由“物理教师实验技能大赛”引发的一点思考

何亚军

摘 要：本文对笔者在参加“物理教师实验技能大赛”过程中发现的问题提出了对应的改进意见，对物理教师实验技能下降的原因进行了分析，并对提高教师实验技能提出了一些建议。

关键词：物理教师；实验技能；提高

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）2-0073-3

2017年9月，笔者担任了我市初中物理教师实验技能大赛的评委。本次比赛由实验理论测试和实验操作考查两部分组成，实验操作考查分A、B两组进行，每组两个实验，每个实验10分，要求选手在20分钟内完成一组实验。其中，A组实验为：验证平面镜成像的特点（10分），测量一根棉线所能承受的拉力（10分）；B组实验为：探究通过导体的电流与电压、电阻的关系（10分），自制直流发电机模型和交流发电机模型（10分）。以上实验均来自教材，在学生实验的基础上有所拔高。但在评审过程中，笔者发现教师在实验操作中存在许多问题。下面就对实验操作、记录、数据处理等方面出现的问题提出一点改进意见。

实验1 验证平面镜成像的特点

供选器材：平面镜成像演示器（内装厚度约为5 mm的玻璃板1块、三角支架4只、红火炬2只、三角板1只）1套，手电筒1只，白纸2张，铅笔1支。

实验要求：

1.准确确定成像位置（像与物到镜面距离的相对误差小于3%）；

2.通过实验说明是虚像，在白纸上留下三次实验记录；

3.写出一份简要的“验证平面镜成像特点”的实验报告。

出现的问题：因为提供的玻璃板较厚，光线会在玻璃板的两面都发生反射，形成两个虚像，导致像的位置很难确定。许多参赛选手在比较像距与物距关系的时候发现误差很大，采用了“凑数据”的方法。

改进意见：选手在进行操作时应从不同的角度去观察，寻找物体在玻璃板后像的位置并找到它们的交点，这才是像的位置。

实验2 测量一根棉线所能承受的拉力

供选器材：细棉线1卷，弹簧测力计（0～5 N）1个，钩码1盒，图钉2个，带孔的塑料尺1把，美术绘图板1块，黑色水笔1支，白纸3张，剪刀1把。

实验要求：选择合适器材，设计两种不同的方案测量棉线所能承受的拉力（经实测，棉线所能承受的拉力约为10 N，超出了弹簧测力计的量程）。

出现的问题：不少参赛选手直接将棉线系在弹簧测力计的秤钩上，拉动棉线，发现直到超出弹簧测力计的量程也无法拉断棉线，进而采用在秤钩上加挂钩码的方法进行解决。这种方法虽然也能测出棉线所受的拉力，但是采用钩码加弹簧测力计的方案无法观测客观的测量过程，测量结果主观判断较强，且实验中无法保护器材，违背了操作规范。

改进意见：1.供选器材有带孔的塑料尺和图钉等，可以利用美术绘图板、带孔塑料尺、图钉、棉线、弹簧测力计组成一个杠杆，在杠杆的一侧系棉线，另一侧挂弹簧测力计，调节好动力臂和阻力臂，利用“杠杆平衡条件”可测出棉线所能承受的最大拉力；2.利用“力的分解”，用两个图钉将棉线固定在美术绘图板上，弹簧测力计从中间拉棉线也可较准确地测量棉线所能承受的最大拉力，详见图1。

实验3 探究通过导体的电流与电压、电阻的关系

供选器材：干电池3节，滑动变阻器（20 Ω 2 A）1只，滑动变阻器（50 Ω 1.5 A）1只，定值电阻（5 Ω 1.5 A）1只，定值电阻（10 Ω 1 A）1只，定值電阻（15 Ω 0.8 A）1只，J0407型电流表（0～0.6 A，0～3 A）1只，J0408型电压表（0～3 V，0～15 V）1只，开关1个，导线8根，白纸1张，铅笔1支，计算器1只，刻度尺1把，一字螺丝刀1把。

实验要求：

1.画出所设计的实验电路图；

2.选择合适器材，通过实验探究通过导体的电流与电压、电阻的关系；每组探究至少取得5组有效数据，要求数据尽可能准确，设计实验表格并将数据记录在表格中；

3.在坐标纸上画出图像，利用图像处理所获得的数据，并给出结论。

出现的问题：1.电表忘记校零；2.滑动变阻器选择不合适，许多参赛选手选择了参数为20 Ω、 2 A的滑动变阻器；3.定值电阻的组配不合适，部分选手在进行第四组和第五组数据测量时，选用其中的两只定值电阻并联接入电路进行实验，增大了数据处理的难度；4.图像的绘制不合理，绝大多数选手在绘制电流与电阻关系图像时采用了反比例函数。

