何秋红
(广东省广州市白云区江高镇第三初级中学,广东广州 510000)
2019年8月23日,广州市教育局印发了《广州市初中学业水平考试物理、化学、生物学实验操作考试实施方案(试行)》的通知。其中,物理学科主要考查《义务教育物理课程标准(2011年版)》中“学生必做实验”,实验操作考试采取考生现场实际操作的方式[1]。物理学科考试总分100 分,其中,实验操作占10 分。新的中考方案要求学生现场个人独立完成实验,这对教师及学生都是一个挑战。因此,聚焦中考物理实验操作热点,提高农村学生实验操作能力已成为物理教师的当务之急。
在广州市物理教研员符东生教师的《对〈课标〉附录1中“学生必做实验”的操作规范建议》(以下简称《建议》)中列出了广州市中考物理必考的20 个物理实验操作,并且对一些实验操作进行了一些细化分析。
《建议》指出:只要求学生操作正确,不考查文字的表述。从《建议》中的20 个必考实验操作中笔者发现,这些实验分别考查了刻度尺、弹簧、天平、温度计、电流表、电压表、弹簧测力计、量筒、杠杆、滑动变阻器、磁体、小磁针、电磁继电器等仪器的使用,要求学生会用简单的实验仪器,能测量一些基本的物理量,具有安全意识,知道简单的数据记录和处理方法[2]。在以上考查的实验中,《建议》要求学生掌握的实验方法有控制变量法、转换法等。
必考的探究性实验要求学生懂得拟订简单的科学探究计划和实验方案,具有控制实验条件的意识,能通过实验收集数据,会利用多种渠道收集信息,有初步的信息收集能力。以上探究性实验主要是对学生基本实验技能的考查,一般是基本实验仪器的选择、安装,数据的简单记录,实验完毕仪器的整理等。
笔者采用调查的方法,对农村一所中学的初二、初三年级共330 学生进行实验操作能力的现状调查,从而了解学生的物理实验操作,分析学生实验操作能力的现状。
农村初中的物理实验课堂,通常是教师提前讲解,学生再跟着做,往往是先有结论再做实验,没有达到培养学生探究能力的要求;或者是教师直接用演示实验代替了学生实验,没有培养学生的观察能力和动手能力,没有真正发挥实验课堂的作用[3]。目前,物理学科考试更注重考查学生的实验探究能力,实质上也是对学生核心素养的考核。
目前,很多学校的学生实验都是分组进行的。由于学生实验分组存在随意性,个别小组的成员水平较高,有些全组学生实验能力都较差,这就导致课堂出现“一边倒”的现象,造成了中下层次学生对实验失去兴趣、缺乏主动参与的现象。
笔者在农村学校任教物理十多年。从近五年学生的物理实验操作能力来看,笔者认为,学生离中考物理实验操作考试能力要求还有一定的差距,主要存在以下一些现象。(1)实验操作不规范。①长度测量不会估读,读数示线没有正对刻度线。例如,用分度值为1mm 的刻度尺测量物体的长度刚好是5.5cm 时,物理学的正确读数应为5.50cm,很多学生则不会读。②使用实验仪器前不会调零,包括天平、弹簧测力计、电流表、电压表等。③不懂得使用实验仪器的先后顺序。例如,测量液体的密度时,学生的实验顺序是:m 空、(m 液+m 空),最后把液体倒入量筒测出V 液 。④实验过程没有安全意识,电学实验前经常没有断开开关、滑动变阻器闭合开关前没有调到阻值最大处等。(2)实验仪器摆设不合理。例如,在电学实验中,导线杂乱无章,仪器乱放,导致出现故障后检查困难。(3)实验完毕没有整理器材并将器材归回原位的习惯。
农村中学的物理实验一直由于仪器陈旧、配备的仪器不规范、实验员配备不足等原因,大大降低了实验室的使用率。平时学生实验都为分组实验,一般是2~4 人一组,而中考实验考试则要求个人独立完成实验[4]。学校应对照中考实验操作要求,配备质量合格的实验器材,要规范产品验收流程,安排专人根据验收作业指导书进行验收工作,确定产品合格后方可验收,以保证实验仪器的质量。另外,有条件的学校可在实验课上为每位学生配备一套简单的实验仪器。
“学生实验管理制度”要求教师严格按照《义务教育物理课程标准(2011年版)》的要求,合理安排实验课程。学校要对教师开设的实验课数量进行考核,并对学生的实验操作进行常规化的检测。教师可以通过一系列的管理措施强化学生的实验次数和操作质量,明确实验室应侧重对学生各项实验技能的训练,规范各项实验操作。
在开展学生实验时,笔者采用了“合作实验课堂模式”。这种课堂模式仍然要分组,但小组的划分有讲究,不同于传统进行分组的情况。首先,所有学生按照A、B、C、D 四个层次划分,四个人为一个小组,每个小组由A、B、C、D 四个层次的学生组成。教师基于异构组的合理配置原则进行分配。这是小组成员之间相互合作的基础。“组间同质”为小组在课堂上的实验创造了公平竞争的条件。
在分组实验过程中,教师建立小组评分机制,要求A、B层次的学生帮助C、D 层次的学生,并且C、D 层次的学生通过在课堂上展示实验操作,那么整个小组将得到加分,累积到一定的分数整个小组都有奖励。这样,在课堂上形成小组间相互竞争的实验课堂模式,大大提高了中下层次学生的学习积极性,同时提高了学生的实验操作能力。
教师通过在课堂上规范化的实验操作来促进学生实验操作能力的提升。首先,教师在做演示实验时,要特别强调实验的注意事项及标准化流程,使学生在课堂上可以观摩到标准、安全、准确的实验流程。这要求教师课前要精心准备,对照符东生老师的《建议》,提前熟悉实验操作技能,提升示范效果。教师在进行演示实验过程中,应注重对易错操作进行特别提示,对实验要领进行提示和指导[5]。例如,学生使用天平前要调平衡,先调的不是平行螺母,而是游码;测滑动摩擦力时,要在匀速滑动时进行读数;实验结束后,要规范整理、仪器归位等。
教师对学生的实验训练应遵循循序渐进的原则,先让学生按一定的步骤对最基本的实验仪器操作进行规范训练,在学生操作规范后再进行反复训练,从而提高实验的准确性和协调性,最后通过检测等方式实现人人过关[6]。
学校的物理实验室可以分时段向学生开放,让更多的学生参与到物理实验操作技能的训练中。在开放实验室前,教师应选择和确定实验器材、实验项目,以确保实验的安全性。建议实验室在开放时段安排专人值守,一是可以保证学生安全;二是可以对学生进行适当指导。教师要对实验项目进行难度分类,组织相关实验操作技能大赛。学生在教师的推荐下,全员参加不同级别的物理实验比赛,以此提高学生实验动手操作的积极性。
中学物理教师在初二开始就应该加强对学生实验操作能力的培养,在平时的教育中应当加强中考必考实验的基本操作。加强学生的实验操作能力,其实就是提升学生的实验能力和核心素养。同时,从考查的探究性实验来看,物理实验教学不只是要教会学生操作,而是要让学生深刻认识到“科学探究”是一个学习的过程。教师作为主要引导者,应重视自身专业核心素养的提升,正视学生实验课堂的重要性,从各个方面培养学生的物理核心素养。