中学物理教师实验教学能力的构成要素分析

东北师范大学 宫 影

物理学是一门以实验为基础的科学。《全日制义务教育物理课程标准（2011 年版）》指出：“义务教育阶段物理课程的总目标是提高学生的科学素养，主要的方式就是通过科学探究培养学生良好的思维习惯和科学探究意识。”物理实验教学是培养学生科学探究素养最有效的途径，因此，实验教学在中学阶段是非常必要的。教师通过演示实验或学生分组实验进行教学，对教师自身的实验能力以及实验教学能力的要求很高，物理教师在物理实验教学方面的能力关乎学生对于物理学本质的认识，物理实验教学的方式应符合学生学习物理的认知过程。实验教学能力是教师在完成实验教学任务的过程中，充分发挥智力，运用教育科学理论及物理知识进行实际教学的本领。教师教学能力被视为其能否在教学过程中有所作为的前提条件，在素质教育及新课程改革的今天，教师的实验教学能力在教学活动中至关重要。

一、中学物理教师实验教学能力研究现状

目前对于中学物理教师实验教学能力结构的研究并不多，大部分研究专注于教师能力发展，而物理教师实验教学能力属于教师能力的一部分。

宋洁莲、李逢五通过资料查询、专家咨询反推等方法，进行筛选和归纳，得出实验教学能力为：教师为达到实验教学的目标，顺利从事实验教学活动所表现出的一种心理特征。其中包括演示实验教学能力和学生实验教学能力，具体包括设计实验能力、实验教学组织能力、仪器和设备的选用能力、仪器和设备的操作能力、实验指导能力、指导撰写实验报告的能力六个主要方面。

曹宇巍是这样定义的：物理教师根据教学需要，在一定的教学理念的指导下，选取实验材料、设备，按照一定的实验方法、步骤组织实验教学，使学生获得知识、技能和情感体验的能力，主要包括实验设计能力、实验操作能力、实验指导能力等。教师的实验教学能力标准要求教师在实验的前、中、后三个阶段都要具备相应的能力，这对于教师的能力培养愈发重要，所以，对教师的实验教学能力建构已成为教师专业发展的必备要求。

二、中学物理教师实验教学能力内涵

物理教师实验教学能力的高低会直接影响到实验教学效果，教师的教学能力受很多因素影响，实验教学能力只是教学能力的一部分，教师实验教学能力的高低受其自身的知识水平、经验、对实验的理解、课前准备等因素的影响。那么实验教学能力究竟是指什么呢？能力不仅是由教学效果体现的，教学过程中教师对于学生观念的影响也是实验教学的重要目的，所以教师实验教学能力的高低不能单纯地从实验结果来看，还应该关注教师在实验教学过程中的能力，通过教师的教学行为体现其实验教学能力。

目前，国内普遍将物理实验教学分为演示实验、学生分组实验、设计性实验和探究实验，不同形式的物理实验教学对教师的要求是不一样的。在演示实验教学中，由于教师占据实验主体地位，所以要求教师在课前要做好精心的准备，设计选题、引入、实验设计、仪器选择等，要保证演示实验的效果明显，让学生能有直观的感受，并能在此基础上建立正确的物理概念。在分组实验教学过程中，要确保每位学生都能参与到实验中，所以教师要提前做好分组，尽量做到组间同质组内异质，让每个小组的学生都能积极参与。但由于学生较多，需要教师具备管理能力，在保证不干扰他人实验的情况下进行，既要培养学生独立思考的能力，也要有组内交流，共同合作解决问题。所以，在分组实验教学中，教师的主要工作是管理和引导，要让学生成为实验的主体。

在设计性实验和探究性实验教学中，教师需要注意以下五点：第一，让学生深入理解实验原理，促使实验方法的迁移；第二，学生开放性选择实验探究内容；第三，引导学生在实验器材的选择上能有意识地选取生活中的材料，鼓励学生自制教具；第四，提醒学生在实验过程中应注意控制变量；第五，对学生设计的实验要给予正确的评价，必要时可以进行公开展示，鼓励学生进行设计性实验。在探究性实验教学过程中，教师要科学合理地选取实验课题并认真组织好学生探究活动，在学生追求真理的过程中培养其创造能力和创新精神。虽然在四种实验教学过程中教师发挥的作用是不同的，但是对教师自身能力的要求还是有共同之处，都需要教师具备协调管理能力、对学生的指导能力、实验操作能力、对实验器材的使用和开发能力以及对学生进行评价的能力。

