自主·自創·自演：指向核心素養教學的一種路徑
——三自式物理教學研究

王愛生 包萬鳳

(前郭縣蒙古族中學，吉林 松原131100)

0 引言

作為我國基礎教育頂層設計的“核心素養”，具有整體性、綜合性和系統連貫性等特點[1]，因此要想通過課堂教學真正有效地落實在學生身上，對每位一線學科教師來說都是一個不小的挑戰！這是因為學科教師對“核心素養”所指的終身發展和社會發展所需要的“必備品格”和“關鍵能力”等深感抽象，即使與物理學科結合所得到的物理學科的核心素養：物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任，也不像以往所傳授的具體知識點和三維目標那樣明確可操作。當前，對核心素養教學開展研究，多數學者都聚焦于內涵與價值的深入探討，其成果有助于理念的普及和觀念的更新，但不接地氣，對物理課堂教學實踐的指導價值還不高。為了把核心素養教育落實到具體的課堂教學中，實現一種可操作的教學路徑，筆者對2014年獲得的國家級教學成果二等獎的“基于自創性實驗的物理教學研究”加以探索、深化、升華，實施了“自主·自創·自演：指向核心素養教學的一種路徑”(以下簡稱“三自式物理教學”)，并在實際教學中進行了檢驗、改進、完善，形成了獨特的教學形式和風格。現敘述如下，以期各位同仁的指正。

1 三自式物理教學的內涵

“三自式物理教學”是筆者近20年系列遞進研究逐漸發展形成的認識： 2002年，認識到生活用品不僅是簡單地實驗代替，而是物理課程資源的豐富;2010年，認識到挖掘生活用品不是簡單地豐富自制教具，而是生活趣味化的教學;2015年，認識到“自創性實驗”不是教具貧乏的權宜之計，而是實驗教學創新的需求;2019年，認識到自創性實驗不是單一的實驗創新行為，而是有特色的指向核心素養的物理教學。

1.1 主要概念的界定

所謂的“三自式物理教學”就是在物理教學中，依據教學目標和內容的需要，師生充分挖掘日常生活中可利用的資源，設計為承載知識、表征知識、體驗知識的創新實驗，將學生的自主學習、自主創新實驗設計、自己操作演示講解有機地結合為整體的一種實驗教學方式。

(1)學生自主學習知識(簡稱“自主”)。自主學習能力是學生獲取知識、發展自我、最終成功的關鍵能力之一。學生自主學習體現在學生的主體性、能動性、自為性。在教學中，教師要尊重學生的主體性，發揮能動性，鼓勵自為性。其策略是以學生喜歡的實驗為“誘餌”，以滿足動手操作實驗為手段，以獲得實驗操作成功為目標，以感受榮譽感、自豪感、成就感為宗旨。因此，教師要找一些小、易、妙的實驗為切入口，感受到物理實驗的無窮魅力，引導學生對實驗制作、操作、展示產生興趣，從而培養學生自主學習的能力。因此，自主是基礎和前提。

(2)學生自主創新實驗(簡稱“自創”)。學生自主創新實驗，也簡稱為“自創性實驗”。“自創性實驗”是從發明的創新性角度創設的新概念，它對應的實驗，稱為已有的實驗。自創性實驗是指以學生在現實生活中接觸到的生活資源為基礎，運用創新思維、創新材料、創新技術，使之成為教師教學和學生學習需要的學習內容的載體、解決問題的工具、指向思維的方法。它能呈現和體驗知識的產生、發展、結果，其形式包含實驗設計、實驗裝置、實驗組合等。其創新程度有對實驗的模仿、代替、優化、改進、創新。在教師指導下根據學習內容，通過自主學習，以學生個體理解的知識(概念、規律、事實)為出發點，依據相關的創新思維和以往自制實驗作品的經驗，設計出結構巧妙、取材方便、現象直觀、操作簡捷、效果明顯的自主創新性實驗。因此，自創是核心和關鍵。

