優化實驗教學 激發創新思維

蔡俊龍

一、開放性設計實驗方法，變模仿為探究，激發學生的創新思維能力

1.開放性使用實驗器材，讓學生自由選擇并獨立設計實驗，實驗方法和環節多樣化和最優化。教師可以把相關的實驗器材充分的提供給學生，尊重每位學生已有的實驗技能，可以自主選擇器材，并獨立完成實驗的設計方案。目前在網絡信息量大、科技手段日新月異的情況下，學生已熟悉較多先進的實驗設備和實驗方法，可以選用常規器材設計，也可以采用傳感器進行的創新實驗方案，重在學生能通過獨立思考、查找資料、提出方案、創新設計等環節，主動地在最近發展區、高階思維上有不同程度的提高。教師就更應該站在先進信息技術手段前沿，在實驗設計的難點、實驗方法引導上下功夫，充分讓學生思維能力、探究能力和操作能力上得到較高層次的提升。

2.開放實驗室的使用時間，科學管理實驗室，為學生做好服務。只要學生有需要，就可以隨時利用課余時間完成實驗，這樣把分組實驗教學由課堂拓展到課外，通常利用傳感器操作的實驗操作較難、設計的軟件和計算機的能力較高、過程較多，這樣可以把實驗過程分時間段處理，培養學生反復摸索糾錯和調整的能力，這樣學生主動探索和獨立探究的效果比復制規定的實驗步驟的教學效果高出幾個臺階。當然，這需要需要有適應的實驗室和器材管理方案，建立相應的制度，充分的相信學生。

3.開放實驗教學資源。把網絡平臺和學校創新開發的分組實驗的資料進行整合，建立共享空間，提供給教師和學生，意在教師間相互學習、共同提升，高校教學;學生間可以互相借鑒、深入探究、補充發展。

二、歸類突破精選實驗，調整教學過程， 融合傳統和創新實驗多種方法

第一環節：課前開設實驗課設計方案探究：討論1：通過學生獨立思考設計實驗原理及方發，課堂小組展示;討論2：通過討論和思辨分析設計的方案可實施性，教師可以滲透了實驗方法的指導和深化，在最近發展區上通過對實驗分析和解決問題的思想和方法上引領，啟發學生選擇能實施的實驗方案。討論3：再討論設計實驗步驟，要擁有批判和懷疑的精神，通過反復切磋，培養概括、分析和推理能力，這樣，學生從原理和方法及操作環節上都會積極主動，不同層次的學生合作中優勢互補，學有所得。

第二環節：課上同時分組操作不同方案，分組展示結果對比分析：教師通過創設問題情境，引領學生思考為什么這樣設計實驗？方法中的原理表達式及數據會是什么？操作中遇到那些問題及處理方法？……通過不同的實驗方案的實施對比，深刻理解實驗原理，理解了為什么有的實驗方案要注意m<

第三環節：整合探究實驗習題，靈活遷移運用，在解決問題中加深理解。高考題更關注前沿科技在生活和生產實際應用，傳感器的在力學、電磁學、熱學、光學的應用已經滲透到的每一細節之處。如：2022年全國卷力學實驗部分仍是重在基礎知識的應用，同時注重實驗的創新設計，如甲卷第23 題，采用傳感器、光電門等實驗裝置，巧妙應用了碰撞后速度的比值滿足一個定值來反映碰撞過程所遵循的規律。如乙卷第22題一大創新點是增加了真實情境的元素，需要把打點計時器紙帶處理方法的靈活遷移。如果學生能熟練掌握前文中總結的三種實驗方案，則能較好的完成該題。

“推動學習方式的轉變，強調科學探究的過程”是物理新課程理念之一，未來高考更注重對物理核心素養的考查，實驗教學也要與STS（科學、技術、社會）的緊密聯系，教師要充分利用好學生分組實驗，以培養創新能力和科學思維的為目標設計的實驗教學，調整教學環節，充分激發和培養學生的獨立設計和操作、合作探究分組展示、整合問題拓展遷移能力。把傳統實驗和創新實驗有機結合，站在更高的視角和平臺，滲透學科素養于細節，才能優化物理學生分組實驗教學。

【注：本文系廣東省中小學“百千萬人才培養工程”專項科研項目2021年度課題“基于數字化傳感器物理實驗培育高中生創新能力的實踐研究”（項目編號：BQW2021JGL032）科研成果論文;珠海市教育科研十三五規劃課題“基于STEM教育理念下促進物理學科核心素養提升的高中物理實踐活動的探索”（課題編號：2019KTG006）科研成果論文】

責任編輯 邱麗