創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生個性化發(fā)展

山東省濟(jì)寧市實(shí)驗(yàn)中學(xué)(272123) 王富民 陳 沖

學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，主要是指學(xué)生應(yīng)具備的能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。學(xué)科核心素養(yǎng)主要由學(xué)科內(nèi)涵及學(xué)科本質(zhì)決定的。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》將物理學(xué)科核心素養(yǎng)界定為：物理學(xué)作為自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科，其核心素養(yǎng)可歸納為物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度。學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵深刻、內(nèi)容豐富，凸顯課程的育人功能。“科學(xué)思維”包括模型構(gòu)建、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素；“科學(xué)探究”能力包括發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題、設(shè)計解決方案、進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)、合理進(jìn)行科學(xué)解釋、搜集科學(xué)信息和必要的科學(xué)反思能力。教師要以物理學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，優(yōu)化完善物理學(xué)科教學(xué)，使中學(xué)生具備五種關(guān)鍵能力：理解能力、推理論證能力、模型建構(gòu)能力、實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新能力，其中構(gòu)建物理模型能力和創(chuàng)新能力是根據(jù)物理教學(xué)實(shí)際和新時代發(fā)展提出的新的能力要求。建設(shè)創(chuàng)新型國家和世界科技強(qiáng)國，是我國發(fā)展的迫切要求和必由之路，新時代推進(jìn)教育現(xiàn)代化的步伐日益加快，適應(yīng)學(xué)生全面而有個性發(fā)展的教育教學(xué)改革深入推進(jìn)，已成為素質(zhì)教育的新亮點(diǎn)。因材施教、個性化發(fā)展的問題日益凸顯，轉(zhuǎn)變教與學(xué)的方式，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索基于情境、問題導(dǎo)向的互動式和體驗(yàn)式教學(xué)方式，引領(lǐng)著教學(xué)改革，推進(jìn)著素質(zhì)教育的潮流。改革的浪潮層層推進(jìn)、時不我待，本文就我們在教學(xué)實(shí)踐中的想法、做法進(jìn)行闡述，與大家共勉。

1 深入學(xué)習(xí)文件精神，轉(zhuǎn)變教育觀念

我國近年來的教育實(shí)踐，使廣大教師達(dá)成共識：“應(yīng)試教育”不利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。建設(shè)新時代中國特色的社會主義，需要開發(fā)我國的人力資源，培養(yǎng)各種層次的創(chuàng)新型人才；中學(xué)教育要尊重教育發(fā)展規(guī)律，因材施教，促進(jìn)學(xué)生個性化發(fā)展，才能使每一個學(xué)生都成為新時代社會主義的建設(shè)者。

人的稟賦、資質(zhì)千差萬別，不能用一個模式來塑造、用一把尺子來衡量，要從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，為學(xué)生的發(fā)展提供一個適宜全面發(fā)展，又可促使其個性發(fā)展的教育環(huán)境。個性是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，只有高度重視個體的差異和獨(dú)特性，充分發(fā)揮個體的積極性、能動性和創(chuàng)造性，才能培養(yǎng)創(chuàng)新人才，辦好人民滿意的教育，建設(shè)人力資源強(qiáng)國，為實(shí)現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標(biāo)和中華民族偉大復(fù)興的中國夢提供堅強(qiáng)的智力支撐和人才保障。

認(rèn)真落實(shí)《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案(2018—2022年)》《中國教育現(xiàn)代化2035》及《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》，落實(shí)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于新時代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》的文件精神，才能更好地實(shí)施素質(zhì)教育，加快教育現(xiàn)代化建設(shè)，把我國建設(shè)成為教育現(xiàn)代化強(qiáng)國。教育大計，教師為本，有好的政策、好的教師，才有好的教育。每一個教育工作者都要轉(zhuǎn)變教育觀念，加強(qiáng)教育理論學(xué)習(xí)，增強(qiáng)教書育人的責(zé)任感和使命感，提高自己專業(yè)水平和教學(xué)能力，才能立德樹人、不辱使命，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在新課改背景下的高中物理教學(xué)，學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)已成為教學(xué)的關(guān)鍵性目標(biāo)。教學(xué)中應(yīng)注重挖掘教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)含的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，體現(xiàn)物理課程的內(nèi)涵及核心價值，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)、提高創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理科教學(xué)的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的主要陣地，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)能對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育，形成和發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力、合作探究能力，提升學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的人生觀、價值觀和世界觀，為學(xué)生的未來發(fā)展打下基礎(chǔ)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)更能促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

