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义务教育《物理课程标准》(2011年版)中,义务教育物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程。此阶段的物理课程应注意让学生经历实验探究过程,学习科学知识和科学探究方法,提高分析问题及解决问题的能力。在《标准》中的“内容标准”中,例如通过实验了解物质的一些物理属性,这样的陈述有很多。凡是用“通过实验”这一措辞陈述的知识内容,都必须通过实验来学习,这些实验是必须做的,是本标准对物理实验的基本要求。物理实验在新课程实施中占有重要地位,对提高学生的科学素养起着关键的作用。
然而在新疆南疆支教听课和走访的过程中发现,绝大多数农村中学连《标准》中要求必做的、最基本的实验都没有演示,甚至很多物理课堂中只重视物理公式应用、运算的讲解,根本不做实验。由此对实习支教的和田地区和阿克苏地区的三个县(和田县、策勒县、沙雅县)共49所乡镇及农村中学做了调研,这49所中学均为民族学校,学校中的物理教师均为维吾尔族教师。通过调研了解南疆地区物理实验室资源开发和利用的现状,从而透视少数民族初中物理教师对于新课程中课程资源开发和利用的适应性。
1 实验室资源开发和利用的现状
新疆南疆地区教育观念及教育条件都相对较落后,优秀专业师资匮乏,教育重视程度滞后,在南疆乡镇中学可以看到相对整齐的、国家或地区财政统一建造的校舍,然而走进这些学校的实验室,情况不容乐观。
1.1 没有独立的物理实验室,缺少专门的实验室管理者
义务教育阶段实验室作为学校的一部分是不可缺少的,每一所学校都会有实验室,但由于学校规模的不同,实验室的条件差别很大。调查中66%的学校没有单独的物理实验室,物理实验仪器与数学或化学等其他学科仪器在同一实验室。同时调查中90%的学校没有专职实验教师负责实验室的维护工作,实验室中的仪器基本随便放置,根据仪器上的灰尘可以看出很多仪器锁在柜子里很久都没有用过。实验室的使用缺少管理制度,实验仪器的利用缺少管理规范。
1.2 实验仪器陈旧,实验仪器被“尘封”
调查走访中发现36%的学校实验仪器破损较为严重,例如斜面小车实验中,小车的轮子都是用手都不能拨动的,弹簧测力计没有调零螺母、拉动后指针的摩擦力很大……。36%的学校实验仪器不足,例如很久未使用的酒精灯内没有酒精,热学实验中能够用的实验仪器只有温度计,光学实验中没有平行光源或激光笔等。只有12%的学校初中物理教学所用的实验仪器较为完整,24%的学校缺少热学部分的实验仪器,44%的学校缺少热光学部分的实验仪器,20%的学校缺少力学部分的实验仪器,44%的学校缺少光学部分的实验仪器。
很多物理专业支教学生都有过整理实验室的经历:上课时想做实验,学校其他物理教师说不用做实验也可以上课。当支教教师来到实验室后,发现地上和实验仪器上满是厚厚的灰尘。一名支教教师用了两个月的课余时间整理了物理实验室近千件的实验仪器、器材等,并对仪器和器材进行分类、登记、贴标签。走访发现很多实验都可以在课堂中随堂进行演示,但是实验室中仍然使用挂图,即使这样挂图也很少出现在课堂上。支教教师在课堂上演示实验时,每一次都会出现控制不住课堂的现象,因为学生对实验感到非常兴奋,都要求做一做,这说明学生们还是非常期待实验走进物理课堂上的。当地的物理教师会说这样的课堂不易控制,不如只讲理论,只讲做题更容易控制。
1.3 只做演示实验,不重视学生分组实验