(3)學生自己操作演示(簡稱“自演”)。學生對自創性實驗的操作和講解，是學生經歷、體驗、內化的過程，還能促發學生的比較、判斷、歸納等思維活動。演示講解的交流、評估、建議，會使同學之間在學習上相互促進、在情感上相互交流、思維上相互碰撞。因此，自演是方法和過程。

可見，“自主”“自創”“自演”，三者相互依存、相互支撐、相互促進，構成一個和諧有機的共同體。

1.2 三自式物理教學的特征

“三自式物理教學”以給予學生一種真實而熟悉的實驗為情境、內容、載體、媒介、工具、活動等，學生物理知識的學習真正回歸到個體經歷、證據說理、操作趣味中，使學生經歷體驗、收獲經驗、內化于己，從而豐富認知結構，培養能力，提升素養。

(1)操作上具有自主性。“三自式物理教學”依據教學目標和內容，學生主動用心設計和動手制作趣味性實驗、結構巧妙實驗、現象美妙實驗、操作驚險實驗、現象差異實驗等，從而使學生能積極主動地自主學習、自主創新設計實驗、自我演示講解，學生之間進行評價交流，不僅在實驗教學中體會到快樂的學習，還能讓學生成為學習的主人，深入學習和理解知識。

(2)經歷上具有實踐性。“三自式物理教學”充分重視學生的主體地位，讓學生自主學習、自主創新、自主操作演示，根據學習內容和課型，將學習內容融合在學生比較喜歡的游戲活動、魔術表演、實驗競賽等不同的教學實踐活動中，使學生學習知識的過程成為一件快樂的實踐體驗，在學生“自主”“自創”“自演”的實踐中，培養學生欣賞實驗、崇拜實驗、創新實驗的科學品質。

(3)任務上具有合作性。在教師的學法指導下，學生基本上能夠“自主”掌握基礎知識。但作為核心的“自創”，個體一般很難獨立完成，需要學生之間的思維碰撞、頭腦風暴、引導啟發等才能得以實現，甚至有的自創性實驗需要學生、教師、家長參與合作才能完成。這是因為自創性實驗從學生認知的角度來說是發生、發展、創新、超越。因此，只有合作學習才使學生們在設計思維上相互啟發，在制作技能上相互補充，在需要的資源上相互共享。合作“自創”不僅能突破個體思維上的狹隘，而且能培養學生在完成一個任務時求同存異的團隊合作精神。

(4)應用上具有靈活性。“三自式物理教學”中，“自主”“自創”是學生在教師指導下，前期自主學習的個體經歷和體驗，是為了實現學生在課堂上“自演”所做的充分準備。而學生的“自演”在引入新課、問題表征、假說驗證、規律探索、獲得事實等各個環節中都可以進行操作應用。教師根據不同的課型和教學過程需要，隨時可以嵌入到各種教學模式、教學方法、教學環節中，因此在應用上具有靈活性。

(5)資源上具有豐富性。“三自式物理教學”中實驗創新設計和制作，需要一定的物質基礎和創造性勞動。從學生的認知心理和熟悉材料的角度出發，除了已有的學校實驗器材外，教師可以靈活應用常見的生活用品，如玩具、餐具、智能手機等。還可以利用新材料、新技術、新方法，如變色油漆、能記憶的金屬、遙控飛機等。豐富的資源可提供學生設計所需要的材料及技術，可滿足開發主題式、系列式、參與式、競賽式等自創性實驗的需要。

2 三自式物理教學的價值

“三自式物理教學”是一種新的教學方式，又是學生體驗學習形成經驗和理解內化的過程，還是落實核心素養的一種有效路徑。

2.1 “三自式物理教學”改變了傳統的教學方式

(1)教學方式新穎。“三自式物理教學”通過學生“自主”“自創”“自演”獲得基礎知識、基本技能、基本經歷、基本經驗，從而促進對物理知識的認知和理解。這種教學有助于轉變傳統意義上的機械教學方式，滿足教師和學生的個性需求，從而實現物理教學回歸到人類探尋自然規律的樸素的實踐中，讓學生在可視化、操作化、體驗化的教學中輕松愉快地學習，提高學生的學習效果。它改變了傳統的教師講、學生聽的傳統教學方式，讓學生在“做中學”“玩中學”，真正體現了知識寓于生活中，實現杜威的“教育即生活”和陶行知的“教學做合一”的教育思想。可見，“三自式物理教學”在落實課程標準中所提倡的科學探究和改變學生的學習行為方式以及優化教師教學行為方式上，具有得天獨厚的優勢。

