郭保忠， 韓禮剛

(洛陽師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院，河南洛陽471022)

0 引言

物理教學(xué)法實驗課(以下簡稱“教法實驗”)是四年制本科物理學(xué)(師范)專業(yè)中學(xué)物理教學(xué)法課程的重要組成部分，其上升為一門獨立課程后我們在教法上曾經(jīng)有所改進(jìn)［1］。之后在我校本科教育培養(yǎng)方案向培養(yǎng)應(yīng)用型人才轉(zhuǎn)型的背景下，教法實驗課程中我們又嘗試將實驗與實訓(xùn)整合起來，試行了“自學(xué)—實驗—展示—研究”教學(xué)模式，即“四步實驗教學(xué)法”，且在教學(xué)過程中始終滲透“實驗”、“教學(xué)”、“研究”的元素，課程名稱確定為“物理實驗教學(xué)研究”。

1 物理教法實驗課程教學(xué)改革的目的

物理教法實驗課程教學(xué)改革的基本目的是完成教法實驗教學(xué)目標(biāo)的同時兼顧師范生教師職業(yè)技能的訓(xùn)練，使我校實施多年的“全程教育實習(xí)法”［2］向?qū)W科教學(xué)過程中滲透，進(jìn)一步提高師范生的教師專業(yè)素養(yǎng)，更加突出其師范性特點。為此，重點做到如下幾點。

(1)提高課程的教學(xué)目標(biāo)定位。物理學(xué)(師范)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)合格的中學(xué)物理教師。作為高師物理學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)課，教法實驗應(yīng)該把培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)素質(zhì)作為基本任務(wù)［3］。因此，教法實驗不能僅僅要求學(xué)生會做中學(xué)物理實驗，更重要的是要求學(xué)生能夠在課堂上高效地進(jìn)行演示實驗教學(xué)和指導(dǎo)中學(xué)生完成實驗，并開展科學(xué)探究活動。也就是說，通過“物理實驗教學(xué)研究”的課程培訓(xùn)，不僅培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力，而且培養(yǎng)師范生改進(jìn)、設(shè)計中學(xué)物理實驗的能力，以培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行演示實驗和指導(dǎo)中學(xué)生實驗的教學(xué)能力，以及帶領(lǐng)中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的能力。

(2)引導(dǎo)角色轉(zhuǎn)換，強化教師意識［4］。教師的日常工作以教學(xué)工作為主，行為習(xí)慣以有計劃、準(zhǔn)備充分、細(xì)致周到、自我完善等為主要特征。因此，通過“物理實驗教學(xué)研究”的課程培訓(xùn)，不僅要使師范生完善有關(guān)中學(xué)物理實驗教學(xué)的知識與技能，更要使學(xué)生崇尚教師職業(yè)道德，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒂杏媱澋墓ぷ髯黠L(fēng)。

(3)創(chuàng)造寬松環(huán)境和學(xué)術(shù)研討的氛圍，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。本世紀(jì)初新一輪課程改革的核心理念是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。顯然，為實現(xiàn)新課改的目標(biāo)，首先要求教師要有創(chuàng)新精神和實踐能力。因此，通過“物理實驗教學(xué)研究”課程的培訓(xùn)，要引導(dǎo)學(xué)生采用研究性思維方式，使其在自主的情況下發(fā)揮學(xué)習(xí)上的積極性、主動性和創(chuàng)造性，以致養(yǎng)成師范生科學(xué)探究的觀念意識、創(chuàng)新精神和實踐能力。

2 “物理實驗教學(xué)研究”的教學(xué)程序

具體實施分四步進(jìn)行:

(1)自學(xué)。即預(yù)習(xí)。要求學(xué)生閱讀實驗教材和中學(xué)物理教科書中的相關(guān)部分，上網(wǎng)查閱相關(guān)教學(xué)改革論文，寫出突出“中學(xué)物理教學(xué)中為什么安排這個實驗”、“該實驗有幾種設(shè)計方案”、“欲采用實驗方案的原理、實驗步驟”以及“實驗中主要儀器的結(jié)構(gòu)、性能和使用方法”四個要點的“實驗預(yù)習(xí)報告”，在上實驗課前交教師批閱。