初中物理教学中,实验能激发学生学习物理的兴趣和求知欲望、能为学生创设生动的物理学习情境、能发展学生的能力,使学生掌握科学方法、有利于培养学生的科学态度和科学精神。然而在南疆实习学校物理教师不重视实验教学,在调查的初中物理教师中,20%的教师只给学生演示实验,学生自己不动手做实验;32%的教师比较难的实验自己做给学生演示,简单点儿的让学生动手做;20%的教师先给学生演示实验,然后让学生动手做实验;28%的教师不上实验课,只讲理论。例如在《声音的特性》这节内容中,一位物理教师用了15分钟的时间讲解了声音的三个特性及其影响因素,然后就是做习题巩固所学内容,整个一节课中只用了举例说明,没有做一个实验,更没有进行探究。在《速度》这节中,教师用一节课的时间讲解并练习了速度公式,并没有相关的实验活动。
1.4 自制仪器经历少,不重视家庭实验
学生对生活中经常使用或身边随处可见的材料和物品很熟悉,用它们呈现物理现象,探究它们的物理属性或原理,会使学生感到物理学亲近、真实、可靠。切身体会到物理与生活、物理与技术、物理与社会以及物理与个人之间的密切关系。如果说由于实验器材破碎或不足影响了课堂上教师对于实验的处理,那么自制实验教具可弥补此方面的欠缺。然而在调查走访中,12%的物理教师们会用自制实验物品给学生演示实验,同时也鼓励学生自己动手做。通过观察生活中的各种物理现象,利用身边的废弃物结合理论知识,做出各种实验小作品,可提高学生的创作能力。 40%的教师偶尔用自制实验物品演示实验,32%的教师几乎没有自制教具的经历。
学生根据教师在课堂上的演示、或根据在课堂上学到的原理、亦或根据教师布置家庭作业时的提示,都可以作业的形式在家中完成实验的观察、思考与操作,与课堂中教师的讲解结合可以提高教学效果、使学生更好地理解教学内容。在调查中24%的物理教师多次让学生做家庭实验,40%的物理教师不安排学生做家庭实验。其中除了物理教师对家庭实验的不重视外,还源于很多家长对于学生学习的不支持态度。
在访谈中,绝大多数的初中物理教师对不做实验的原因归结为以下几点:①学生的基础很差,甚至不会做简单加减乘除法,不能理解实验规律;②学生对学习不感兴趣,没有必要做实验;③考试卷子上的分数最重要。很少有人意识到实验的过程,也是学习知识的过程。由此可以说明南疆偏远农村中学的物理教师对于新课程中要求的很多理念都没有实践,课堂中缺少探究,甚至很多物理课堂上根本没有实验。 2 实验室资源开发现状管窥少数民族物理教师对新课程的适应性
新课程的适应性指的是教师根据新课程的要求,主动作出调整,使之符合课程变化的要求。新课程倡导三维课程目标的落实,提出教师既是课程资源的使用者,更是课程资源的开发者。通过上述新疆南疆民族中学实验室资源开发和利用的现状,可看出南疆地区的一些少数民族物理教师面对新课程,仍然没有做出主动的适应和调整。
2.1 重知识目标的实现,忽视三维教学目标的落实
物理课程标准中的实施建议中明确指出,“在科学内容教学中落实三维课程目标”。在南疆地区的初中物理教学过程中过分重视教师对于知识的讲解,而忽视了对其他教学目标的落实情况。初中物理实验教学可以在落实知识目标的同时,还可以通过实验过程掌握各种实验技能、实验设计方法和研究方法,同时在物理实验过程中体会科学态度、科学精神、合作精神等情感体验,物理实验在中学实验教学中、在落实三维目标方面起着重要的作用。然而在走访的这些学校中绝大多数初中少数民族物理教师没有发挥实验在物理教学中的重要作用。
2.2 重视教科书课程资源的使用,忽视实验课程资源的开发和使用
在南疆的很多中学物理教学中使用的课程资源主要是教科书,不重视实验室资源的开发,甚至出现实验室的闲置现象。实验教学中的学生实验变为演示实验,很多演示实验变为“黑板上的实验”,甚至有时整节物理课教学中没有一个实验,在课堂中学生“学会”了公式后,便是应用公式做题。
3 实验室资源有效开发和利用的对策
实验教学能够给学生创设学习的情景,在情境中主动获取知识、培养能力和训练方法,使学生在知识与技能、过程与方法和情感、态度与价值观方面都有所收获。教师要根据自己学校的实际情况,开发适合本校学生的实验课程资源,力求使实验室中已有的实验器材能够物有所用或多用,能够利用身边物品自制教具以补充实验器材的不足,有效提高课堂教学质量。
