基于“初中物理装备标准” 提升实验教学水平的策略

鲍建中 秦晓文

摘 要：本文针对教育部新颁布的“初中物理教学装备配置标准”的特点，提出了基于标准，提升初中物理教学水平的五项策略：了解新《标准》结构，服务教学;确保器材质量关，保障教学;突出做中学理念，创新教学;关注前沿新科技，丰富教学;标准与自备共存，自主教学.

关键词：初中物理;装备标准;实验教学

文章编号：1008-4134（2019）22-0005 中图分类号：G633.7 文献标识码：B

随着科技的迅猛发展和新时代的到来，社会对人才的培养提出了新要求，教育教学需要进一步深化改革提高教育质量.中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于深化教育体制机制改革的意见》中明确提出“培养创新能力，激发学生的好奇心、想象力和创新思维，养成创新人格，鼓励学生勇于探索、大胆尝试、创新创造”的育人要求.在此背景下，教育部于2018年启动了新的《初中物理教学装备配置标准》（以下简称标准）修订工作，2019年5月27日正式颁布，并于今年9月1日正式实施.新《标准》有哪些特点？作为一线教师如何用好《标准》服务教学呢？本文将针对新《标准》的特点，提供如下五个方面的建议.

1 了解新《标准》结构，服务教学

为了更好地服务义务教育物理教学，满足义务教育物理教学的实际需求，方便实验仪器及器材的选择、操作、整理、存储和管理，提高科学探究效率，节约人力成本，使实验仪器及器材成为支撑物理课程实施的有机组成部分，适应义务教育物理教学改革的发展，本次修订在内容结构方面做了较大调整.

1.1 分类编写方便管理

新《标准》改变了原来以实验仪器为线索的表达方式，将初中物理教学装备配置分为实验室基础器材和主题学习器材.

其中实验室基础器材包含视听设备、计算机、传感器、软件平台、安全防护用品、常用电器、收纳整理用具和常用工具等.将当前先进的教学技术设备纳入到《标准》中，为教师使用现代化教学手段服务教学提供了政策支持.实验室的其它基础配置为实验室的标准化、规范化建设提供了依据，同时多种多样的木工、金工、电工工具，为教师在教学中研发、自制教学器材提供了方便.

主题学习器材按照课标内容标准细化到二级主题，按照二级主题内容涉及到实验基础上，整体设计实验器材标准，保证了实验器材的全面、规格统一、组装方便，既有利于实验的管理更有利于教师的选择，更加有利于提高教师准备实验的效率.

1.2 栏目精细规范引导

新《标准》的栏目除器材类型、学习主题外，还有分类代码、器材名称、规格、品名、教学性能要求、单位、数量、配备要求、执行标准代码、备注和实践活动建议等，对每一个实验器材质量要求、教学要求、配置数量和围绕核心素养培养的活动都有明确的规定.为教育行政部门、教研部门、教师检查和检验实验仪器是否符合教学要求提供明确、可操作的依据，为实验仪器生产企业提供生产质量标准.有利于《标准》服务科学教育、促进科学管理，充分发挥《标准》的引领作用.

1.3 活动建议指导教学

物理教育的最终目的就是全面提升学生的核心素养，为了更好地利用物理学中丰富的实验资源达成教学目标，在新《标准》中专门列出了“活动建议”一栏.针对主题学习器材，从实验器材的使用目的、实验要求、核心素养培育提出建议，为实验器材的选择、配备及使用指明方向.“实践活动”包括实验、设计、探究、制作、调查和考察等.实践活动建议按照实验器材的用途分为基本实验建议和拓展活动建议.基本实验是指现行义务教育物理课程标准规定的20个必做学生实验，还包括义务教育物理课程标准规定的内容领域中建立核心概念和核心规律的学生实验和教师演示实验.拓展实验是指义务教育物理课程标准规定的内容领域中为激发学生学习兴趣、培养学生情感态度价值观的实验及体验活动.基本实验建议列出了与主题对应的实验器材可以完成的基本实验名称，拓展活动建议列出了与主题对应的实验器材可以完成的拓展活动名称，在此基础上提出了这两类活动应达成的三维目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）和核心素养培育目标.

根据活动建议，教师要根据整体学习目标和学生已有的知识基础和技能基础，选择或设计真实的、适当的活动任务.既要安排实验类的科学探究活动，如光与色彩、奇妙的眼睛等，也要安排制作类的手工艺活动，如制作神奇的滚筒、制作公道杯等;还可以安排参观、调查类的科学活动，如路口交通拥堵情况调查、校园环境下物候观测与研究等.