(2)符合學生認知的邏輯規律。布魯納的認知表征理論，把認知表征分為動作表征、圖象表征和符號表征三種，動作表征通過動作反應(做實驗、實踐活動)表征理解，圖象表征通過表象反應(物理圖景、想象、圖畫)表征理解，而符號表征則是通過個體行為(語言、說、寫)表征理解。在“三自式物理教學”中，學生通過具體的實踐(實驗操作)經歷、生成實驗表象(觀察的現象和數據)、形成文字表征(實驗結論和評價)，從而對知識進行內化，順利實現“從動作表征經圖象表征而達到符號表征”的三重表征，也完成了從形象思維過渡到抽象思維的發展，實現了從實踐到理論的認識升華。從學生熟悉的生活情境和感興趣的事物出發，從身邊問題的解決過程中理解物理知識，體會到物理問題就在自己身邊，感受到物理學習是有趣、有用、好玩的。可見，妙在于“源于生活，但高于生活”，從而實現“求真”的體驗、“至善”的追求、“臻美”的熏陶。

2.2 “三自式物理教學”強化了物理實驗教學

教育部發布《關于加強和改進中小學實驗教學的意見》(教基〔2019〕16號)指出：“在基礎教學中重視實驗教學，實現切實扭轉忽視實驗教學的傾向;豐富內容，改進方式;強化學生實踐操作、情境體驗、探索求知，培育學生的興趣愛好、創新精神、科學素養和意志品質。” “三自式物理教學”有助于該文件在教學層面的落實。

(1)挖掘開發實驗課程資源。實驗是建立在具體的可操作的實物裝置之上的，因此開發和挖掘實驗課程資源是實驗教學的基礎和保障。然而課本中的實驗和實驗室配套的實驗器材缺乏新鮮感、面窄、量少，教師又忽視組織學生對身邊生活環境的觀察，沒有科學而有效地利用低成本、高智慧的生活實驗資源。因此，應根據授課內容創新理論，將生活資源開發用于自創性實驗，來充實課程資源。教師可以把生活中的廢舊物品加以收集、整理，并分門別類地存放在生活化課程資源庫里：宜收集到的材料少存，如塑料飲料瓶;少見的材料及時收集起來，如記憶金屬絲(兒童玩具上有)，并將這些材料設計成自創性實驗的資源。教師從學生的生活經驗和已有的生活背景出發，把教學知識點與學生的生活相聯系，開發有個性、特色、好玩的自創性實驗。自創性實驗的方法有10種：添加必要因素、減少繁雜、簡化實驗、替代策略、創新實驗、微型化實驗、對比實驗現象、改變實驗因素、組合優化、增加可見度[2]。

(2)開展豐富多彩的實驗活動。“三自式實驗教學”將抽象的知識具體化、將學術的知識直觀化、將文字的知識實踐化。這樣不但改變了傳統的教與學的方式，而且有利于調動學生非智力因素以及體驗知識意義建構，最大限度地彰顯學生的主體地位，充分發揮學生的主動性，使學習在實驗活動中潛移默化地習得。由于“三自式物理教學”不受課本的限制，因此教師可以自由地進行主題類實驗、延伸類實驗、拓展性實驗，或表演性實驗、競賽性實驗、玩具類比賽等。

(3)有效提高學生的實驗能力。物理實驗能力的習得是學生核心素養所培養的關鍵能力之一。“物理實驗能力包括實驗觀察能力、實驗思維能力、實驗操作能力。”[3]“物理思維與物理技能的存在方式是主觀的，是內在的，其教育方式要靠訓練，傳授的方式常常無效。”[1]自主、自創、自演的物理教學，給學生提供了更多個體實踐操作的機會。學生通過具體操作的體驗、感悟、接受、歸納、遷移來習得和提高實驗能力。

