题。本文结合问卷调查，详细分析了职前物理教师实验教学技能的现状，并针对其中存在的问题进行了深入分析，以期为我国高师教育的改革与发展提供一些借鉴和参考。

2 研究对象与方法

本次调查主要选择河南省内几所师范院校物理学专业的大四学生作为样本，他们已经学习了基本的教育、教学课程，完成了教育实习、微格教学等实践活动。

调查在半结构化访谈的基础上，结合已有的研究成果[1]编制了职前物理教师实验教学技能调查问卷。该问卷为结构性问卷，内容主要包括职前物理教师的实验基本素养、实验基本能力、实验教学能力以及实验教学研究能力等四方面。每一方面又有若干条题目，问卷共由44道選择题和1道自由发挥题目组成。调查采取质性和量化结果相结合的方法，主要有个案访谈和问卷调查。

调查采取分层整群抽样的方法，于2017年10月至2018年4月期间在每个学校物理学专业的学生中随机抽取30～40人进行调查，共发放问卷100份，收回93份，其中有效问卷80份，有效率为86.02%。对收集的数据和资料用SPSS22.0进行统计分析。

3 调查结果分析

3.1 职前物理教师实验基本素养情况

实验基本素养是指学生在实验过程中必须具备的基本实验态度、习惯和意识等。这里主要从学生的科学态度与观念、实验习惯、实验环保意识与实验安全意识四方面来分析职前物理教师的实验基本素养。调查结果发现，职前教师具有良好的实验习惯和较强的环保意识，但实验安全意识欠缺。

对于教学中是否会用实验进行授课的调查，92.5%的职前物理教师持肯定态度，而且多数职前教师都能在课前准备好实验器材并进行相应的检查。可见，职前物理教师对于实验的重要性能够正确认识，也形成了提前准备仪器、检查仪器的良好习惯。然而，在实验教学过程中，职前物理教师对学生实验安全方面所做的工作还比较欠缺。调查发现，对于学生实验安全的教育，仅有53.75%的职前物理教师做得比较好，仍有近一半的职前物理教师没有进行。可见，职前物理教师中还有多数自身比较缺乏实验安全意识，这可能与学生缺少真实实验教学经历有关，也可能是本科学习阶段自身受到的实验安全教育较少。

3.2 职前物理教师实验基本能力情况

物理实验基本能力是高师物理师范生必须掌握的最基本的实验能力，具体包括实验设计能力与实验基础知识掌握程度、实验基本操作能力与实验活动熟悉程度、实验数据处理与结果呈现能力以及问题解决能力等方面。

（1）实验设计能力与实验基础知识掌握程度分析

实验设计能力主要从实验方案设计与仪器选取能力两方面来进行。调查发现，93.75%的职前教师表示自己能够设计出合理的实验方案，并能选择合适的实验仪器进行实验。可见，职前物理教师已经具备了基本的实验设计能力。众所周知，实验设计要求教师要具有熟练的实验基础知识，也就是说，教师只有对实验内容、实验基础知识等足够熟练，才能设计出更合理的实验，充分发挥实验在物理教学中的作用。但进一步的调查却发现，仅有28.75%的职前教师表示对中学物理实验基础知识掌握得很熟练，有近一半（48.75%）的职前教师反映自己对中学物理实验内容只是有所了解，甚至有22.50%的职前教师持完全否定的态度。可见，职前物理教师虽然对实验设计充满信心，但其对实验基础知识的掌握程度却较低，这势必会影响到其实验设计的水平。

（2）实验基本操作能力与实验活动熟悉程度分析

实验操作能力是实验基本能力的核心，也是物理教学的重要基础。规范、熟练地对实验仪器进行操作，不仅能让学生观察到明显的实验现象，得出正确的结论，同时也在潜移默化地影响着学生的实验习惯。调查结果显示，职前教师具有基本的实验操作能力，但依然有60.00%的职前教师不能做到所做的实验现象都很明显，操作规范有待加强。物理实验中，操作不规范，不仅影响实验的现象，也会影响整个实验活动的进展。在实验活动期间，职前教师普遍都会遇到一些问题，仅有31.25%的职前教师在实验活动中能完全做到思路清晰，环节衔接紧凑。访谈中也发现，这不仅与操作不规范有关，还在于职前教师在课前并没有真正去熟悉实验，仅在课前进行了一次大致的演示。