(2)實驗。在實驗課上，學(xué)生有了充分地預(yù)習(xí)，可以直接進(jìn)行分組實驗操作。教師巡回輔導(dǎo)，幫助學(xué)生解決實驗中的疑難問題，在圓滿完成常規(guī)實驗操作后，鼓勵學(xué)生對實驗進(jìn)行改進(jìn)，直至取得更滿意的效果為止。緊接著，要求每個學(xué)生進(jìn)行模擬試教的準(zhǔn)備，考慮在課堂上怎樣給中學(xué)生演示這個實驗或怎樣指導(dǎo)中學(xué)生完成這個實驗，在小組內(nèi)交流后寫出“試教方案”或“說課提綱”(“試教方案”或“說課提綱”是課后要交的書面材料)。

(3)展示。演示實驗進(jìn)行模擬試教，學(xué)生分組實驗進(jìn)行說課。學(xué)生在完成實驗操作與備課后，每組出一人登臺展示(試教或說課)，本組同學(xué)做好配合甚至補充，教師通過點評方式(以肯定成績?yōu)橹?給予及時指導(dǎo)，其他同學(xué)也可以參與分析評議，分析評議的重點是該實驗方法步驟的合理性和講解的啟發(fā)性，把對一個學(xué)生試教的評議，搞成對該課題的研討會。說課的評議內(nèi)容重點是該實驗的特點和說課者的個性特色。

(4)研究。在模擬試教或說課、教師點評和同學(xué)評議之后，展示者要接受提問，進(jìn)行答辯。這一步驟實質(zhì)上是在教師的引導(dǎo)下把問題引向深入，引導(dǎo)學(xué)生逐步學(xué)會從習(xí)已見慣的過程中發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而分析問題存在的原因，從而提出解決問題的辦法，以培養(yǎng)學(xué)生研究問題的思路和習(xí)慣。

我們稱“物理實驗教學(xué)研究”課教學(xué)的四步過程為“四步實驗教學(xué)法”。

3 “四步實驗教學(xué)法”的教學(xué)效果和體會

經(jīng)過幾屆學(xué)生的教學(xué)實踐，初步顯示出“四步實驗教學(xué)法”的效果和價值。

(1)調(diào)動了學(xué)生進(jìn)行物理實驗教學(xué)研究的積極性、主動性。在實驗課上，每個學(xué)生都爭先動手操作，只看其他同學(xué)做而自己不動手或隨便操作幾下就去干其他事情的現(xiàn)象沒有了。許多學(xué)生不滿足于實驗教材和中學(xué)物理教科書上給出的實驗方案，他們對實驗反復(fù)進(jìn)行，積極探索新的實驗方案。為什么會有如此巨大的轉(zhuǎn)變，其天機被座談會上一學(xué)生發(fā)言一語道破:“過去閱讀實驗教材或撰寫實驗報告，第一項就是實驗?zāi)康模聦嵣显趯嶒炦^程中自己對實驗?zāi)康牟⒉幻鞔_，不知道為什么要做實驗，更不知道要做到什么程度?，F(xiàn)在要求在寫“實驗預(yù)習(xí)報告”時第一項就寫‘中學(xué)物理教學(xué)中為什么安排這個實驗’，把該實驗在中學(xué)物理教學(xué)中的地位和作用弄明白了，那么實驗?zāi)康淖匀痪兔鞔_了，實驗完成的好不好自己也心中有數(shù)了，同時也使我有了強烈的教師角色意識［5］?！?/p>

(2)激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行物理實驗教學(xué)研究的興趣。對實驗改進(jìn)和模擬試教的良好效果，使學(xué)生體會到成功的愉悅。敷衍應(yīng)付，不到一個鐘頭就離開實驗室的現(xiàn)象沒有了。學(xué)生在實驗室里的活動內(nèi)容充實，他們對每個實驗，每個實驗教學(xué)環(huán)節(jié)都精心研究，反復(fù)改進(jìn)，并且獲得了滿意的效果。許多學(xué)生到下課時間仍不愿離去。他們說:“原來做實驗只按一種方案做完就可以了，而本課程要求同一實驗列出多種方案。既然多種方案都提出了，我們還是想試試。而只有親手試試才知道到底哪種方案最好。辟如測電流表內(nèi)阻，可以采用伏安法、半偏法、替代法等，原以為替代法測量誤差應(yīng)該最小，但是實際測量后才知道‘未必’。”［6］“同一實驗要求給出多種實驗方案使我學(xué)會了遇事多想的思維方法，從此將形成做事追求更好的觀念?！?/p>

