建設開放性實驗平臺 轉變學生物理學習方式

錢宏春

摘要：闡述了如何利用學校物理實驗基地，有效轉變學生物理學習方式.

關鍵詞：實驗基地；開放性實驗平臺；學習方式；自主學習；合作探究

為了充分發揮實驗在物理教學中的作用，有效轉變學生物理學習方式，優化物理課程文化.我校申報了“網絡環境下開放性物理實驗室”，并被批準為江蘇省物理實驗課程基地.

1基地建設理念

高中階段的教育是學生個性形成和自主發展的關鍵時期.對提高國民素質、培養創新人才具有特殊意義.課程基地的建設應以轉變育人方式、培養創新人才和引領學習方式的革命為使命.我校物理實驗課程基地以網絡環境下開放性物理實驗室為載體，充分發揮網絡開放的優勢，通過開通“開放性實驗室”、“網上預約系統”、“物理實驗論壇”及“學生實驗評價管理系統”等，突出體現建設自主學習的環境.在這種環境下，實驗課題具有靈活與開放性，資源具有豐富與共享性、方法具有選擇與創新性、問題具有多維與生成性，評價具有多元與發展性.學生可以有創意就設計、有想法就行動、有疑問就實驗，充分體現“讓學、讓教，互學、互教”的開放性實驗平臺建設理念.

2依托基地效能，轉變學生學習方式

在當前強調“以學生為主體，提倡探究性學習”的新課程改革的背景下，讓學生學會學習，顯得尤為重要.我校物理學科課程基地以轉變課程內容的實施方式為重點，建立了“網絡環境下開放性物理實驗室”，以多種不同效能的實驗室為載體（圖1），創設開放性學習的環境，培養學生自主學習、合作探究、勇于創新的學習方式.

2.1利用開放性實驗模式促使學生自主學習

課程基地的最大特點是突破傳統，不拘泥于教材，強調開放性.學生根據自己的興趣選擇實驗課題，由“要我實驗”變為“我要實驗”，且實驗方案的設計具有開放性，實驗器材的選擇具有開放性，實驗成員的組合搭配具有開放性，實驗原理具有開放性，實驗結論及歸因具有開放性.這種完全開放的模式，使得學生的自主性強、參與性高，尤其在設計和準備過程中那種富有創造性的思維及操作體驗，是學生在其它途徑中無法體會到的.同時又讓學生感受到物理就在身邊，物理知識的應用無處不在，從而激發他們的學習興趣，形成學習的良性循環.因此，教師在平時實驗教學中，應充分地利用學科特點，讓驗證性實驗成為探索性實驗，把演示實驗改為開放性實驗，讓學生自己動手，嘗試實驗設計、操作，便能提高學生的創新能力和對知識的應用能力，使學生由被動式學習轉為自主式學習.例如《驗證力的平行四邊形定則》是一個傳統的高中物理驗證性實驗，如果按照教材實驗原理及所規定的實驗器材進行實驗，會發現多數學生的實驗結果不理想，與預期結果相差很大，這時教師便應該引導學生，分析產生較大誤差的原因（可能存在摩擦以及彈簧秤不夠精確等），并鼓勵學生打破常規、大膽創新，重新設計實驗來探究力的合成法則.這種開放式的實驗教學模式，會激發學生主動探究的興趣，為教學帶來良好的效果.

2.2利用開放的分組實驗培養學生合作精神

在實驗教學活動中，進行適時的分組實驗，可以有效培養學生的合作精神.這種分組實驗應該是開放的，包括實驗課題的選擇、小組成員的搭配、成員任務的分配等.但教師要精心引導，使每個組員都能夠對小組中集體知識和文化的形成及目標的實現做出貢獻.每個個體根據自己的專長，承擔合適的任務，活動過程中不僅要對自己的學習負責，還有幫助他人進步的義務，要為所在小組中其他同學的學習負責.教師要引導學生懂得“分工不分家”的道理，以培養學生的責任感和合作精神.