（3）实验数据处理与结果呈现能力分析

实验数据处理与结果呈现能力是每个教师所必备的基本能力。随着实验仪器、手段的不断发展，信息技术与物理实验的整合，使得物理实验的数据处理与结果呈现越来越快捷、直观。这也就要求职前物理教师要具有一定的使用信息技术的能力。然而在调查中发现，仍有17.50%的职前教师表示自己在使用计算机、电脑软件等对实验数据进行处理、分析、绘制表格等方面不熟悉。12.50%的职前教师表示不能很好地对实验结果进行解释和呈现。可见，职前教师具有基本的数据处理能力，但用计算机处理数据的意识和结果呈现能力较差。

（4）问题解决的能力分析

对于问题解决能力的调查发现，职前教师具有较高的独立解决问题的意识，但在仪器维修方面表现得不尽人意。当一些简单实验仪器出现故障时，多数职前教师表示不能及时处理好，甚至有30.00%的职前教师表示自己完全不会简单仪器的维修。访谈中发现，他们虽然很想去解决问题，但发现自己缺乏必要的相关知识。出现这种情况与多数职前教师不注重实验仪器原理的学习有一定关系。所以，大学实验课程中应注意加强对学生仪器维修以及动手能力的培养。

3.3 职前物理教师实验教学能力情况

物理实验教学能力是指在物理实验教学的教育活动中教师应具备的各种知识性和技能性因素，是一种综合系统的教育教学能力。物理实验教学能力主要包括实验教学设计能力、实施能力和评价能力三个方面。

（1）实验教学设计能力分析

实验教学设计能力主要包括教师对教学内容的设计、教学手段与方式的选取以及自制仪器等三个方面。

对于实验教学内容设计的调查中发现，95%的职前教师能对教材进行深入分析，选取合适的实验教学内容，并能根据内容设计出合理的教学方案。同时，为了增强学生思考问题的能力以及对实验的理解，也会设计一些课堂问题，并根据进度适时提出。但在实验教学设计呈现方面的调查发现，仍有26.25%的职前教师认为自身不具备很好的书面呈现能力。进一步访谈中发现多数人认为时间太紧或认为课程太简单而没有必要写。可见，职前物理教师基本具备了实验教学内容的设计能力，但对于实验设计书面呈现的意识较差，而且对于实验教学的态度也不够认真。

对实验教学手段与方法的调查发现，在实验教学中，职前教师经常用板书、板画、现代媒体等多种手段辅助实验。尤其是经常会借助多媒体播放演示实验或者物理现象等，增加实验课的趣味性。另外，职前教师也会选择向学生介绍物理学家发现或探索的过程，辅助实验教学。但是，在选择实验课的授课方式上存在不足。16.25%的職前教师不会选择物理学史的授课方式辅助实验教学。另外，在如何选择实验课的授课方式上，17.50%的职前教师不能明确哪种实验需要教师演示，哪种实验需要学生亲自动手。访谈中可以发现这些职前教师对于《高中物理课程标准》中实验部分的内容解读不透彻，他们并没有真正理解和掌握中学物理实验的基本内容。

实验仪器的选择是根据实验教学内容来确定的。可见，自制简单实验仪器进行教学的能力也是职前教师实验教学设计的一部分。同时，自制简单的实验仪器不仅可以弥补实验仪器的不足，增强课堂的趣味性，也能激发学生的创造性。然而在调查中发现，仍有24.00%的职前教师表示自己一般不会自制简单的实验仪器。职前教师自制简单实验仪器的能力存在不足，有的职前教师是因为自身缺乏创造性，而且动手能力较弱。还有部分职前教师觉得没有必要，并且认为自制仪器需要的时间太久。