2.3 “三自式物理教學”指向核心素養的最佳路徑

“三自式物理教學”充分發揮了物理實驗所承載的知識性、操作性、娛樂性，使學生在可見、可摸、可玩的自創性實驗中，通過“做中學”“學中玩”不知不覺地經歷了知識的發生、發展、形成，從而實現快樂幸福的物理學習。

(1)有利于知識本質的理解，促進物理知識觀的形成。沒有經歷具體的實物和現象以及具體的運動形式，則很難建立抽象的物理概念。恩格斯說過：“我們當然能吃櫻桃和李子，但不能吃水果，因為還沒有人吃過抽象的水果。”這是因為，學生獲取物理概念和規律，主要通過以實驗為中介的操作、觀察、體驗、感悟等心智活動。可見，只有足夠的感性、直觀、形象的表象，才能清楚地理解物理現象之間的聯系，理解掌握物理規律，從而形成正確的物理概念。因此，開發與學生生活實際聯系密切的系列自創性物理實驗，能夠有意識地讓學生在實驗過程中去感知和體驗知識，獲得表象和經驗，從而有助于概念的形成和規律的總結。如分子是看不見的，教師可將氨氣通過噴灑酚酞液體的棉花使其變紅，展示分子的存在。將酒精倒入約1米長的一端封口的玻璃管里，再注滿紅色的水，然后用手堵住玻璃管的開口，上下顛倒幾次，學生會觀察到玻璃管中形成的一段“空氣柱”，從而說明分子之間有間隙。

(2)有利于認知經驗的豐富，促進科學思維的提升。人的行為動作總是受思想和思維支配。“三自式物理教學”及實踐活動過程，以濃縮的時空和簡約的形式，重演人類獲取知識的體驗過程。在這樣的實驗中，學生的動手操作不能與思維分離，操作行為在思維的指導下“運動”，而學生的動作行為又會促進思維的發展。動作與思維的相互作用、相互制約、相互促進，從而有助于已有經驗的矯正、優化，形成新的經驗，使物理知識得以內化，形成自我的認知結構。如受固體壓強知識的影響，學生對液體壓強規律有錯誤的前概念，則可利用自創性實驗“杯水破桶”來感受“深度”帶來的力量！再結合微小壓強計探討得到液體壓強只與液體的密度和深度有關。學生通過這樣的實驗操作、現象觀察，就能很好地實現建模、推理、認證、得出結論，從而培養了科學思維能力。

(3)有利于實現探究性教學，促進科學素養的養成。從核心素養的角度理解探究性教學，探究性教學不僅是使學生掌握解決問題的一種方式和方法，更主要是讓學生積極主動地學習，通過思維活動發現問題，解決問題。要有效實現這一任務是不易的，因為問題的產生是需要從觀察一些有趣的自創性實驗現象中獲得的;問題猜想絕不是簡單的理論推導就會令人信服，而是通過簡捷方便的自創性實驗操作來檢驗;實驗的設計不是簡單的機械操作，而是思維指導下的有意義的動作行為預設;數據處理與證據的分析與交流，不是簡單的數學處理，而是對實驗原理、過程、結論的科學判斷和審核，等等。自創性實驗的有趣性，引發思維產生問題。自創性實驗的創新性，高效地完成實驗設計。自創性實驗的操作性，實現學生的經歷和現象的觀察。可見，“三自式物理教學”有著其它方式無法代替的作用。

(4)有利于展示交流與評估，促進科學品質的內化。在“三自式物理教學”的實施中，學生不僅要自主學習，還要設計創新實驗、嘗試制作實驗、修訂改進實驗、展示演示實驗、觀察實驗現象以及交流評估實驗等。在這些過程中，學生要磨練意志，克服困難，還要相互支持，合作攻關，形成團隊精神;也有獲得成功的喜悅或失敗的痛苦，交流中的批判、質疑、認同以及豁然開朗等心路歷程。這些體驗和感悟都會影響學生的內心世界，也會逐漸內化形成嚴謹求實、批判質疑、合作友愛、責任擔當、戰勝困難等必備的品格。