在教學(xué)中對學(xué)有余力的同學(xué)，在學(xué)習(xí)之余、完成常規(guī)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可以鼓勵學(xué)生利用一次性打火機(jī)的點(diǎn)火器，設(shè)計、制作“氣體爆鳴發(fā)生器”檢驗(yàn)未知的氣體是否為爆炸性氣體；設(shè)計、制作“空氣放電反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生了解著名的米勒模擬實(shí)驗(yàn)(Miller-Urey experiment)，模擬在原始地球還原性大氣中進(jìn)行雷鳴閃電能產(chǎn)生有機(jī)物(特別是氨基酸)，了解生命起源是一個極其復(fù)雜而又難以研究的問題，了解生命起源有多種學(xué)說。對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)史教育，了解科學(xué)家的品格和獻(xiàn)身科學(xué)的精神，既培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、動手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ峙囵B(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

開放實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)被不少學(xué)校采用。在完成常規(guī)實(shí)驗(yàn)時學(xué)生可能會發(fā)現(xiàn)一些問題，并引發(fā)他們深入思考，在教師的指導(dǎo)下開放中學(xué)實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)一步深化。根據(jù)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐活動項目要求，在教師申報獲準(zhǔn)的情況下，進(jìn)入獨(dú)立的開放實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，既能鞏固與提高課堂教學(xué)的內(nèi)容，又能使課堂教學(xué)延伸和拓展，驗(yàn)證學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)想，將學(xué)科理論內(nèi)化為學(xué)生的個體的素質(zhì)；既能尊重學(xué)生的個性選擇，滿足學(xué)生的求知欲和好奇心，又能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

3 挖掘教材，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，滿足學(xué)生的個性化需求

(1)在學(xué)習(xí)人教版普通高中教科書物理必修第3冊第9章第4節(jié)靜電的防止與利用時，教材上講述了尖端放電、靜電屏蔽以及靜電吸附中的“靜電除塵”“靜電噴漆”“靜電復(fù)印”等例子，讓學(xué)生聯(lián)系實(shí)際生活，學(xué)以致用，運(yùn)用物理知識解釋生活中的實(shí)際應(yīng)用和自然現(xiàn)象。學(xué)生學(xué)習(xí)了這部分知識以后，不但學(xué)會了解釋自然，而且還有一種嘗試與創(chuàng)造的沖動。鼓勵學(xué)生利用從網(wǎng)上購得的小型一體化高壓發(fā)生器制作“小型簡易靜電除塵器”。真正實(shí)現(xiàn)“學(xué)以致用、學(xué)用結(jié)合”的學(xué)習(xí)方式。

(2)在學(xué)習(xí)人教版普通高中教科書物理必修第3冊第10章第4節(jié)電容器的電容時，教師可以制作具有時空跨度的“電容器示教板”展示給學(xué)生，讓學(xué)生了解不同年代、不同型號的各種電容器在不同電路中的作用，增強(qiáng)學(xué)生更多的感性認(rèn)識，讓今后學(xué)習(xí)電子專業(yè)的學(xué)生更感興趣，并指導(dǎo)學(xué)生做好“人生規(guī)劃”。

(3)在學(xué)習(xí)人教版普通高中教科書物理必修第3冊第13章第1節(jié)磁場磁感線時，可以利用大型、多個電容器并聯(lián)放電，演示奧斯特實(shí)驗(yàn)；學(xué)習(xí)人教版普通高中教科書物理選擇性必修第2冊第1章第1節(jié)磁場對通電導(dǎo)體的作用力時，可以利用大型、多個電容器并聯(lián)放電，演示通電平行導(dǎo)體間的相互作用實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)可以教師演示，也可以學(xué)生制作探究。