可以看出，职前物理教师虽然具有一定的实验设计能力，但仍然存在着缺乏实验设计书面呈现的意识、实验方式选取的能力较差以及缺乏较强的自制实验仪器的能力等问题。

（2）实验教学实施能力分析

实验教学实施是实验教学的核心部分。职前物理教师的实验教学实施能力主要包括实验的操作与讲解能力，教学的观察、诊断与指导能力，以及教学组织管理能力等方面。

演示实验是物理教学中常用的教学手段，它通过教师演示，可以让学生获得最直观的认识，从而实现思维转化。演示实验的操作必须要注意面向全体学生，通过适当讲解对学生进行有目的的引导等。调查中发现，大部分职前教师在这方面做得还是不错的。但对于实验操作的规范、准确等方面，调查显示仍有36.00%的职前教师表示自己所做的演示实验准确度不够，课堂上的成功率也较低。究其原因发现，这些职前教师忽视了演示实验的示范性，认为能观察到现象即可，对于其他方面并没有做充分的准备，最终导致演示实验失误较多。而对于实验过程中教师讲解能力的调查显示，职前教师的实验讲解能力整体呈中等水平，表现较好的人数较少。仅有31.25%的职前教师能对实验的讲解做到十分合理、清晰，甚至有16.25%的职前教师在对实验进行讲解时会出现很多问题，如：停顿、自己觉得讲清楚了但学生不明白等。原因不仅是对实验基本内容的掌握不够熟练，更重要的是平时接受的训练较少，实践机会不多。教师的实验观察与诊断能力，不仅表现在实验操作上，也应表现在对学生实验中心理活动的观察。调查发现，职前教师在实验教学中，虽能引导学生有计划、有目的地进行观察，并及时发现学生在实验中出现的问题，进行有效指导。但依然有18.75%的职前教师不会从心理学角度去诊断学生在课堂上的表现。这与职前物理教师心理学知识的欠缺有一定关系，但也反映出职前教师缺乏理论与实践相结合的意识，训练机会较少。对于实验课教学中组织管理能力的调查发现，职前物理教师的组织管理能力整体趋于中等水平。仅有36.25%的职前教师能完全做到妥善组织、安排学生有条不紊地进行实验。这其中仍有13.75%的职前教师表示在实验活动中会出现过快或过慢的问题。这主要是因为职前教师缺乏实验教学的经验，对于实验活动时间的合理安排不太熟悉。可见，职前教师在实验实施过程中，演示实验的规范程度和讲解能力较低，容易忽略对学生心理活动的诊断。同时，对实验教学的组织管理能力有待加强。

（3）实验教学评价能力分析

实验教学评价包括对学生、对实验课程的评价以及教师自我评价等方面。调查发现，职前教师具有基本的实验评价能力，但对学生实验评价的方式较单一，43.75%的职前教师主要是依据学生实验中的表现来评价学生的实验能力。另外，多数职前教师基本能做到对实验教学进行反思，但仅有37.5%能做到每次都反思，仍有12.50%的职前教师不会对自己的实验教学进行反思、评价。可见，职前教师对学生实验具有基本的评价能力，但评价方式较单一，自我评价有待加强。

从以上数据可以看出，职前物理教师虽然已经具备了一定的实验教学能力，但仍然在实验的设计、实施与评价过程中存在着种种问题。研究中也发现，职前教师比较认可的最能提高自己实验教学技能的途径主要有实验课程和教育实习。他们认为实验课程可以直接锻炼自己的实验基本能力，而教育实习则能让他们在实践中得到训练，有效提高自身的实验教学技能。可见，师范生教学能力培养的途径还有待进一步完善，