3.1 认识实验对于物理课堂教学的重要性
走访中,由于多种原因导致物理课堂上常常会出现不做实验讲实验、不讲实验只讲理论的做法,尽管物理教师可以给出很多不做实验的理由,其实最终的原因是物理教师自身没有认识到物理实验对于初中物理教学的重要性。
以演示实验为例,演示实验可以引入课题,激发学生的探究欲望,使学生的思维处于积极的状态,变“要我学为我要学”;演示实验可以在课堂上提供必要的感性素材,帮助学生建立、理解并认识概念或规律,变“机械灌输为感性到理性的跃变”;演示实验中可以对学生进行观察和思维等多方面训练,巩固应用物理知识,变“讲知识为理解知识”;演示实验可以提供示范,培养学生的实验技能和良好的实验作风,变“知识目标为三维目标”。
随堂实验,不像学生分组实验那样拘泥于实验室,可以在教学过程中任意时间进行,可以使用验室中正规实验教具进行,也可以使用自制教具进行。实验过程中可以穿插教师的启发、引导、讲解,可以穿插学生的提问、猜想、讨论和学生自己动手实验,使课堂充分调动起来,提高了课堂上的师生、生生交流的机会,另外形象、直观的实验从心理和生理的角度看,都符合学生的认知习惯,能够吸引学生的注意力,调动学生学习物理的兴趣。
3.2 最大限度地开发实验室资源
认识到实验对于物理教学的重要性,进一步根据本校实验室资源和实际教学的现状,开发适合学生学习的实验教学资源,才能促进实验教学。
3.2.1 实验室资源的开发与管理
实验室最好配备专业的实验员进行管理,如果没有专职人员,授课的物理教师可以集体开发并管理实验室,最大限度地发挥实验室现有资源的作用。例如南疆某中学实习点实验室内,所有的实验仪器及挂图随意地放在柜子里,使用时找好半天,久而久之物理实验就搁浅了。实验仪器要按照一定规律进行整理,例如根据力、热、电、光把实验仪器进行了分类整理,然后针对实验室现有仪器把每一类实验仪器可做的实验名称、仪器、数量等一一列出来。再如按照演示实验、随堂实验、学生实验和自制教具进行分类,分类后对相关实验器材使用章节进行标注。还可以按照探究实验、验证性实验、研究性实验、基本仪器使用实验进行分类。总而言之,尽量让实验室中可用的仪器都发挥应有的作用,让破损仪器能够在其他方面发挥作用,真正做到物尽其用。
3.2.2 生活和社会教学资源开发和利用
生活和社会教学资源的一个特点是广泛性。生活和社会资源作为课程资源的使用,我们只是利用了它的某种性能,把它引入到课堂中。面对如此广泛的资源,如何开发?但是首先头脑中建立开发生活和社会教学资源的意识。例如尝试从其他版本的初中物理教科书中学习,苏科版初中物理教材中引入了大量的自制教具和趣味小实验,这些小实验所用的材料大多数是蜡烛、矿泉水瓶、易拉罐、儿童玩具、气球、纸张、鸡蛋、大头针等,都是生活中随处可见、随手可得的物品,中学民族物理教师可以利用自己身边的这些物品模仿实验,从模仿向开发过渡。其次尝试开发具有地域特性的生活和社会教学资源,可以通过两个角度进行开发:一是从教学内容出发开发教学资源,例如“液体内部有压强”,想要直观让学生看到压强的存在,可以用无底的矿泉水瓶子下绑紧一塑料袋,当水灌进瓶子后塑料袋凸起。二是从生活中物品的物理或化学性质出发开发教学资源,例如矿泉水瓶可以任意打孔,可以剪成不同的样子,可以盖盖子也可以不盖盖子,可以装液体,瓶身是透明的,可以充气,加热后会变软或熔化,外观是圆柱形,圆柱形瓶身可以滚动,可以浮在水面上,有稳定的底座等等。通过矿泉水瓶的这些特点结合物理教学内容制作简单的教具。
