提高教师自身素养 优化实验教学效果

费卫东

【摘   要】  提高实验教学效果是所有物理教师的永恒追求，但在现实教学中，许多教师往往只从学生方面入手，却忽视了自身实验素养的提高，本文从参加物理教师实验技能大赛的感悟入手，结合作者自身在平时教学实践中碰到的问题，粗浅地阐述了教师在平时教学中值得关注提高的几个方面，以期抛砖引玉。

【关键词】  原理;细节;方法;意识

“今后苏州市的中考物理命题思想就是要让认认真真做实验的学生多得分！”这是苏州市教科院院长徐祥宝在苏州市初中物理教师实验技能大赛总结会上的讲话，这段讲话的目的就是要求我们物理教师在平时的教学中认认真真地开展好实验教学，切实提高实验教学的效果，而这一切都与物理教师自身的实验素养有关。下面我就结合自己参加实验操作的比赛时的感受，谈谈在提升教师自身素养上应该着重关注的几个方面：

一、关注实验原理，确保实验结果的准确度

毫无疑问，实验原理的重要性是广大物理教师熟知的，在实验教学时也一定会对学生着重强调，但往往在涉及到教师自己的演示实验时，却又常常会被忽视。

例如，在探究“利用斜面提升物体的实验”时，较理想的实验数据应该是F·S略大于G·h，但由于在实验前没有对本实验的操作原理进行分析，许多时候会出现如下两个问题：①弹簧测力计的指针很不稳定，上台读测力计示数的学生无从下手，不知道读多少？②较理想的实验结果应该是F·S略大于G·h，并且提升物体越重，G·h与F·S比值应该越大，但实验结果却不遵循这一规律。这时，为了给学生一个说法，一些教师往往会说：由于实验时不能做到真正意义上的匀速运动，导致测力计的指针不能稳定在一个刻度上，读数不太准确，误差较大来进行搪塞。诚然，在实际的操作中确实不能做到用测力计拉着物体做匀速运动，但出现上述问题的根本原因却是由于摩擦力的影响，如果教师能把握好这一关键，在搭斜面时，适当增大斜面的倾角，尽可能让提升物体的下表面及斜面光滑一点，就可使摩擦力减小许多，这样实验时就不会出现测力计示数不稳定，无法准确读数的现象，测出来的数据也会非常符合实验规律。再如探究定滑轮的作用时，实验测得的拉力往往会比物重大一些，于是一些教师又会以测力计无法匀速拉动来进行解释，究其原因是教师本人也忽视了测力计向下拉时，弹簧的重力会对测量结果造成一定的影响，实验前对测力计的校零不能再用常规方法了，应该用两把测力计在竖直方向对拉，从两把测力计的示数差异上来对测量结果进行修正，虽然这一方法对学生来说要求是高了点，但对教师而言则是一个应该把握的技能。由此可见，让学生理解并掌握实验反映的物理规律固然重要，但教师自己更应该对每个实验中隐藏的深层次的物理原理进行研究，切实提高实验数据的准确程度。

二、把握实验细节，提高数据的测量精度

虽然早就知道“细节决定成败”的道理，但真正对这句话感到刻骨铭心的却是在这次技能大赛的第一轮结束后，因为在这次比赛中，测小螺帽的密度这个实验我做得不理想，测出来的数据与铁的密度有一定的差异，虽然比赛中我明知数据不太准确，却始终找不到原因，直到比赛结束与其他选手交流时才知道问题所在：一般在测量体积时，物体放入量筒中后，应该拉着细线抖几下，排掉可能吸附在物体上的空气（螺帽的螺纹间最易存在空气泡），而我急于求成，恰好忽略了这一细节，导致测量的体积偏大，从而降低了测量数据的精度。细节虽小，却体现了一个教师的智慧，想想初中物理这么多实验，又有多少细节会在不经意间被忽略了呢？我不敢想象。如果我们老师能认真研究每个实验的细节，熟记于心，并能在具体的教学中言传身教，这对培养学生的实验素养不就举重若轻了吗？这不正是在新课程理念在对教学行为的重新塑造吗？

德国人追求细节的精神在我们看来近于刻板甚至死板，但正是因为“不放过任何一个细节”，成就了德国产品的卓越品质。同样，要把新课程理念真正落到实处，也需要我们从细节入手，关注实验教学的每一个细节，追求实验教学的精确化。