1.4 自主选择因地制宜

《义务教育物理课程标准》对教学内容只做了原则性的规定，具有显著的开放性，为教材编写者提供了较大的发挥余地，全国现行五套物理教材，教学内容、实验方法都有很大不同，给教学仪器配备也带来了新的问题.为更好适应课程标准和全国现行五套物理教材及各地实际教学需求，新《标准》进一步优化了结构，突出了选择性.《标准》中必配实验器材占比不到40%，60%以上的实验器材为选配，为学校教师自主选择提供了更大的空间，更好地满足不同区县、不同学校的教学需求，同时原来适合教学需求的已配备实验得以继续使用，经费使用更加有效，大大降低新標准使用后的技术改造、成本投入.“必配”是验收达标的最低要求，包涵基本实验所需的器材.“选配”为丰富学习方式提供更多支持，既可用于支持基本实验，也可用于支持拓展活动.教师可根据选用的教材，基础型、拓展型和探究型课程的需要以及师资特点、教师的教学方法、教学场地、设施等实际条件，在达到“基本”要求的基础上，选择配备“选配”的仪器设备，以满足教学的需要.

这就需要教师既要全面了解新《标准》的内容，也要了解学校现有实验器材的情况，按照是否符合《标准》要求统计分类，并对初中物理教学进行系统规划，提出明确的实验器材的种类和数量需求.在此基础上，按照标准选配教学需要的实验器材，从而实现既能满足教学需求，又能节约资源，提高教学质量的目的.充分体现了新《标准》以教学为本、以人为本，为义务教育物理教学改革的发展提供保障的服务理念.

2 确保器材质量关，保障教学

物理教育所应用的实验仪器的质量是保证实验完成的关键，也是培养学生严谨求实科学态度、从小树立质量意识的重要途径，同时教学仪器质量和水平是一个国家工业制造水平的缩影，影响着科学教育的理念和水平、影响着一个国家未来的科技创新能力、工业制造能力以及产品的质量.但是，目前学校现有实验器材的质量普遍存在问题，成了制约教师开展实验教学的重要因素之一.

有教师曾经用十几支温度计同时测量同一杯沸水的温度，结果每支温度计各不相同，有的温度相差近10℃，还有一些器材几乎是一次性的，无法安全可靠地完成实验.

为此，新《标准》对所有测量仪器及定值电阻、电阻箱、钩码和砝码等具有标称值的都提供精度或误差标准，保证所配仪器能够完成课标规定的探究实验要求.对实验器材所用材料的性质、安全性和规格等都要做出明确规定.对规格型号功能等主要技术规范要标准化、规范化，保证仪器设备的质量.这次修订还将器材的实验要求、教学要求写进《标准》中，既方便教师的选择也方便行政部门的监督管理，确保从实验器材选择、采购、验收和使用各环节强化主体责任.

教师在提出实验器材需求、选择实验器材的专业判断、教学过程中的应用和实验器材的维护等方面承担着不可替代的作用和责任，应以高度责任感参与实验器材的选择、检验、使用和评价等环节，从而保证依据标准配备的实验器材质量，真正满足义务教育物理实验教学需要.

3 突出做中学理念，创新教学

提升青少年学生的核心素养是物理教育的终极目标，物理学科的核心素养主要包括科学观念、科学思维、科学探究、科学态度和技术应用等方面，这些素养绝不是靠教师的讲授能够形成的，需要学生在真实的情境中学习科学思维、亲身经历科学探究过程和自主建构科学知识形成科学观念，并运用所学知识和方法创新设计、拓展技术应用，才能够逐渐形成科学态度和社会责任感.

为满足这种做中学、学中思和思中创的教学需求，新《标准》还增添了用于学生做中学的实践活动材料包.如“摩擦力趣味实验制作材料”，通过自选器材可以制作“听话的饮料瓶”“上行木板”“气垫光盘”等趣味实验，引导学生设计制作激发他们的学习兴趣，培养他们的实践动手能力，更有助于他们将所学知识与摩擦力的实际应用联系在一起.

教师要充分利用各类资源支持学生的观察、实验、制作、参观和调查活动，选择并用好《标准》中配置的实践活动材料包，例如“大气压系列实验材料”包中包含了覆杯实验、负压吹气球、喷泉、拔火罐、粗测大气压和虹吸等实验，这些实验既可以证明大气存在压强，帮助学生发现证明大气存在压强的一般方法，通过实验解释大气压在生活中的应用，还能够满足师生测量大气压和开发大气压应用的设计制作需要，为他们的实践创新奠定了物质基础.教师要创新教学思路，结合实践活动建议，设计适当的活动任务，落实核心素养培育目标具体化.

