學生本位導向的自助實驗教學策略

趙洪英 劉曉慶 裴曉星 潘紅光

摘 要：通過搭建學生主動學習的平臺，培養學生思維的獨立性，強調向“以學生為主體”的學習方式轉變，即學生本位導向.自助實驗利用學生身邊的物品或者教師提供的器材，進行設計、調整及修正的學習形式.以“變阻器”為例，對自助實驗的設計和評估進行闡述.

關鍵詞：學生本位;自助實驗;真實情境;變阻器實驗

中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）13-0025-03

基金項目：北京市海淀區教育科學“十三五”規劃重點關注課題“基于核心素養的跨學科案例研究”（項目編號：HDGH20190039）.

作者簡介：趙洪英（1973-），女，黑龍江人，碩士，中學高級教師，研究方向：中學物理教學、自助實驗及跨學科教學;

劉曉慶（1989-），女，山西人，碩士，中學二級教師，研究方向：中學物理實驗教學.

1 學生本位導向的自助教學

學生本位理論強調以學生為中心.學生是學習的主體，課程設計圍繞學生的需要和發展展開.學生本位理念關注學生的成長與發展，促進學生的全面發展與健康成長.在學生本位導向下，教師從學生學習的評判官，走向學生發展的引導者和促進者.學生本位導向提倡在學生學習的各個環節中，教師對學生形成積極的引導和促進，幫助學生形成自主學習，強調對學生真正意義上的成長和發展的關注.

自助實驗是指學生在教師指導下利用身邊的物品和器材，在一定的主題線索下進行設計、嘗試、操作、調整、體會，強調親身嘗試、調整、體會.自助實驗有以下突出的特點：物品來自于身邊、盡量簡單，學生能夠上手，能夠有效參與到自助實驗中;實驗任務由教師和學生共同設定.自助實驗的功能在于構建學生學習的真實情境，學生在自助實驗的真實情境的各個環節中體會、關注自己的收獲和成長.

2 學生本位導向的自助實驗教學策略

2.1 策略一：通過自助實驗的魔術化或黑盒子化，增強學習的趣味性和學習沖突

通過設計魔術化的自助實驗或黑盒子自助實驗增強學生的學習興趣.魔術化自助實驗有三個原則：第一，實驗物品來自于生活中，將生活和課堂緊密相關;第二，興趣性奇特的現象具有一定的吸引力，能夠吸引學生的注意引發好奇心;第三，盡可能地設計為學生表演，學生參與或主導的魔術化自助實驗或者黑盒子實驗，能夠激發學生的探究興趣.

2.2 策略二：通過自助實驗的任務串，搭建系列真實的學習情境

學生本位導向提倡教師是學生學習行為的促進者.教師通過自助實驗的任務設計，明確學生的學習任務，設計任務串的方式，搭建系列任務.

學生在自助實驗的任務驅動下，設計、完成搭建自助實驗的真實學習情境.教師促進學生搭建自助的學習情境，學生在自己搭建的真實的自助實驗情境中愉快地完成學習任務.學生在自己搭建的自助實驗情境中， 全程深度經歷、體驗，在體驗中，學生自主提出新的任務，進而通過新的自助實驗不斷修正、完善.在學生本位的自助實驗活動中，教師和學生是平等的，教師是首席學習者，學生是親歷者、創造者、思維體驗者.

2.3 策略三：通過自助實驗的評估，增強學生監控自身活動的自覺性

傳統的評估和檢測環節，一般傾向于檢測的手段.學生本位導向的自助實驗評估傾向于評估，把評估環節作為一項學習活動.評估的環節，學生對于本次自助實驗前后做一個梳理，同時給自己作評估.基于自助實驗的評估，注重自助實驗的過程性、學生的參與性.每位學生都有可操作的評估.一節課下來，學生有較強的收獲感和一個相對滿意的結局，這個結局激勵學生進一步的深度學習.通過評估的學習活動，學生提升對自己的認知水平，增強監控自身學習活動的自覺性和有效性，實現教師的“他評”向學生的“自評”轉化，促進學生的自主學習.