(3)使學(xué)生體會到僅僅預(yù)習(xí)實驗教材，同一實驗課題很難設(shè)計出多種實驗方案，有必要參考中學(xué)物理教材和上網(wǎng)查閱更多資料?！八牟綄嶒灲虒W(xué)法”的“展示”環(huán)節(jié)真正實現(xiàn)了師范教育的“三階梯”目標(biāo)［7］——“學(xué)會、會學(xué)、會教”。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)目標(biāo)通常是達(dá)到“做會、會做”，而本課程把教學(xué)目標(biāo)提高到了“會教”。顯然，“會教”目標(biāo)對“做會、會做”目標(biāo)的拉升作用就不言而喻了。所以說，“展示”是提高本課程教學(xué)有效性［8］的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！八牟綄嶒灲虒W(xué)法”的“研究”是學(xué)生在最初的幾周里最難適應(yīng)的環(huán)節(jié)，甚至有不少學(xué)生對這種教學(xué)方法和較高要求很有意見。因為在此之前學(xué)生的學(xué)習(xí)方式從來都是接受式、模仿式、體驗式，即使近幾年學(xué)生在中學(xué)階段接受了一些探究式學(xué)習(xí)方式的訓(xùn)練，但是那往往僅是針對單一知識點進(jìn)行的。對于實驗教學(xué)這種對知識要求的綜合性，對技能要求的全面性，對效果要求的藝術(shù)性等等是始料不及的。所以，需要教師耐心地、逐步地鼓勵、引導(dǎo)，最終實現(xiàn)全面提高學(xué)生的查閱資料、實驗設(shè)計、實驗操作、實驗教學(xué)和實驗研究能力。

(4)強化了學(xué)生在實踐能力和創(chuàng)新精神方面的素質(zhì)拓展。值得一提的有兩點——“說課”和“答辯”。說課的模式多種多樣，而我們特意選擇了“說教學(xué)內(nèi)容—說教學(xué)目標(biāo)—說教學(xué)過程—說教學(xué)方法—說創(chuàng)新點”的說課模式給學(xué)生練習(xí)。當(dāng)學(xué)生掌握了這種模式后再告訴學(xué)生，我們不僅要學(xué)會教書，還要學(xué)會做事，通過說課訓(xùn)練最終達(dá)到不論做什么事都有清晰的思路:“做什么—做到什么程度—做事的計劃安排—為達(dá)到目標(biāo)和完成計劃需選擇哪些方法—你的方法與別人的方法有什么不同”。本課程中的答辯不同于學(xué)術(shù)報告中的答辯，而是在肯定學(xué)生成績之后由教師引導(dǎo)下的探究過程(只不過是以提問的方式罷了)。最常問的有3個層次的問題:①類似于“想一想還有哪些不完美的地方”、“還有沒有更好的方法”、“下一步將怎樣”等，以引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題。如，在水平桌面上用彈簧秤勻速拖動滑塊做滑動摩擦實驗時，彈簧秤的指針常常顫動，不易精確讀數(shù)等。②引導(dǎo)學(xué)生分析問題存在的原因。如，彈簧秤的指針為什么顫動?③鼓勵學(xué)生自己提出解決問題的辦法。以此三個系列問題培養(yǎng)學(xué)生研究問題的思維方法、思路和習(xí)慣。另外還問一些細(xì)節(jié)問題。如，在“用伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗中，被測電池要用舊的，那么舊電池舊到什么程度更好?怎樣操作才能使摩擦過的橡膠棒(或有機玻璃棒)讓驗電器帶電更多?等等。有學(xué)生風(fēng)趣地說:“當(dāng)學(xué)生60分以上為及格，80分以上為良好，看來100分才是當(dāng)教師的及格線?！?/p>

不難看出，“四步實驗教學(xué)法”的每一步驟對實現(xiàn)本課程的教學(xué)目標(biāo)都起著至關(guān)重要的作用。然而，要真正取得實實在在的教學(xué)效果，還要通過恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法來落實。

課程的實施借鑒了“范例教學(xué)法”［9］，在眾多中學(xué)物理演示實驗中僅挑選出五個典型的演示實驗作為范例。通過這五個演示實驗的試教練習(xí)，使學(xué)生達(dá)到物理演示實驗的基本要求。通過教師的點評、提問等，重點強化學(xué)生(準(zhǔn)教師)在做演示實驗時的四點意識:展示物理現(xiàn)象和物理過程、指導(dǎo)學(xué)生觀察、引導(dǎo)學(xué)生思維、鼓勵學(xué)生自己得出結(jié)論或提出問題，使訓(xùn)練效果在非真實課堂條件下收到如同在真實課堂上一樣理想。