2.3利用“DIY實驗”培養學生的創新能力

朱正元教授曾經提出了“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”的教育思想，要求廣大物理教師要想方設法讓學生動起手來.在DIY實驗室，學生可以利用一切可利用的資源，自己動手制作教具.在自己動手的過程中，學生能夠加強對實驗課程的體驗和感知，在實踐應用中鞏固所學知識、增強技能，在實際操作中提高不斷探究、創新的能力，逐步養成勤于動手、善于思考、敢于創新的優秀行為習慣.比如在學習了《磁場對通電導線的作用力》后，我們還可以激發學生的想象力，讓學生利用這一知識自制教具.如電動機、簡易電流表等.再比如，利用廢棄的礦泉水瓶，可以演示慣性與質量的關系、失重現象、輪軸省力原理、熱脹冷縮、光的色散、折射、全反射等現象，還可制作水流星、潛水艇等模型.學生在制作過程中既能滿足探究欲望和心理需要，又能將所學知識用于實踐，可以有效促進拔尖創新人才的培養.

2.4利用探究性實驗活動提升學生的核心素養

學生在開放性物理實驗室系統化的訓練中，不斷學習科學探究方法，逐步發展自主學習能力，養成良好的思維習慣，提高運用物理知識和科學探究方法解決問題的能力.教師在平時的教學中也要善于利用具有探究價值的話題，激發學生的好奇心與求知欲，發展他們的科學探索興趣.例如《電阻定律》一節是電學部分的重要內容，教材在介紹電阻率隨溫度變化而變化時，簡單提及金屬的電阻率隨溫度升高而增大這一規律.學生只能對這一結論默認，并沒有生活中感性材料來加以支撐.這時，我們可以借助這一話題，鼓勵學生設計實驗來探究影響導體電阻率的因素.教師可以提供給學生豐富的器材，比如，標有額定電壓和額定功率的燈泡、多用電表、滑動變阻器、日光燈的燈頭、小燈泡、打火機、干電池、學生電源、DIS數據采集器等.這樣的探究過程有利于學生形成堅持真理、勇于創新、實事求是的科學態度與科學精神，直至內化成振興中華、服務人類的社會責任感.

2.5基地建設促進教師專業成長

高水平的教師隊伍是發展教育事業、培養優秀人才的重要基礎和保障.課程基地對教師也是開放的，它能夠成為教師專業成長的發展中心.通過教研組基地建設，教研活動開展在基地，成果首先應用在基地，大力提高教師專業水平，以名師支撐基地，以基地建設促進教師專業成長.

3實驗教學實施原則

為了確保課程基地效能的充分發揮，基于上級部門的統籌規劃及我校的開放性實驗平臺建設，我校開放性實驗基地建設主要充分體現了以下幾點原則.

3.1充分體現民主與平等

新課程改革的核心問題是如何看待學生在學習中的地位以及如何處理好師生關系.開放性實驗基地的優點就在于師生關系民主、教學問題民主、問題解決民主.其依托豐富的資源建設，面向全體學生，讓全體學生自己動手，主動探究，手腦并用，同時教師的關注重點也從分數轉向能力，真正讓每一個學生在基地獲得體驗、學會學習、得到發展.所以，充分體現民主是建設課程基地必須堅守的原則.

3.2充分體現自主、合作、創新的學習方式

基地提供的實驗課程資源是多維立體的，以現行高中課程為基礎進行了多維度拓展，大大豐富了學習資源.這種資源為學生提供更多開放性的信息及豐富的學習素材和多樣化的學習條件，為不同潛質學生的發展提供個性化學習的選擇和幫助，促進學生自主、合作、探究學習.教師在教學中，重視實驗過程，善于觀察和分析實驗現象，強化“實驗思維能力”，培養“創造性思維能力”.在教學內容上，改變以往單一的理論陳述方式，重視案例分析教學，優化教學過程，滲透現代教育觀念的體驗和領悟.

3.3充分體現多元評價與個性發展

“學習是終身的，不是在學校一次性完成的”.如何正確評價一個學生的學習，關乎這個學生一生的成長.課程基地應關注學生的最近發展區，從學生學習興趣的培養人手，充分張揚學生的個性，滿足學生學習的多元需求.“小其小，大其大”，充分體現因材施教、因人施教的原則，在時間和空間上給學生創設自由、自主、自若的平臺和氛圍，從心理上提供健康向上的心理暗示，真正做到教學評價對教學的正面促進作用.我校實驗基地注重的是開放性，這種開放性不僅體現在教學環境、教學資源和教學方式上，也體現于對學生的評價機制.學生成績評定是在網絡環境下由全體參加開放式實驗教學的教師及其他實驗小組進行相互評定，評價一般包括五個維度：操作認知、觀察能力、推理能力、設計能力及方法態度.這種多元評價體制更能體現公平、公正，有利于不同學生的個性成長.endprint