改进意见：1.使用电表测量前必须校零，这是实验操作的基本要求；2.为了得到电流与电压、电阻的关系，需要进行多次测量，得到尽可能多的实验数据，所以实验时应选择参数为50 Ω、1.5 A的滑动变阻器使电压表和电流表的示数变化范围尽可能大；3.在原有定值电阻的基础上可以选用任意两只定值电阻串联，这样数据处理相对简单；4.进行图像处理时，尽可能绘制I与关系图像，采用正比例函数，这样可以更直观地反映电压一定时I与成正比，进而知道当电压一定时，电流与电阻成反比。

实验4 自制直流发电机模型和交流发电机模型

供选器材：磁铁1块，细铜漆包线（长40 cm）1卷，铜线（长10 cm）2根，美工刀1把，尖嘴钳1把，长方形木条（横截面1.5 cm×2 cm）1段，A4纸1张，数字万用表1只，带鳄鱼嘴的导线2根，泡沫板（10 cm×10 cm）1块。

实验要求：

1.自制直流发电机模型，并进行发电演示；

2.自制交流发电机模型，并进行发电演示。

出现的问题：1.相当多的选手不会用A4纸自制一个纸风车；2.线圈不会绕制，部分选手直接用手绕制，绕出的线圈很不规则，无法平稳转动；3.不知道直流发电机和交流发电机在线圈的刮取上有何区别。

改进意见：1.风车的制作过程如图2所示；2.将铜线倚着长方形木条绕制，这样能绕出规则的矩形线圈，转动起来非常平稳；3.制作直流发电机时将漆包线一端的漆刮去一半，另一端全部刮去；制作交流发电机时则将漆包线两端的漆全部刮去。最后吹动风车，观察数字万用表的示数变化。

最终，选手们的总得分普遍偏低。通过本次比赛可以看出，不少教师平时很少做实验，甚至对实验有种恐惧感，没有良好的操作习惯，实验技能有所下降。笔者认为，出现以上现象的原因主要有以下三种：1.物理中考分值由原来的100分下降到80分，许多物理老师错误地认为物理没有那么重要了。2.部分教师对实验在物理教学中的重要性认识不足。笔者经常到学校进行调研，发现目前各校都配有标准化实验室，并经过验收，开齐、开足初中课本中的实验不成问（下转第78页）（上接第74页）题。但是，不少老师上课的时候经常将学生必做实验改成演示实验，演示实验用视频代替，更有甚者直接空讲实验。更多的老师对于学生在实验过程中提出的问题避重就轻，进行简化处理。对于这种现象，许多一线教师的解释是：学生的动手能力差，如果放手让学生进行实验探究“浪费时间”，不如直接讲实验效率高。3.学生对实验的重要性认识不足，认为做实验也就是为了得到某一结论，不如直接阅读课本，死记实验结论省事。

《义务教育物理课程标准》明确指出：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。物理教师的实验技能和对实验的重视程度直接影响到学生的实验能力和科学探究能力。

对于目前初中物理教师实验技能的现状，要想迅速提高物理教師的实验技能，笔者认为可以从以下几方面入手：1.加大实验技能培训力度，聘请在实验方面有特长的老师对一线教师进行培训，培训之后进行相关考核；2.定期举办教师实验技能大赛，大赛可以分基础实验和创新实验两类，对实验技能优秀的教师给予充分的肯定，采用激励手段激发教师做实验、创新实验的热情；3.加强中考的导向性作用，在中考中设置一些实验创新问题，在考试中将认真做过实验的学生的优势体现出来（在这方面目前无锡市中考已经才采取了相关措施，并取得了一定的成效）。

参考文献：

[1]张建平.演示实验在高校理化课教学中的重要作用[J].物理教学探讨，2008，26（8）：21.

[2]向雪花.新课程下的高考实验题和物理实验教学[J].物理教学探讨，2009，27（8）：69.

[3]张波.对初中物理教师实验技能现状的一点思考[J].物理教学探讨，2013，31（5）：8-9.

[4]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

（栏目编辑 李富强）