3 三自式物理教學的實施

從人類社會發展的角度來看，實驗改變了人類世界，因此物理實驗也能夠改變物理教學。為此，教師在教學中最大限度地通過實驗創新來解決、優化、提升物理教學，并通過學生的實踐(實驗)改變了物理教學的方式和方法、豐富了學生的學習經歷和體驗、實現了深度學習的關聯和整合等。基于以上的認識，教師實施的總體思想和原則是：物理教學問題→物理實驗問題→物理實驗創新。

3.1 三自式物理教學的過程和環節

物理實驗具有檢驗標準、活動經驗、學習內容、教學情境、工具技術、發明創新、智慧韜略、文化熏陶等價值[4]。即把物理學習過程中師生遇到的問題(或知識)加工轉化(表征)成實驗問題，再通過物理實驗的加工創新成為能解決問題(或認知)的實驗。即針對適合“三自式物理教學”的知識點，教師預先布置自主學習的實驗內容→學生依據知識點的理解自主設計實驗和制作→根據課堂教學需要或課堂展示(演示)自主創新實驗→師生評價與交流→形成經驗和結論。其實施過程和環節如圖1所示。

圖1 三自式物理教學過程與環節圖

3.2 三自式物理教學的要點說明

“三自式物理教學”主要以豐富的生活資源為物質基礎，以自創性實驗為創新手段，以改變教師教學方式和學生學習方法為優化策略，以提高物理課堂教學質量和學生幸福學習為宗旨。因此，教師從以下三個方面入手。

(1)學生自主學習。初中學生有認知有限、以形象思維為主、自控能力差等特點，在自主學習中一定會遇到困難，以致淺嘗輒止。所以教師要進行自主學習上的指導和幫助，培養學生的學習習慣、方法、能力。研究表明，當學生體驗到較高程度的教師自主支持時，學生的潛能會被激發，學生的能力也會相應提高[5]。因此，教師要注重循序漸進,小步子;學法指導，獲規律;持之以恒，促成效。

第一，擬定導學案。學生在自主學習過程中開始時只讀課文，卻不知如何讀、讀哪些內容，句子中主謂賓結構是什么樣子，這個概念是描述性的,還是定義法定義的，實驗部分的內容是什么，等等。因此，教師在充分深入的備課基礎上，根據教學目標設計好學生自主學習的導學案。導學案的內容有趣味現象描述、物理事實敘述、概念的定義和規律的總結、實驗內容的剖析、創新實驗指導、存在不清楚的問題等六項。從筆者的實踐來看，六項內容中創新實驗的設計、制作是學生的難點，提出存在的問題次之，其它的內容學生一般都能獨立完成得很好。為了使自創性實驗設計上有思路、制作上有方法、評價上有標準，所采取的方法有：移植應用的方法，主要是功能上的移植，如玩具汽車的馬達用于動力;優化改進的方法，對課本中已有實驗的不足給予改進，使實驗現象更明顯、實驗操作更方便、儀器結構更簡單;創新彌補方法，隨著科技的發展，人們對以往不能呈現的實驗內容或根本沒有的實驗裝置進行創造性設計與制作，如對比式液體電阻演示器[6]。

第二，教授學法。學法指導是學生自主學習的關鍵。陶行知先生說過:“我認為好的先生不是教書，而是教學生學。”物理課文在敘述上比較嚴謹、艱澀、枯燥，閱讀起來比較費勁，容易索然無味，為了使學生閱讀物理課文的興趣持久，教師不能簡單搬用一般語文閱讀學習的方法，應當通過多樣化的活動來培養閱讀物理課文的興趣，如添加補充知識背景、發現的歷程以及科學家的軼事等，使學生從膚淺的閱讀進入深度趣味的閱讀，重點要指導學生學會自然科學類書籍的閱讀方法。學生閱讀的重點是了解科學知識，關注科學方法，理解科學本質，以及體悟科學家的探索歷程、科學思想和人文情懷等。教師采取的策略有舉例子的滲透法(隱性的)、經典實驗的提煉法(顯性的)、經驗形成的遷移法(應用的)。