根据之前的研究，笔者将物理教师实验教学能力分为如下几部分：实验教学设计能力、实验教学指导能力、实验教学管理能力、实验教学操作能力、实验教学创新能力（运用现代科技解决教学问题的能力）、实验教学评价能力、实验教学反思能力。

三、中学物理教师实验教学能力要素分析

构成要素 行为指标 具体表现明确物理实验的原理、目的和过程；能设计出合理的实验操作步骤并选择适用的实验操作方法；能够选择适当的处理、分析实验数据的统计方法。 教学方法S2 能选择恰当的实验教学手段和实验教学策略。教学用具S3 能根据实验教学要求恰当选择和制作教学辅助资源。教学问题S4 能设计有效的实验问题，并能根据进度适时提出。实验设计S1设计能力语言表达Z1 语言规范、思路清晰、重点突出。能将教材上的知识转为实验操作，理论与实际结合；能明确指出实验目的、实验流程、实验结果等。讲解示范Z3 能清楚介绍实验器材；能准确使用实验器材。问题解决Z4 能及时发现学生遇到的困难；能及时解决学生的问题。评价反馈Z5 能对每组提出有针对性的评价；能对实验有总体性评价。归纳总结Z6 能总结实验的重点、难点、易错点；得出实验结论，完成实验报告。知识转换Z2指导能力确定好上课时间、地点、人数以及上课形式，根据上课人数或实验性质设置实验课程模式，能保证课堂顺利进行。实验分组G2 能根据学生特点进行分组，保证同组异质、组间同质。课堂组织G1管理能力实验器材管理G3实验前后保证实验器材质量完好、数量足够、摆放整齐；能解决基本的仪器故障问题。操作能力 识别与选取C1根据实验目的与原理图正确辨识实验设备与仪器；根据测量精度选取测量仪器的量程。

安装与测试C2根据实验目的与要求，正确、合理地连接或组装仪器；对实验仪器与实验装置进行预备性调试。操作能力操作与观测C3按照合理的实验步骤与正确的操作规范，熟练、有序地调节；在实验中能合理地控制条件；能按照操作规范对实验现象进行观察、测量与读数；在实验中能够采用合理的实验方法有效减小实验误差；能够发现实验中可能存在的问题，并排除简单的实验故障；能进行安全操作，并且注意保护实验仪器。记录与处理C4合理设计表格，科学记录数据；恰当处理实验数据，依据实验数据得出实验结论。能根据学生特点、课程内容转换实验思路，设计不同实验类型；能利用多媒体或其他方式进行实验教学。实验器材创新CH2实验思路创新CH1创新能力能自主研发新型实验器材；能利用已有器材设计新颖的实验。实验数据处理方式的创新CH3能提供多种数据处理的方法；能对实验数据进行规律总结。对前沿实验的了解CH4关注物理学发展前沿问题；能对学生科普最新的物理实验。能鼓励学生进行自我评价、小组评价、同伴互评等多元评价。对本节课的评价P2对学生的评价P1评价能力课堂氛围是否活跃、课堂是否高效，课堂中师生交流是否频繁，学生整体掌握情况。对自身的评价P3是否将已准备的教学内容全部呈现，是否达到了预期效果。反思的次数F1 每节课反思、每周反思、每月反思。反思的时间F2 课前、课中、课后。反思的内容F3 关注自身知识的传递，关注课堂的整体氛围，关注学生的个性发展。反思的方式F4 只在脑中思考、形成文字、与同事交流。反思的行动F5 只改了这节课的内容、以后备课也会考虑这个问题、反思后行动，行动后反思。反思能力

中学物理教师实验教学能力是一个多要素相关联、相互影响的复杂系统，在一系列能力中，每个能力都是至关重要的。教师在物理实验教学过程中，要关注各个方面的能力发展。本文通过分析归纳明确了中学物理教师实验教学能力的构成要素，教师可以通过分析能力要素中的行为表现分析自己是否具备这项能力，以及具备的能力水平。

通过此次研究，希望对中学物理教师在实验教学能力方面的发展提供方向，强化中学物理教师终身学习的意识，助推中学物理教师专业发展。