聚焦“師生共創”，構建物理創新實驗模式

【基金項目】省教育科學\"十四五\"規劃 2023年度課題“基于拔尖創新人才培養的高中物理數字化創新實驗教學與評價模式研究”，課題編號：FJJKZX23-680。

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2025）07-0031-03

在科技迅猛發展的當下，國家立足于教育、科技、人才“三位一體”，以“學科融合、科教融匯\"為導向，大力推動人才的協同培養，拔尖創新人才的培養成為教育領域的核心任務之一。

高中物理作為一門對學生邏輯思維、科學探究能力培養有著關鍵作用的學科，其實驗教學的創新變革迫在眉睫。“師生共創\"物理創新實驗教學模式的提出，旨在打破傳統教學的桎梏，充分發揮師生雙方的主觀能動性，在實驗教學的舞臺上共同探索、創造，為培育具有創新精神和實踐能力的拔尖人才開辟新路徑。

一、“師生共創\"教學模式的核心要素

（一）教學共同體的構建

教育理念的與時俱進是教學模式創新的基石。秉持“五育并舉\"理念，高中物理教學將學科核心素養的四個維度一物理觀念與應用、科學探究與交流、科學思維與創新、科學態度與責任貫穿始終。五育并舉視角下的高中物理教育應從物理科學思維、科學研究精神、社會科學責任幾個角度進行滲透，培養出有責任心、有進取心、有道德感的物理相關領域優秀人才，推動國家的國防、社會生產領域發展。[物理實驗教學成為踐行這些理念與素養培養的重要陣地。“師生共創\"將教師與學生視作緊密融合的二元一體教學共同體。

（二）“四動\"教學法的實施

學校物理實驗課程所采用的\"四動\"教學法—“問題驅動一教師引動一多元互動一學生主動”，是構建“師生共創\"實驗創新教學共同體的關鍵策略。以魯科版高二年級“探究光的折射定律\"學生分組實驗為例，教師首先以問題驅動學生思維，激發學生的好奇心與求知欲。在引動環節，教師通過展示光在不同介質中折射、晶體中雙折射等奇妙現象視頻，引導學生聚焦實驗研究的關鍵要點，回顧物理學史，并滲透基本的實驗方法原理。隨后在多元互動階段，學生分組展開熱烈討論，在充分的互動交流后，學生主動投入到實驗設計與操作中，自主加工實驗基臺和舵機調節器，調整實驗裝置，測量不同情況下的入射角和折射角，分析數據得出光的折射定律。在整個過程中，師生之間平等交流、共研共創，學生的溝通、交流、協作以及多重感官協調能力得到有效鍛煉。

（三）STEAM教育理念的融合

STEAM教育作為一種集科學、技術、工程、藝術、數學多學科融合的綜合教育思潮，是一種重實踐的超學科教育理念，為物理創新實驗教學注人了新的活力。學校學生社團設有天文社，時常在物理老現指導下遨游星辰大海。在“設計并制作簡易望遠鏡”的創新項目中，學生需要運用物理中的光學原理（科學）來確定望遠鏡的成像原理與光路設計；利用學校激光雕刻機、鈑金機、磨砂機等機械，掌握鏡片加工與鏡筒制作的技術（技術）；考慮望遠鏡的結構穩定性與便攜性等工程因素；注重望遠鏡外觀設計的美觀性與人性化（藝術）;通過數學計算確定鏡片的焦距、鏡筒的長度等參數（數學）。真正的效果是師生共同接受自創器材的誤差，但的確通過自制的望遠鏡把視野擴展得更遙遠。STEAM理念下的教育還重視各學科間的深度融合，充分發揮各學科的優勢，利用各學科的優勢來解決生活中所需要解決的問題。在這個過程中，學生突破了傳統物理實驗的學科局限，從STEAM教育理念中獲得了更為全面和深人的感知與體驗，在多學科知識的交融貫通中進行大綜合學習，開展實驗新探究實踐和科技創新創作實踐。

（四）基于SOLO分類法的教學評價體系

可觀察的學習成果結構簡稱SOLO分類理論，作為一種評價學生學習質量的認知發展理論，主要用于對學生的學習成果進行考評和分級。[它是基于皮亞杰的認知發展階段論，為學生自主創新實驗能力水平的分級提供了科學依據，從教、學、評相統一的角度看，對學生自主創新實驗能力水平按照一定的標準進行分級，有利于教學實施，有助于教師審視學生能力發展的過程，能幫助學生有目標地進階性提升自身能力。在“師生共創\"教學模式中起著不可或缺的評價與反饋作用。本教師研究團隊構建的物理創新實驗評價App系統，能夠及時收集和分析學生在實驗過程中的表現數據，教師依據SOLO分類法對評價結果進行深人剖析，將評價與指導緊密結合，通過及時、具體、啟發性的信息反饋，引導學生在獨立觀察、質疑、實驗、分析和交流等行動中不斷提升自身能力。

二、“師生共創\"教學模式在拔尖創新人才培育中的實踐探索

（一）激發創新思維：問題引導與情境創設

在“師生共創\"的教學情境下，教師承擔著極為關鍵的角色，那便是通過巧妙地創設問題情境，促使學生擺脫思維的桎梏，積極地投身于思考與探索之中。以魯科版高二年級“探究電磁感應現象\"的教學為例，教師展示閉合線圈在磁場中運動的動畫后提問：“線圈運動時可能有何現象？怎樣用實驗驗證？”學生積極思考并提出諸多猜想，如有的認為會產生電流，有的提出磁場方向與線圈運動方式會影響結果。教師引導學生設計實驗，經討論形成改變磁場強度、線圈匝數、切割磁感線速度等實驗方案。在此過程中，學生創新思維被充分激發，突破教材局限提出獨特見解，為后續實驗創新筑牢思維根基。