第三，積極指導。當學生遇到困惑時，教師能夠及時給予指導，讓學生得以繼續學習。為了更好地溝通，要建立家長和學生微信群，讓家長能夠認識和理解到這樣做實驗的益處是能夠激發興趣，使學生主動學習，培養動手操作能力，豐富獲取知識的經驗，實現深度學習，從而獲得家長的大力支持。在微信群中，充分發揮科學素養高的家長的作用，使這些家長能督促其他家長支持孩子，并幫忙找材料，協助完成實驗裝置，觀看孩子的演示，聽講解實驗以及參加討論與評價，這樣不僅培養了學生的興趣，還能幫助解決學生遇到的問題，從而使學生完成創新實驗的任務。

(2)學生自主創新。為了獲得一個符合學生學習內容的自主創新實驗，教師不僅要考慮學生在不同階段的認知能力和操作技能以及創新水平的差異，還要發揮師生在自主創新實驗中的潛能，其策略有：教師主導，學生主體(教師設計出的實驗導學案，主要是在實驗設計和制作的關鍵處給予提示幫助。依據教師的實驗導學案，學生進行自主設計并制作實驗);學生主體，教師主導(學生的閱歷和技能不足以支撐時，教師在學生遇到困難時給予指導和協助完成);師生雙主，動態結合(課外活動或科技競賽中遇到有難度的創新實驗設計時，師生沒有固定的主體、主導，是根據實驗內容和目標的需求動態互換，通過共同努力來實現實驗設計)。

自主創新實驗其形式上有如下三種。

第一，實驗設計。這類自主創新實驗是學生根據自身對知識的理解和以往的自身設計經驗，在頭腦中形成的一種方案，有的可以變為真實實驗，有的變為符合理論的思想實驗，以抽象的文字形式存在，是用來促進學生對課文知識的理解，為了說明物理事實或驗證假說而進行的一種設計性實驗。如飲料瓶足夠結實、人手又有足夠大的力量時，用手可壓縮封閉在飲料瓶中的空氣，使之變為淡藍色的液態空氣，松手后瓶內的壓強變小，又變為無色的空氣。

第二，實驗裝置。這類實驗是學生為了證實物理事實、獲得規律而設計并制作成實體的實驗裝置，特別像以往的小實驗、小制作、小發明，其包括模仿、代替、改進的實驗。如為了證明大氣壓的存在，在600毫升的某飲料瓶的底部開始向上每間隔5厘米扎小孔(孔直徑只要不大于3毫米均可)。然后把飲料瓶放入水中充滿，擰緊瓶蓋，從水中拿出來時，水并不會從飲料瓶的側面小孔溢出，好像飲料瓶沒有孔似的。若擰開瓶蓋，學生則會觀察到射程不同的三條拋物線。

第三，實驗組合。實驗組合主要指的是新技術、新材料、新產品與傳統實驗的組合，包括物理數字化實驗[7]。這種創新實驗能夠彌補傳統實驗的不足，應用上更便捷、功能上更強大、效果上更明顯。其策略有對已有技術的組合創新、挖掘已有傳感器功能、借助計算機輸入設備、教學的個性化開發。如，以往觀察布朗運動實驗現象時，學生在顯微鏡上一個一個地看，而且觀察起來不明顯、不方便。若取一個攝像頭(多媒體電腦帶視頻采集功能)和普通顯微鏡，就可保證全班學生都能觀察。具體方法是先將顯微鏡調至肉眼能直接看到布朗運動，再將攝像頭對準顯微鏡目鏡約2厘米處，然后調節攝像頭的焦距和光柵，直到在投影屏幕上能清晰地看到布朗運動為止。還有通過攝像頭和干涉儀組合使用，學生可在大屏幕上清晰地觀察單縫衍射、雙縫干涉、光的偏振現象[8]。

