優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué) 激發(fā)創(chuàng)新思維

蔡俊龍

一、開放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，變模仿為探究，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

1.開放性使用實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生自由選擇并獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法和環(huán)節(jié)多樣化和最優(yōu)化。教師可以把相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材充分的提供給學(xué)生，尊重每位學(xué)生已有的實(shí)驗(yàn)技能，可以自主選擇器材，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案。目前在網(wǎng)絡(luò)信息量大、科技手段日新月異的情況下，學(xué)生已熟悉較多先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法，可以選用常規(guī)器材設(shè)計(jì)，也可以采用傳感器進(jìn)行的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案，重在學(xué)生能通過獨(dú)立思考、查找資料、提出方案、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，主動(dòng)地在最近發(fā)展區(qū)、高階思維上有不同程度的提高。教師就更應(yīng)該站在先進(jìn)信息技術(shù)手段前沿，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)方法引導(dǎo)上下功夫，充分讓學(xué)生思維能力、探究能力和操作能力上得到較高層次的提升。

2.開放實(shí)驗(yàn)室的使用時(shí)間，科學(xué)管理實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生做好服務(wù)。只要學(xué)生有需要，就可以隨時(shí)利用課余時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，這樣把分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)由課堂拓展到課外，通常利用傳感器操作的實(shí)驗(yàn)操作較難、設(shè)計(jì)的軟件和計(jì)算機(jī)的能力較高、過程較多，這樣可以把實(shí)驗(yàn)過程分時(shí)間段處理，培養(yǎng)學(xué)生反復(fù)摸索糾錯(cuò)和調(diào)整的能力，這樣學(xué)生主動(dòng)探索和獨(dú)立探究的效果比復(fù)制規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟的教學(xué)效果高出幾個(gè)臺(tái)階。當(dāng)然，這需要需要有適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室和器材管理方案，建立相應(yīng)的制度，充分的相信學(xué)生。

3.開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。把網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和學(xué)校創(chuàng)新開發(fā)的分組實(shí)驗(yàn)的資料進(jìn)行整合，建立共享空間，提供給教師和學(xué)生，意在教師間相互學(xué)習(xí)、共同提升，高校教學(xué);學(xué)生間可以互相借鑒、深入探究、補(bǔ)充發(fā)展。

二、歸類突破精選實(shí)驗(yàn)，調(diào)整教學(xué)過程， 融合傳統(tǒng)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)多種方法

第一環(huán)節(jié)：課前開設(shè)實(shí)驗(yàn)課設(shè)計(jì)方案探究：討論1：通過學(xué)生獨(dú)立思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理及方發(fā)，課堂小組展示;討論2：通過討論和思辨分析設(shè)計(jì)的方案可實(shí)施性，教師可以滲透了實(shí)驗(yàn)方法的指導(dǎo)和深化，在最近發(fā)展區(qū)上通過對(duì)實(shí)驗(yàn)分析和解決問題的思想和方法上引領(lǐng)，啟發(fā)學(xué)生選擇能實(shí)施的實(shí)驗(yàn)方案。討論3：再討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，要擁有批判和懷疑的精神，通過反復(fù)切磋，培養(yǎng)概括、分析和推理能力，這樣，學(xué)生從原理和方法及操作環(huán)節(jié)上都會(huì)積極主動(dòng)，不同層次的學(xué)生合作中優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，學(xué)有所得。

第二環(huán)節(jié)：課上同時(shí)分組操作不同方案，分組展示結(jié)果對(duì)比分析：教師通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引領(lǐng)學(xué)生思考為什么這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？方法中的原理表達(dá)式及數(shù)據(jù)會(huì)是什么？操作中遇到那些問題及處理方法？……通過不同的實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施對(duì)比，深刻理解實(shí)驗(yàn)原理，理解了為什么有的實(shí)驗(yàn)方案要注意m<

第三環(huán)節(jié)：整合探究實(shí)驗(yàn)習(xí)題，靈活遷移運(yùn)用，在解決問題中加深理解。高考題更關(guān)注前沿科技在生活和生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用，傳感器的在力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到的每一細(xì)節(jié)之處。如：2022年全國(guó)卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)部分仍是重在基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，同時(shí)注重實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如甲卷第23 題，采用傳感器、光電門等實(shí)驗(yàn)裝置，巧妙應(yīng)用了碰撞后速度的比值滿足一個(gè)定值來反映碰撞過程所遵循的規(guī)律。如乙卷第22題一大創(chuàng)新點(diǎn)是增加了真實(shí)情境的元素，需要把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶處理方法的靈活遷移。如果學(xué)生能熟練掌握前文中總結(jié)的三種實(shí)驗(yàn)方案，則能較好的完成該題。

“推動(dòng)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究的過程”是物理新課程理念之一，未來高考更注重對(duì)物理核心素養(yǎng)的考查，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也要與STS（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)）的緊密聯(lián)系，教師要充分利用好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和科學(xué)思維的為目標(biāo)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，充分激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)和操作、合作探究分組展示、整合問題拓展遷移能力。把傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，站在更高的視角和平臺(tái)，滲透學(xué)科素養(yǎng)于細(xì)節(jié)，才能優(yōu)化物理學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

【注：本文系廣東省中小學(xué)“百千萬人才培養(yǎng)工程”專項(xiàng)科研項(xiàng)目2021年度課題“基于數(shù)字化傳感器物理實(shí)驗(yàn)培育高中生創(chuàng)新能力的實(shí)踐研究”（項(xiàng)目編號(hào)：BQW2021JGL032）科研成果論文;珠海市教育科研十三五規(guī)劃課題“基于STEM教育理念下促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)提升的高中物理實(shí)踐活動(dòng)的探索”（課題編號(hào)：2019KTG006）科研成果論文】

責(zé)任編輯 邱麗