由于本課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定較高，所以在運用“目標(biāo)教學(xué)法”［9］時采用分層次、分階段實現(xiàn)。①解決科學(xué)態(tài)度問題。在本課程之前已開設(shè)普通物理實驗、電子線路實驗、電工實驗，許多學(xué)生對中學(xué)物理實驗不屑一顧，實驗階段比劃兩下完事，上臺展示也能拿得出讓外行人看過去的表現(xiàn)。但是，到了答辯環(huán)節(jié)，一些基本問題的提問就使敷衍了事者瞠目結(jié)舌，兩次課下來就使他們腳踏實地地進(jìn)入本課程設(shè)計的程序中了，這為后續(xù)課程活動打下了良好基礎(chǔ)。②從抓規(guī)范操作到提高學(xué)生實驗素質(zhì)。在實驗階段，教師巡回輔導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。如萬用表讀數(shù)時沒有水平放置、接線時兩只手分工不合理、記錄數(shù)據(jù)時僅記錄數(shù)值漏掉單位忽視記錄實驗條件和實驗現(xiàn)象、描點法作圖時不是一筆畫成等。又如類似在測金屬絲電阻率實驗中，提醒學(xué)生注意用“內(nèi)接法”還是用“外接法”測定樣品的電阻值?實驗電路電源采用分壓式還是限流式(我們使用的教材［10］中采用分壓式，筆者認(rèn)為不妥)?促使學(xué)生養(yǎng)成“先動腦，再動手”實驗習(xí)慣。再如類似在晶體的熔化和凝固實驗中，及時分析試劑的溫度與水溫的差異和試劑的溫升速度，推測整個實驗進(jìn)程，從而及時調(diào)整實驗條件，改變實驗進(jìn)程快慢，提高學(xué)生的實驗控制能力等。③課程的第二階段在端正態(tài)度和提高實驗素質(zhì)的基礎(chǔ)上著重引導(dǎo)學(xué)生“吃透細(xì)節(jié)，尋求技巧”。如在“伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻”實驗中移動滑動變阻器的觸頭時，在高阻值端一定范圍內(nèi)電表的指針幾乎沒有變化，在低阻值端一定范圍內(nèi)電表的指針變化特別明顯，這一現(xiàn)象意味著什么?弄清楚該現(xiàn)象背后的原因?qū)χ笇?dǎo)學(xué)生實驗有什么意義?“伏安法測電阻”實驗中標(biāo)稱為5Ω的定值電阻，不論用內(nèi)接法還是外接法實測值都大于5Ω是怎么回事?等等。又如在自感現(xiàn)象演示實驗取得成功情況下怎么做才能使現(xiàn)象更明顯?用電磁打點計時器研究勻變速運動實驗中要把握哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技巧?在這一階段取得的最大成就是同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前被高中物理教師普遍推崇的試觸法(也稱試接法或點接法)是偽命題［11］。④在課程的第四階段著重引導(dǎo)學(xué)生追求精彩和完美。如演示實驗力求設(shè)計新穎、突出重點，學(xué)生分組實驗說課要說出該實驗的特點和自己的特點。加之課程結(jié)束前的一次活動課［12］——演示實驗擂臺賽，使得學(xué)生追求精彩和完美的意識得到進(jìn)一步增強。

4 結(jié)語

“四步實驗教學(xué)法”體現(xiàn)“以學(xué)為教”的理念，真正突出了學(xué)生主體地位和強化了教師的主導(dǎo)作用，不僅為學(xué)生補上了教師職業(yè)素質(zhì)教育一課，同樣為學(xué)生提供了一堂自主探索式、合作探究式等教學(xué)模式的示范課，潛移默化地向?qū)W生灌輸了現(xiàn)代教育思想。

幾年來的教學(xué)實踐證明，“教法實驗”課程的改革實現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)上的提升、教學(xué)模式上的突破、方法上的創(chuàng)新、教學(xué)效果上的飛躍。實行“四步實驗教學(xué)法”是提高物理教法實驗課教學(xué)質(zhì)量的一項行之有效的教學(xué)改革方案，是培養(yǎng)適合新課程標(biāo)準(zhǔn)教育教學(xué)要求的合格中學(xué)物理教師的有效途徑之一。

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