(4)在學(xué)習(xí)完人教版普通高中教科書物理選擇性必修第2冊第2章第3節(jié)渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動時，可以結(jié)合教材對學(xué)生進(jìn)行國防教育，演示利用大型、多個電容器并聯(lián)放電制作的“線圈電磁炮”(它利用驅(qū)動線圈和彈丸間的磁耦合機(jī)制工作，磁化彈丸在驅(qū)動線圈內(nèi)(炮管)運(yùn)動，本質(zhì)上是一臺直線電動機(jī))，發(fā)射鐵質(zhì)彈丸的實(shí)驗(yàn)，鼓勵學(xué)生熱愛祖國，投身國防事業(yè)。

(5)在學(xué)習(xí)人教版普通高中教科書物理必修第3冊第13章第4節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用教學(xué)時，以及在學(xué)習(xí)人教版普通高中教科書物理選擇性必修第2冊第4章第2節(jié)電磁場與電磁波與第3節(jié)無線電波的發(fā)射與接收教學(xué)時，可以制作“簡易電磁波測試儀”驗(yàn)證電磁波的存在。制作時讓學(xué)生利用2只開關(guān)二極管、1只發(fā)光二極管、1只0.01 μF的電容、一段漆包線制作的“簡易電磁波測試線圈”，驗(yàn)證手機(jī)呼號時發(fā)射的電磁波的存在；也可以利用2只開關(guān)二極管、1只0.01 μF的電容和一只微安表頭制作“簡易電磁波測試儀”。

(6)在學(xué)習(xí)人教版普通高中教科書物理選擇性必修第1冊第1章第6節(jié)反沖現(xiàn)象火箭時，教師利用一次性水杯、礦泉水瓶等廢物制作“磁懸浮反沖運(yùn)動演示器”以及“懸絲式反沖運(yùn)動演示器”加深對反沖運(yùn)動的理解。

(7)在學(xué)習(xí)人教版普通高中教科書物理選擇性必修第2冊第2章第4節(jié)互感和自感時，其中自感的概念是教學(xué)的難點(diǎn)，做好“通電自感”和“斷電自感”兩個演示實(shí)驗(yàn)，是突破教學(xué)難點(diǎn)的關(guān)鍵。在教學(xué)時可以自制“自感、互感安全體驗(yàn)器”，對于攻克教學(xué)難點(diǎn)、啟發(fā)學(xué)生的思維具有很大的促進(jìn)作用。

4 開展課外科技活動要注意安全意識的養(yǎng)成

教師在教學(xué)研究活動時，討論如何開放實(shí)驗(yàn)室、如何開展課外科技活動，如何自制和改進(jìn)教具，如何指導(dǎo)學(xué)生參加課題研究時，要樹立“安全第一”的理念，對學(xué)生負(fù)責(zé)。教師不但要有安全操作的基本知識和實(shí)驗(yàn)技能，特別是處理易爆炸和易爆沸實(shí)驗(yàn)技能，還要有安全與防護(hù)意識和處理突發(fā)事件的應(yīng)急能力。學(xué)生的安全意識、實(shí)驗(yàn)技能、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神是需要培養(yǎng)的，中學(xué)階段實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂^察能力的缺失，有礙于其一生創(chuàng)造能力的發(fā)揮。教師要有發(fā)現(xiàn)學(xué)生“創(chuàng)新閃光點(diǎn)”的一雙慧眼，善于發(fā)現(xiàn)生活中的美、教學(xué)中的美，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新性思維，善于“授人以漁”。

指導(dǎo)學(xué)生開展豐富多彩、富有創(chuàng)意的實(shí)踐活動，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)、自主探究，大膽創(chuàng)新。積極參加評選優(yōu)秀科技制作作品、優(yōu)秀小論文活動，積極參加青少年科技創(chuàng)新大賽，積極參加教具、學(xué)具制作比賽。對涌現(xiàn)出的“科技之星”“創(chuàng)新之星”“發(fā)明之星”表彰獎勵，是提高學(xué)生手腦并用的能力、提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神、激勵學(xué)生勇于創(chuàng)新的重要途徑。