南疆地区地域偏远,教育水平、教育资源、师资素质均较为落后,除了国家或自治区相关部门加大这些偏远中学实验室建设外,提高南疆地区尤其是农村中学物理教师的教学能力,加强物理实验服务物理教学意识也很重要,另外在物理实验仪器资源匮乏的条件下,开发生活和社会教学资源可以对实验室进行补充,可以尽可能地通过自制教具完成中学物理教学。
【基金项目:全国教育科学“十一五”规划青年项目(CMA100184)资助; 新疆师范大学双语教师培养培训专项研究项目(XSJY(S)2011011)资助。】
然而在新疆南疆支教听课和走访的过程中发现,绝大多数农村中学连《标准》中要求必做的、最基本的实验都没有演示,甚至很多物理课堂中只重视物理公式应用、运算的讲解,根本不做实验。由此对实习支教的和田地区和阿克苏地区的三个县(和田县、策勒县、沙雅县)共49所乡镇及农村中学做了调研,这49所中学均为民族学校,学校中的物理教师均为维吾尔族教师。通过调研了解南疆地区物理实验室资源开发和利用的现状,从而透视少数民族初中物理教师对于新课程中课程资源开发和利用的适应性。
1 实验室资源开发和利用的现状
新疆南疆地区教育观念及教育条件都相对较落后,优秀专业师资匮乏,教育重视程度滞后,在南疆乡镇中学可以看到相对整齐的、国家或地区财政统一建造的校舍,然而走进这些学校的实验室,情况不容乐观。
1.1 没有独立的物理实验室,缺少专门的实验室管理者
义务教育阶段实验室作为学校的一部分是不可缺少的,每一所学校都会有实验室,但由于学校规模的不同,实验室的条件差别很大。调查中66%的学校没有单独的物理实验室,物理实验仪器与数学或化学等其他学科仪器在同一实验室。同时调查中90%的学校没有专职实验教师负责实验室的维护工作,实验室中的仪器基本随便放置,根据仪器上的灰尘可以看出很多仪器锁在柜子里很久都没有用过。实验室的使用缺少管理制度,实验仪器的利用缺少管理规范。
1.2 实验仪器陈旧,实验仪器被“尘封”
调查走访中发现36%的学校实验仪器破损较为严重,例如斜面小车实验中,小车的轮子都是用手都不能拨动的,弹簧测力计没有调零螺母、拉动后指针的摩擦力很大……。36%的学校实验仪器不足,例如很久未使用的酒精灯内没有酒精,热学实验中能够用的实验仪器只有温度计,光学实验中没有平行光源或激光笔等。只有12%的学校初中物理教学所用的实验仪器较为完整,24%的学校缺少热学部分的实验仪器,44%的学校缺少热光学部分的实验仪器,20%的学校缺少力学部分的实验仪器,44%的学校缺少光学部分的实验仪器。
很多物理专业支教学生都有过整理实验室的经历:上课时想做实验,学校其他物理教师说不用做实验也可以上课。当支教教师来到实验室后,发现地上和实验仪器上满是厚厚的灰尘。一名支教教师用了两个月的课余时间整理了物理实验室近千件的实验仪器、器材等,并对仪器和器材进行分类、登记、贴标签。走访发现很多实验都可以在课堂中随堂进行演示,但是实验室中仍然使用挂图,即使这样挂图也很少出现在课堂上。支教教师在课堂上演示实验时,每一次都会出现控制不住课堂的现象,因为学生对实验感到非常兴奋,都要求做一做,这说明学生们还是非常期待实验走进物理课堂上的。当地的物理教师会说这样的课堂不易控制,不如只讲理论,只讲做题更容易控制。
1.3 只做演示实验,不重视学生分组实验
初中物理教学中,实验能激发学生学习物理的兴趣和求知欲望、能为学生创设生动的物理学习情境、能发展学生的能力,使学生掌握科学方法、有利于培养学生的科学态度和科学精神。然而在南疆实习学校物理教师不重视实验教学,在调查的初中物理教师中,20%的教师只给学生演示实验,学生自己不动手做实验;32%的教师比较难的实验自己做给学生演示,简单点儿的让学生动手做;20%的教师先给学生演示实验,然后让学生动手做实验;28%的教师不上实验课,只讲理论。例如在《声音的特性》这节内容中,一位物理教师用了15分钟的时间讲解了声音的三个特性及其影响因素,然后就是做习题巩固所学内容,整个一节课中只用了举例说明,没有做一个实验,更没有进行探究。在《速度》这节中,教师用一节课的时间讲解并练习了速度公式,并没有相关的实验活动。