3.4 职前物理教师实验教学研究能力情况

实验教学研究能力是对教师实验教学技能提出的更高层次的要求，教师只有具备了教学研究能力，才能更好地适应未来教育的发展，创造出最佳的实验教学效果。物理职前教师的实验教学研究能力主要包括实验教学理论研究、课内实验的改进与创新以及课外实验活动的研发等能力。研究中发现，多数职前教师表示自己会经常上网或查阅书籍来获取并研读实验教学研究的相关内容，对于课内实验也会进行一定程度的改进和创新。调查中发现，36.25%的职前教师表示自己不会运用心理学对实验教学设计、实施、评价过程等产生的问题进行研究。21.25%的职前教师表示没有进行过课外实验研发，而且30.00%的职前教师表示自己从来没有设计过课外实验活动。对于教学资源的开发，仍有26.25%的职前教师表示自己不会从生活中去开发教学资源，甚至有些教师表示自己根本没有这方面的意识。可见，职前物理教师虽然能够对实验进行一些研究、改进和创新，但是在运用心理学知识进行理论研究以及研发课外实验活动方面却表现较差。职前教师的心理学知识的掌握和应用以及课外实验研发的能力等仍需引起重视。

4 结论与对策

从前面数据的分析可以发现，职前物理教师虽具备了一定的實验教学技能，但仍存在着诸多问题，整体能力相对还是比较薄弱。

（1）实验基本素养方面，职前教师虽然具有良好的实验习惯和较强的环保意识，但实验安全意识比较欠缺。对此，教师在教授学生专业知识和技能的同时，也要将实验素养的培养贯穿其中，不能将两方面割裂。尤其是在物理实验教学中，教师应注意把实验技能的培养和素质培养相结合，强调实验安全的重要性，加强安全意识的培养。

（2）实验基本能力方面，职前教师对实验基础知识掌握不够熟练，操作规范程度较低，同时欠缺运用计算机处理数据的意识和维修简单仪器的能力。可见，在实验基本能力培养方面，学校应注意增设与中学物理实验相关的课程。理论方面，教师可以让学生对《高中物理课程标准（2017版）》中有关实验部分进行解读，使学生能够深入理解课标对中学物理实验的要求，更好地运用实验进行教学。实践方面，教师应注意对学生进行明确的任务分配，让学生在熟悉中学实验内容的基础上对实验进行演示、分析等，进而给予针对性指导。这样不仅可以加强师范生对物理实验基本知识的理解，也使学生更加熟练地掌握实验活动程序。同时，结合学生对仪器原理的展示活动，使学生在充分掌握仪器原理的基础上更加规范、熟练地进行实验。

（3）实验教学能力方面，职前教师虽已具备了一定的实验教学能力，但在实验设计方面存在着缺乏实验设计书面呈现的意识、实验方式选取的能力较差以及缺乏较强的自制实验仪器能力等问题。在实验实施过程中存在着演示实验的规范程度和讲解能力较低，容易忽略对学生心理活动的诊断以及实验教学的组织管理能力较弱等问题。在实验评价方面存在着评价方式较单一，自我评价有待加强等问题。对于实验教学能力方面的诸多问题，教师应注意结合教育实习与微格教学的训练，加强学生实验设计、实验教学组织以及实验评价等方面的内容，注意理论与实验课程内容的结合，让学生在学习理论知识后能迅速在实践中得到锻炼和提升，尤其是在实验讲解和评价方面。

（4）实验教学研究能力方面，职前物理教师虽然能够对实验进行一些研究、改进和创新，但在运用心理学知识进行理论研究以及研发课外实验活动方面却表现较差。为了提高师范生的动手能力、自制简单实验仪器能力以及实验研究能力，教师可以在课堂教学中，开展讨论环节，让学生展示自己收集到的科研成果，也可以开展一些创新性实验比赛、成立一些实验研发小组以及增设开发性实验室等，以此来培养物理师范生对实验的研究能力。另外，对于实验中出现的问题，教师应积极引导学生运用教育学、心理学等知识进行分析解决，提升学生运用理论知识分析实际问题的能力。

参考文献：

[1]郝燕，何松，鲁忠洁.高师化学师范生化学实验教学技能体系的构建[J].高等教育，2011（3）：20-21.