3 案例“變阻器”

3.1 自助演示實驗的引課，直接激發學習興趣與學習沖突

引入的方式為設計具有神秘色彩的“黑盒子”.教師將一個簡單的“黑盒子”裝置呈現在黑板上，在黑盒子的實際情境中，提出任務：嘗試通過黑盒子里的物品來調節小燈泡的亮度.

邀請一位同學前來演示，調整毛巾后面的鉛筆芯接入電路的長度，調整燈泡亮度發生變化（如圖1）.

師：請同學們猜測毛巾下面可能有什么（提示：這種物品是學習用品）.

學生很容易猜到黑盒子的奧秘在于鉛筆芯（如圖2）.學生學習的熱情被點燃了.筆者認為主要有三個原因：一是真實情境的體現形式， 高于習題的形式;二是自己的同伴在演示，拉近了學生與問題之間的距離;三是有黑盒子的形式，學生猜到很可能是鉛筆芯的緣故，同時，也希望親眼驗證，到底是不是所猜測的鉛筆芯.

師：我們看到在這個實驗中，實際是通過調整接入電路的電阻值，來調節燈泡的亮度.關于燈泡亮度的變化范圍，你還有更進一步的期待嗎？（引導進入下一個任務，教師提出自助實驗任務）

師：要想調節的范圍更大，可以通過增大鉛筆芯的長度.但是鉛筆芯比較脆，不易攜帶.可以做一個便于攜帶且能夠調節接入電路長度的簡易變阻器.

3.2 利用任務串，在自助實驗的真實情境中制作簡易變阻器

任務1：設計便攜、可調的變阻器.即利用金屬絲、PVC管，設計一個可以通過改變接入電路中的金屬絲的長度來改變電阻值的簡易變阻器.

自助物品：約2m長的金屬絲（如圖3），長約15cm的PVC管（管的一端安裝一個螺絲，便于固定電阻絲，如圖4）.

活動、展示：各小組設計了兩種纏繞方式：第一種，順向纏繞方式（如圖5）;第二種，橫向纏繞方式（如圖6）.展示結果，兩種方式均可改變燈泡的亮度.第二種可調節范圍更大.于是，選擇第二種方式.

第二種方式，導線的匝與匝之間需要保持距離，而這個距離使得變阻器的體積稍大，可否再減小體積呢？引入下一個任務.

任務2：利用有漆包線的電阻絲，再嘗試做一個體積稍小便于攜帶的變阻器升級版.

自助物品：約5cm長的PVC管、約2m長的漆包線、砂紙等（如圖7）.

活動、檢測：小組在密繞漆包線（如圖8），用砂紙磨去一側的絕緣漆（如圖9），得到簡易變阻器的升級版（如圖10）.

將簡易變阻器升級版接入電路，通過調節鱷魚夾的位置， 調節接入電路的阻值大小，漆包線能夠實現燈泡從不亮到逐漸增加亮度（如圖11）.

任務3：閱讀材料，對比自制變阻器與實驗室滑動變阻器，掌握滑動變阻器的接線方法，并利用實驗室變阻器調節燈泡亮度.

自制簡易變阻器由以下三個真實情境的任務串組成（如圖12）.

3.3 自助實驗的評估

傳統的評估方式：一種表現為學生在本子上根據實物圖連線;另一種表現為學生實物接線，教師檢查.第一種方式中，學生缺少在真實情境中體會，第二種方式，學生參與度較弱.設計評估表的目的是促進學生梳理經歷的自助實驗的真實情境，自主評估，激發后續學習熱情，達到在學習過程中體驗成功的目標及探索未知世界的期待，評估內容見表1.

3.4 學生本位導向的作業設計

制作一份滑動變阻器使用指南，圖文結合.要求：簡潔、方案合理，按照操作指南自檢操作.

3.5 課例推薦

學生本位導向的自助實驗的課例，適合定性或半定量規律性的課例，比如壓強與流速的關系、電流的磁效應等.

4 結束語

學生本位導向的自助實驗策略，能夠實現學生在自助搭建的真實情境中獨立思維，促進了學生自主學習、培養對真實情境中已有方案提出質疑，并培養創造性見解的品質，對于提升學生的科學素養有推動作用.教師設計學生樂于參與的真實情境，對學生形成積極的引導和促進，達成對學生真正意義上的成長和發展的關注.

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（收稿日期：2021-04-04）