1.4 自制仪器经历少,不重视家庭实验
学生对生活中经常使用或身边随处可见的材料和物品很熟悉,用它们呈现物理现象,探究它们的物理属性或原理,会使学生感到物理学亲近、真实、可靠。切身体会到物理与生活、物理与技术、物理与社会以及物理与个人之间的密切关系。如果说由于实验器材破碎或不足影响了课堂上教师对于实验的处理,那么自制实验教具可弥补此方面的欠缺。然而在调查走访中,12%的物理教师们会用自制实验物品给学生演示实验,同时也鼓励学生自己动手做。通过观察生活中的各种物理现象,利用身边的废弃物结合理论知识,做出各种实验小作品,可提高学生的创作能力。 40%的教师偶尔用自制实验物品演示实验,32%的教师几乎没有自制教具的经历。
学生根据教师在课堂上的演示、或根据在课堂上学到的原理、亦或根据教师布置家庭作业时的提示,都可以作业的形式在家中完成实验的观察、思考与操作,与课堂中教师的讲解结合可以提高教学效果、使学生更好地理解教学内容。在调查中24%的物理教师多次让学生做家庭实验,40%的物理教师不安排学生做家庭实验。其中除了物理教师对家庭实验的不重视外,还源于很多家长对于学生学习的不支持态度。
在访谈中,绝大多数的初中物理教师对不做实验的原因归结为以下几点:①学生的基础很差,甚至不会做简单加减乘除法,不能理解实验规律;②学生对学习不感兴趣,没有必要做实验;③考试卷子上的分数最重要。很少有人意识到实验的过程,也是学习知识的过程。由此可以说明南疆偏远农村中学的物理教师对于新课程中要求的很多理念都没有实践,课堂中缺少探究,甚至很多物理课堂上根本没有实验。 2 实验室资源开发现状管窥少数民族物理教师对新课程的适应性
新课程的适应性指的是教师根据新课程的要求,主动作出调整,使之符合课程变化的要求。新课程倡导三维课程目标的落实,提出教师既是课程资源的使用者,更是课程资源的开发者。通过上述新疆南疆民族中学实验室资源开发和利用的现状,可看出南疆地区的一些少数民族物理教师面对新课程,仍然没有做出主动的适应和调整。
2.1 重知识目标的实现,忽视三维教学目标的落实
物理课程标准中的实施建议中明确指出,“在科学内容教学中落实三维课程目标”。在南疆地区的初中物理教学过程中过分重视教师对于知识的讲解,而忽视了对其他教学目标的落实情况。初中物理实验教学可以在落实知识目标的同时,还可以通过实验过程掌握各种实验技能、实验设计方法和研究方法,同时在物理实验过程中体会科学态度、科学精神、合作精神等情感体验,物理实验在中学实验教学中、在落实三维目标方面起着重要的作用。然而在走访的这些学校中绝大多数初中少数民族物理教师没有发挥实验在物理教学中的重要作用。
2.2 重视教科书课程资源的使用,忽视实验课程资源的开发和使用
在南疆的很多中学物理教学中使用的课程资源主要是教科书,不重视实验室资源的开发,甚至出现实验室的闲置现象。实验教学中的学生实验变为演示实验,很多演示实验变为“黑板上的实验”,甚至有时整节物理课教学中没有一个实验,在课堂中学生“学会”了公式后,便是应用公式做题。
3 实验室资源有效开发和利用的对策
实验教学能够给学生创设学习的情景,在情境中主动获取知识、培养能力和训练方法,使学生在知识与技能、过程与方法和情感、态度与价值观方面都有所收获。教师要根据自己学校的实际情况,开发适合本校学生的实验课程资源,力求使实验室中已有的实验器材能够物有所用或多用,能够利用身边物品自制教具以补充实验器材的不足,有效提高课堂教学质量。
3.1 认识实验对于物理课堂教学的重要性
走访中,由于多种原因导致物理课堂上常常会出现不做实验讲实验、不讲实验只讲理论的做法,尽管物理教师可以给出很多不做实验的理由,其实最终的原因是物理教师自身没有认识到物理实验对于初中物理教学的重要性。