（二）強化實踐能力：實驗探究與操作體驗

物理創新實驗教學將學生實踐能力的培養置于核心地位。在“師生共創\"的教學模式框架內，學生被賦予更多親自動手操作實驗的機會，以提升實驗技能與解決問題能力。以“自制探究平拋運動演示儀\"為例，教師在講解平拋運動的基本概念、理論模型以及實驗的大致思路后，便放手讓學生開展分組實驗。學校的3D打印機可以先設計出寫噴射水流的出水口形態，并且可以調節出水口的水平角度，方便設置初始條件，背景板可以用亞克力材料在平拋區域背景設置細密網格，精確顯示和讀取水流平拋運動的軌跡及坐標，再用磁吸的方式在背景板上附著小的釹磁小塊。在對實驗數據進行處理時，學生們依據平拋運動在水平方向和豎直方向的運動規律，運用數學公式計算出小球平拋的初速度以及重力加速度等物理量，并通過繪制水平位移與時間、豎直位移與時間的關系圖像，深入地驗證了平拋運動的相關理論。在整個實驗過程中，學生們充分鍛煉了動手操作能力，學會在遇到各種實驗困境時冷靜思考、積極探索解決方案，實踐能力得到了極大的提升，同時也對平拋運動的物理規律有了更為透徹的理解與掌握。

（三）培養合作精神：小組協作與交流共享

“師生共創\"教學模式高度重視多元互動，小組協作是培育學生合作精神的關鍵環節。在“自制探究動量守恒定律演示儀\"實驗中，學生分組實驗，成員分工明確，分別負責設計與加工零件、裝置搭建、數據測量與分析等。實驗時，學生團隊密切配合，如調整碰撞裝置高度和角度時各抒己見，經多次嘗試確定最佳條件。當各個小組順利完成實驗之后，緊接著迎來了交流分享的重要環節。在這個過程中，學生們都全神貫注地傾聽著其他小組的分享，他們不僅僅是在學習不同的實驗方法和結論，更是在學習如何在團隊中更好地發揮自身優勢，如何與他人協同合作，共同為實現團隊的目標而拼搏努力。學生學會傾聽他人意見，發揮自身優勢，為團隊目標共同努力，合作精神得以有效培養。

教學、學習與評價相互統一，助力學生學科核心素養的穩步提升。其三，環境創設：現代技術賦能實驗創新環境。借助現代技術手段，自主創設實驗創新環境。開發具有圖形化編程、模塊化設計、低耦合框架的高中系列物理實驗平臺，該平臺有效降低了“師生共創\"過程中的技術門檻，讓全體師生能夠更便捷地參與到實驗創新活動中，為物理實驗教學提供了有力的技術支撐。

模式構建以六個系列課題鏈為重要支撐，涵蓋共創模式、教學實施、交互環境、校本課程、技術支持、評價策略六個關鍵切人點展開實踐主題研究。通過深人研究與實踐探索，構建起“師生共創\"實驗創新的新模式與新體系。并且，積極與全國包括“寧藏疆\"地區以及省、市兄弟學校開展廣泛的合作交流，實現成果共享與實踐推廣，旨在讓更多的學校與師生受益于本課題的研究成果，推動物理實驗教學在更大范圍內的創新與發展。

三、“師生共創\"教學模式構建的課堂新生態 四、結論

我們把“師生共創\"理念結合于物理實驗教學領域，設置了“培養學生開發物理實驗創新思維，引導探究實踐，推進知行合一，培養拔尖創新人才”的總目標，圍繞這一目標，著重解決模式構建、策略引導、環境創設三個核心問題，旨在全面提升物理實驗教學的質量與效果，促進學生綜合素養的發展。其一，模式構建：打造“師生共創\"實驗課堂新生態。致力于推動實驗教學改革。通過“四動\"教學法，構建出實驗課堂新形態，打造“師生共創\"共同體新教學模式。這種模式強調師生在實驗教學中的平等地位與協同合作，鼓勵雙方共同參與實驗設計、實施與反思，從而有效提升師生的動手實踐能力與創新思維，實現教學相長。其二，策略引導：高階思維與探究實踐的導航燈塔。著眼于學生實驗創新的高階思維與探究實踐，緊密結合新課標與新高考評價體系，深人探索SOLO理論評價體系。通過系統的策略設計，引導學生在實驗中深入思考、積極探究，使“師生共創”物理創新實驗教學模式通過教學共同體的構建、“四動”教學法的實施、STEAM教育理念的融合以及基于SOLO分類法的教學評價體系，在拔尖創新人才培育方面展現出顯著的優勢。該模式以自創技術條件為創新實驗服務，能夠有效激發學生的創新思維，強化學生的實踐能力，培養學生的合作精神。在未來的教育教學實踐中，教育者應不斷探索與完善這一教學模式，充分發揮其在高中物理教學改革中的引領作用，為培養更多適應時代發展需求的拔尖創新人才貢獻力量。

參考文獻：

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