優(yōu)化實驗教學(xué) 激發(fā)創(chuàng)新思維

蔡俊龍

一、開放性設(shè)計實驗方法，變模仿為探究，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

1.開放性使用實驗器材，讓學(xué)生自由選擇并獨立設(shè)計實驗，實驗方法和環(huán)節(jié)多樣化和最優(yōu)化。教師可以把相關(guān)的實驗器材充分的提供給學(xué)生，尊重每位學(xué)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(shè)計方案。目前在網(wǎng)絡(luò)信息量大、科技手段日新月異的情況下，學(xué)生已熟悉較多先進的實驗設(shè)備和實驗方法，可以選用常規(guī)器材設(shè)計，也可以采用傳感器進行的創(chuàng)新實驗方案，重在學(xué)生能通過獨立思考、查找資料、提出方案、創(chuàng)新設(shè)計等環(huán)節(jié)，主動地在最近發(fā)展區(qū)、高階思維上有不同程度的提高。教師就更應(yīng)該站在先進信息技術(shù)手段前沿，在實驗設(shè)計的難點、實驗方法引導(dǎo)上下功夫，充分讓學(xué)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(xué)管理實驗室，為學(xué)生做好服務(wù)。只要學(xué)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(xué)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(shè)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(yǎng)學(xué)生反復(fù)摸索糾錯和調(diào)整的能力，這樣學(xué)生主動探索和獨立探究的效果比復(fù)制規(guī)定的實驗步驟的教學(xué)效果高出幾個臺階。當(dāng)然，這需要需要有適應(yīng)的實驗室和器材管理方案，建立相應(yīng)的制度，充分的相信學(xué)生。

3.開放實驗教學(xué)資源。把網(wǎng)絡(luò)平臺和學(xué)校創(chuàng)新開發(fā)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(xué)生，意在教師間相互學(xué)習(xí)、共同提升，高校教學(xué);學(xué)生間可以互相借鑒、深入探究、補充發(fā)展。

二、歸類突破精選實驗，調(diào)整教學(xué)過程， 融合傳統(tǒng)和創(chuàng)新實驗多種方法

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

第二環(huán)節(jié)：課上同時分組操作不同方案，分組展示結(jié)果對比分析：教師通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引領(lǐng)學(xué)生思考為什么這樣設(shè)計實驗？方法中的原理表達(dá)式及數(shù)據(jù)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(huán)節(jié)：整合探究實驗習(xí)題，靈活遷移運用，在解決問題中加深理解。高考題更關(guān)注前沿科技在生活和生產(chǎn)實際應(yīng)用，傳感器的在力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到的每一細(xì)節(jié)之處。如：2022年全國卷力學(xué)實驗部分仍是重在基礎(chǔ)知識的應(yīng)用，同時注重實驗的創(chuàng)新設(shè)計，如甲卷第23 題，采用傳感器、光電門等實驗裝置，巧妙應(yīng)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(guī)律。如乙卷第22題一大創(chuàng)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(xué)生能熟練掌握前文中總結(jié)的三種實驗方案，則能較好的完成該題。

“推動學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，強調(diào)科學(xué)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(yǎng)的考查，實驗教學(xué)也要與STS（科學(xué)、技術(shù)、社會）的緊密聯(lián)系，教師要充分利用好學(xué)生分組實驗，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和科學(xué)思維的為目標(biāo)設(shè)計的實驗教學(xué)，調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，充分激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的獨立設(shè)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(tǒng)實驗和創(chuàng)新實驗有機結(jié)合，站在更高的視角和平臺，滲透學(xué)科素養(yǎng)于細(xì)節(jié)，才能優(yōu)化物理學(xué)生分組實驗教學(xué)。

【注：本文系廣東省中小學(xué)“百千萬人才培養(yǎng)工程”專項科研項目2021年度課題“基于數(shù)字化傳感器物理實驗培育高中生創(chuàng)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(guī)劃課題“基于STEM教育理念下促進物理學(xué)科核心素養(yǎng)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(zé)任編輯 邱麗