以演示实验为例,演示实验可以引入课题,激发学生的探究欲望,使学生的思维处于积极的状态,变“要我学为我要学”;演示实验可以在课堂上提供必要的感性素材,帮助学生建立、理解并认识概念或规律,变“机械灌输为感性到理性的跃变”;演示实验中可以对学生进行观察和思维等多方面训练,巩固应用物理知识,变“讲知识为理解知识”;演示实验可以提供示范,培养学生的实验技能和良好的实验作风,变“知识目标为三维目标”。
随堂实验,不像学生分组实验那样拘泥于实验室,可以在教学过程中任意时间进行,可以使用验室中正规实验教具进行,也可以使用自制教具进行。实验过程中可以穿插教师的启发、引导、讲解,可以穿插学生的提问、猜想、讨论和学生自己动手实验,使课堂充分调动起来,提高了课堂上的师生、生生交流的机会,另外形象、直观的实验从心理和生理的角度看,都符合学生的认知习惯,能够吸引学生的注意力,调动学生学习物理的兴趣。
3.2 最大限度地开发实验室资源
认识到实验对于物理教学的重要性,进一步根据本校实验室资源和实际教学的现状,开发适合学生学习的实验教学资源,才能促进实验教学。
3.2.1 实验室资源的开发与管理
实验室最好配备专业的实验员进行管理,如果没有专职人员,授课的物理教师可以集体开发并管理实验室,最大限度地发挥实验室现有资源的作用。例如南疆某中学实习点实验室内,所有的实验仪器及挂图随意地放在柜子里,使用时找好半天,久而久之物理实验就搁浅了。实验仪器要按照一定规律进行整理,例如根据力、热、电、光把实验仪器进行了分类整理,然后针对实验室现有仪器把每一类实验仪器可做的实验名称、仪器、数量等一一列出来。再如按照演示实验、随堂实验、学生实验和自制教具进行分类,分类后对相关实验器材使用章节进行标注。还可以按照探究实验、验证性实验、研究性实验、基本仪器使用实验进行分类。总而言之,尽量让实验室中可用的仪器都发挥应有的作用,让破损仪器能够在其他方面发挥作用,真正做到物尽其用。
3.2.2 生活和社会教学资源开发和利用
生活和社会教学资源的一个特点是广泛性。生活和社会资源作为课程资源的使用,我们只是利用了它的某种性能,把它引入到课堂中。面对如此广泛的资源,如何开发?但是首先头脑中建立开发生活和社会教学资源的意识。例如尝试从其他版本的初中物理教科书中学习,苏科版初中物理教材中引入了大量的自制教具和趣味小实验,这些小实验所用的材料大多数是蜡烛、矿泉水瓶、易拉罐、儿童玩具、气球、纸张、鸡蛋、大头针等,都是生活中随处可见、随手可得的物品,中学民族物理教师可以利用自己身边的这些物品模仿实验,从模仿向开发过渡。其次尝试开发具有地域特性的生活和社会教学资源,可以通过两个角度进行开发:一是从教学内容出发开发教学资源,例如“液体内部有压强”,想要直观让学生看到压强的存在,可以用无底的矿泉水瓶子下绑紧一塑料袋,当水灌进瓶子后塑料袋凸起。二是从生活中物品的物理或化学性质出发开发教学资源,例如矿泉水瓶可以任意打孔,可以剪成不同的样子,可以盖盖子也可以不盖盖子,可以装液体,瓶身是透明的,可以充气,加热后会变软或熔化,外观是圆柱形,圆柱形瓶身可以滚动,可以浮在水面上,有稳定的底座等等。通过矿泉水瓶的这些特点结合物理教学内容制作简单的教具。
南疆地区地域偏远,教育水平、教育资源、师资素质均较为落后,除了国家或自治区相关部门加大这些偏远中学实验室建设外,提高南疆地区尤其是农村中学物理教师的教学能力,加强物理实验服务物理教学意识也很重要,另外在物理实验仪器资源匮乏的条件下,开发生活和社会教学资源可以对实验室进行补充,可以尽可能地通过自制教具完成中学物理教学。
【基金项目:全国教育科学“十一五”规划青年项目(CMA100184)资助; 新疆师范大学双语教师培养培训专项研究项目(XSJY(S)2011011)资助。】