4 关注前沿新科技，丰富教学

新《标准》增加了力、声、温度、湿度、电流和电压等各种传感器，为学生运用现代化技术手段开展科学探究，获取、分析数据得出结论提供了技术支持.《标准》中还增加了各种电子测量仪器如数字温度计、数字电流表、电压表和激光测距仪等，能够有效提高实验的精确度，减小实验误差.虚拟现实交互教学系统、微型教学扫描隧道显微镜等高科技成果，为转变教学方式、提高学生学习兴趣奠定基础.

新《标准》中将半导体材料、记忆合金材料和纳米特性材料等新材料设计成了有趣的实验，从而引导学生在观察有趣的实验现象过程中，了解一些新材料的特点及其应用，并了解新材料的发展对人类生活和社会发展带来的影响.

新《标准》还新增了桌面切割机、激光切雕刻機等先进的加工工具，这些工具的配置既为教师的自制加工教学器材提供了方便，同时还可以作为物理知识的实际应用，让学生亲身感受到学习物理的意义，科技进步与创新同物理学的密切关系，激发他们的创新意识和投身创新的信心.

教师要顺应科学技术的迅猛发展，不断更新观念，与时俱进，自觉学习使用新技术、新设备，不断提高实验教学的效率.教师要站在学生核心素养培育、学生未来学习工作需求的高度，从时间成本等多角度认真思考、选择采用传统测量仪器，还是数字化测量仪器.教师要充分利用科技场馆、高科技企业等社会资源，丰富科技活动的内容和形式，为学生体会科技发展、体会科学技术和社会的联系，激发学生的创新意识和投身创新的信心，提供专业支持.

5 《标准》与自备共存，自主教学

“瓶瓶罐罐当器材，拼拼凑凑做实验”是老一辈物理教育工作者一贯倡导的实验理念，新《标准》在吸收先进技术设备和创新器材的同时，也提倡利用低成本实验器材开展实验教学，作为教学创新的有效补充，所以，《标准》中还有一部分器材需教师或学生自备.如“欹器模型”“钉板实验材料”“压力和压强演示器”“浮力趣味实验材料”等，完成这些实验都可以采用生活中常见的废旧物品，方便易得.这些自制的实验器材非常有利于教师开展自主教学，增进实验教学的亲切感.

因此，教师在教学中要提倡用学生身边的日常生活器具进行探究活动，可以布置相关的实践作业，引导学生将实践活动延伸到课外，通过自主创新活动，培养他们的创新能力.另外，还可以把学生实践活动中的学习成果和作品作为教学资源，学生的作品是其付出了许多劳动后的智力产品，其中许多作品都蕴含着丰富的想象力与创造力，将其作为教学资源学生会感到更加亲切，更有利于激发学生的学习积极性和创造性.

孔子曰“工欲善其事，必先利其器”.经过近一年的努力和《标准》修订组成员数十次的反复修改，现已颁布即将实施，它就像一把“利器”已经交到了我们教师手中，为让《标准》发挥出最大作用，实现我们的预定目标，建议各位同仁特别关注以下几点：1.阅读新《标准》中新增和删减部分，理解《标准》修订的指导思想和教育理念;2.了解实践活动材料包能够完成的实验，设计适合学生动手实践的课例，丰富自己的课堂教学形式;3.关注新《标准》中的实践活动建议，了解主题中涉及到的主要实验，理解实践活动的具体目标，按照活动建议设计教学活动;4.熟悉实验室中常备工具的使用方法，各种材料的特点，为开展教具制作和器材开发做准备.《标准》是实验教学的纲领性文件，教师须结合自己的教学实践，理解《标准》、用好《标准》，才能真正提升物理实验教学水平.

参考文献：

[1]秦晓文.加强科学实践活动 促进科学学科整合[J].北京教育（普教版），2015（12）：31-32.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[3]秦晓文.探究照亮未来——物理教学中科学探究的理论与实践[M].北京：中国青年出版社，2017.

[4]北京教育科学研究院.北京市初中开放性科学实践活动项目手册[M].北京：人民文学出版社，2015.

[5]约翰·斯塔韦尔，秦晓文，张铁道译.怎样教科学[J].教育研究，2011（6）：73-78.

[6]李春密，鲍建中.初中物理快乐探究[M].北京：北京师范大学出版社，2010.

（收稿日期：2019-07-20）