三、规范操作方法，提高实验现象的可信度

演示实验是以教師为主要操作者的示范实验，它要求教师要通过演示，把要研究的现象清晰地展示在学生眼前，引导学生观察、思考。成功的演示实验能给学生留下难以磨灭的印象，使课堂气氛活跃，而失败的演示则意味着对学生知识建构的失败，直接影响教学效果，所以教师一般在实验前都会研究器材，预先操作一遍，以确保实验成功。但决定实验成败的因素除了器材好坏外，还有一个关键，那就是教师的操作方法是否妥当，而且由于有的实验现象很短暂，为了防止有些学生没有观察清楚，可能会在课堂进行重复演示，如果教师操作不得法，则很有可能会出现截然不同的演示结果，影响教学效果。以“演示分子间的内聚力实验”为例，虽然所有教师都知道，实验成功的关键是铅块的表面要光滑，但有的老师要尝试几次才能成功，且第二次做时就要将铅块表面重新再削一次，不仅浪费大量的课堂时间，而且还降低了实验现象的可信度。而有效的操作方法是：左手握住一个铅块（甲），右手将另一个铅块（乙）的边缘紧压在甲上，光滑面相对，然后左手的大拇指用力推动乙，两者只要有三分之一相切就可以产生很大的吸引力了，这种方法不仅可以保证一次成功，而且铅块削一次可以重复演示多次。再如，利用空气压缩引火仪研究“做功能否改变物体内能”的实验时，许多教师往往不能一次成功，究其原因是教师在把棉花放入压缩引火仪时将棉花捏成了一个紧密的棉团，导致棉花与氧气空气面小，这样受热面小，接触的氧气少，所以难以点燃，而如果在放入棉花时，将棉花扯成絮状，会大大提高实验的成功率。因此研究实验的操作方法，掌握操作窍门，保证实验现象的稳定性和实验的成功率，是一个值得我们教师花时间研究的课题。

四、研究高中物理，增加实验探究的深度

在实验操作大赛的总结会上，徐祥宝院长指出了这次比赛中暴露出的一个问题：凡是涉及高中物理的实验，老师们普遍做得不好。这一问题深刻地说明：初中物理教师对高中教材的不熟悉，这对初高中物理的教学衔接是十分不利的。物理新课程标准强调，物理教学不仅仅要进行知识的传授、技能的培养，而且要注重让学生体验探究的过程，感受并领悟科学研究的思维方法，更要从中培养学生热爱科学、关注科技、勇于创新的科学素养和态度。这样一种多维度的教育目标无疑是要求通过初中物理教学使学生的能力水平获得更高层次的提升，为高中阶段的学习打好基础。所以我们初中教师也要熟悉高中教材，了解初高中物理在教材编排和对学生要求的不同，在平时的探究教学中，能用高中知识对实验中出现的一些深层次现象进行解释。例如：在探究并联电路特点时，初中阶段得出的规律是各支路间互不影响，但在实际的实验中，增加一个并联灯泡时，其他支路的灯泡亮度会有稍许变化，虽然许多学生会忽视这一现象，但观察仔细的学生还是会提出这一问题的，如果教师能正确地告诉学生，这是由于干电池的内阻引起的，属于高中物理的范畴，并在课后引导学生查阅相关资料进行解释，利用实验室开放时间对这一现象进行深度探究，这对培养学生的学习能力将是十分有益的。

五、树立生活意识，拓宽实验探究的广度

《学会生存》一书指出：“教育的共同趋势是必须把理论、技巧和实践结合起来，学校不能和生活脱节。”但从实验大赛中的操作题“利用漆包线、钢丝、电源（干电池2节）、导线、小刀制作一只直流电动机模型”来看，许多教师都不能在半小时内完成这一操作，从中也可看出教师平时只注重书本实验，注重实验室专用器材的使用，忽视了课外实验、课外小制作对实验教学的辅助提升作用。因此要提高实验教学的效果，教师就要有把实验融入生活的意识，亲自参与并引导学生把所学物理知识运用于探究解决生活中的问题，拓宽学生实验探究的广度。学生只有有了切身的经验体会，体验到了物理与生活的联系，才能更好地投身于物理知识的学习中，学习兴趣才能得到长久的维持。

例如在学习了杠杆知识后，让学生以小组为单位，引导学生对自行车探究中的力学问题进行综合性的实验探究：自行车的零部件中哪些部件运用了“杠杆原理”？它们分别属于哪一类杠杆？杠杆、轮轴、斜面还是滑轮？还可以对学生布置这样一个实践任务，在不影响冲水效果的前提下，怎样调节可以减少马桶上水箱的冲水量（要求用较多的办法）。这样学生必须自己去尝试用杠杆与浮力的知识去研究水箱的冲水原理：当水位达到一定高度使浮球得到足够的浮力时，杠杆的平衡被破坏，开始冲水，要节水必须降低浮球的动作高度，可以从改变支点高度这一角度来进行尝试，这样的课后实践，赋予了学生更广阔的实验探究空间，教师的教学和学生的学习不再停留在纸面上，所获得的不再是“纸笔知识”，而是综合性的、生活化的实验思想和技能，在解决生活问题的同时，真正达到了学以致用的目的。

综上所述，我们物理教师要想做好实验教学这篇大文章，利用实验来提升学生的素养，助推学生进步，就必须在平时的教学中多加研究，切实提升自身的实验素养。要想给学生一碗水，自己只有一桶水是远远不够的，只有拥有了一潭水，而且是一潭活水，才能将“提升学生的实验素养”落到实处，真正让学生在中考中多得分！