(3)學生操作演示。教師和學生將設計出的“自創性實驗”與課堂教學有機地結合起來，則能夠發揮實驗在物理學科中的獨特作用。學生的自主操作不是簡單的操作表演，而是展示后注重同學之間的交流、分析、評價、歸納、總結，要深入有成效。主要體現在：交流與評價時要大膽地說出自己的認同與否、敢于質疑，要提出實驗的不足和優點，還要勇敢地呈現自己的個性獨特的設計，從而實現思維碰撞，促進靈感，彌補不足，生成創新。分析與歸納主要是讓學生先用自己的理解和物理語言進行簡單的表述，然后師生再進一步修訂提煉出物理規律。學生操作演示可以在課前用于創設情境，課中建立概念，探尋規律，假設驗證，課后開展鞏固知識的延續實踐活動。如利用注射器驗證氣壓與沸點關系的實驗，當注射器出液孔向上、活塞向下拉動時，注射器內氣壓變小，從而使注射內的熱水重新沸騰。然而有學生就發現產生的氣泡是從活塞與管壁之間的縫隙進入的空氣造成的假象，而非真正的沸騰，從而展開了一場快樂的自創性的實驗活動[9]。

3.3 三自式物理教學的實施路徑

“三自式物理教學”的開展，要依據課程標準所規定的教學目標、教學內容、教學要求，也要滿足學生的認知需求，符合學生的自主創新能力。還要力爭教學過程具有趣味性、科學性和創新性。

(1)課前5分鐘的實驗表演展示。由于自創性實驗學生比較喜歡、家長也贊同，參與活動的人也比較多，設計出的創新性實驗也多而不同。因此，在課堂教學中教師只能選取那些制作精美、結構簡捷、設計巧妙的很少一部分實驗，用于課堂教學，而大部分實驗學生只能孤芳自賞了。為了尊重學生創造性的勞動成果，讓學生享受成功喜悅，促進學生持久的志趣，教師在每堂課上課之前，讓學生上講臺展示自己的作品1～2項。每個學生基本上每月有1次展示的機會。教師根據學生制作完成情況，要提前安排好展示的順次、檢查實驗裝置的完善程度、幫助學生正確操作以及進行邏輯清晰的講解，還要給予鼓勵性的評價和改進意見。其實，學生特別期待這樣的自我展示機會，每位學生自我操作講解時，筆者都給予錄成視頻，播放在家長微信群中，家長也會見證學生的成長。

(2)課堂實驗教學的延伸和拓展。由于課堂授課時間有限，有些實驗內容不能完全進行探討，如在實驗過程中出現的一些創見性想法，或是對某一個實驗進行優化改進的研究，這些問題的解決一般都要通過開展相關的實驗來拓展。如教科書中關于斜面機械效率的實驗，教材只研究了斜面的機械效率與斜面的傾斜角大小的關系。對此，學生可以課后進一步進行實驗延伸，探究斜面的機械效率與斜面的光滑程度、斜面上物重大小的關系。還有關于空氣浮力的認識，現行教科書中用一句帶過：“物體在氣體中也受到浮力。氫氣球脫手后會上升，就是因為受到空氣對它的浮力。”那些有靈性的學生就想通過自創性實驗來驗證空氣真的有浮力。

(3)“嵌入”在課堂教學環節中。有些內容教學設計，可將一連串的自創性實驗，恰當地嵌入在課堂教學中的每一個環節中，用來支撐教師教學和學生學習經歷，通過學生的“自演”經歷來生成情感，建構意義，理解知識，發展能力。如，“壓強”一節的教學設計，將6個自創性實驗巧妙地結合在課堂教學的各個環節中，實現了創設情境，引發興趣，產生問題，設計實驗，自我演示，經歷體驗，感悟知識，體驗內化[1 0]，從而實現深度學習，提升學生學習知識的品質。

(4)要結合相關的綜合實踐活動課。筆者每學期都要開展小制作、小發明、小實驗競賽，還要開展走廊科技展、新年科技晚會以及大型的戶外表演等綜合實踐活動。這些年比較成功的大型戶外表演類實驗有三項。

第一，“力量的放大”——神奇的簡單機械。利用一個5號干電池、一只玩具電動機、其他非動力輔助材料。通過各種簡單機械的有機組合，可以拉動一個高大的中學生。整個裝置用了兩大部分裝置：第一部分為齒輪裝置，共有3級齒輪傳動，由廢舊機械座鐘的齒輪構成;第二部分為輪軸裝置，取材于廢舊自行車的后輪和鏈條。

第二，“不碎的雞蛋”——為完好著陸器奠基。筆者利用海綿、彈簧、棉布、外包裝等，從6樓頂層自由下落雞蛋。從筆者的幾年實踐來看，得到的最佳方案是：將雞蛋用雙面膠與3個氣球粘在一起。這個方案結構簡單、材料易得、價格便宜，但它蘊含著浮力、彈力、沖量等物理知識的綜合應用。

第三，“火箭的升空”——我也是火箭專家。利用飲料瓶、自行車內袋上的氣門嘴等材料自制3級水火箭。最后“火箭”能升至空中40米以上(與我縣18層的高樓參照比較所得)。

這些大型的室外活動，深受學生的喜歡，成為學生時代美好的記憶，是促進學生熱愛物理及志趣科學的最好催化劑。其中從6層樓拋出雞蛋不碎的創新實踐活動，已經連續舉行了3屆，現已成為我校課外實踐活動的保留項目。

(5)以創新實驗為載體的復習教學。復習課最忌諱的就是知識點的簡單重復講授，使學生對學習毫無興趣，學習不能深入。若教師以知識點或概念規律為目標，設計簡單有趣的自創性實驗，充分發揮實驗承載知識的功能，使復習的過程在真實的情境中通過具體的實驗來挖掘知識點或蘊涵的物理規律，讓學生感覺新鮮有趣。而且這種自創性實驗有“變式”的功能，有助于學生挖掘知識的本質，從而鞏固知識、應用知識、提升能力。如復習知識點——“短路”，用香煙盒內的錫箔紙，剪成一端6毫米、另一端為2毫米的兩個條狀。兩個粗端與干電池的兩極相連接，兩個細端接觸，形成短路而產生大量的熱量，使錫箔紙燃燒起來，從而促進學生對短路知識的理解和應用。還有，復習汽化知識，金屬罐裝的滅蚊噴劑，在未噴藥劑前讓學生摸一摸金屬罐的溫度，然后向蚊子出入的窗戶上噴灑藥劑后，再讓學生用手摸一摸金屬罐的溫度，學生感覺到特別涼。此時，教師可讓學生利用已有的知識解釋這一現象，從而喚醒和鞏固了液體汽化時要吸收熱量的知識，也培養了學生應用物理知識解決實際問題的能力。

4 結束語

筆者對自己所授課的兩個班級62名學生(其中有2名特例學生)，通過學習狀態、完成作業、動手實驗、目標達標檢測等項目量表來檢測，97.12%的學生對學物理有興趣、有信心;94.34%的學生對物理喜歡;92.66%的學生對實驗從現象有趣上升為實驗的創新和操作，表現在遇到困惑或做題不會時，學生就用簡單的自創性實驗模擬或操作來驗證，可見已經有了用實驗解決問題的科學意識！筆者以2017年秋初學物理的初二兩個班級為被試，按照初始成績相近、性別相同的原則，以入學的第一次物理月考成績為基礎，從實驗組的30位學生中選擇了配對樣本，并進行了初二、初三兩年的跟蹤研究。結果顯示，在2019年中考成績兩組學生存在著顯著性差異：實驗班及格率比對照班高出9.80%;實驗班優秀率比對照班高出11.62%。這表明“三自式物理教學”能有效促進學生學業成績的提升。

誠然，“三自式物理教學”作為一種新型的物理教學范式，還有待在理論和實踐中更加深入地展開研究，加強實踐驗證，為提高物理教育教學質量作出新的貢獻。