建设开放性实验平台 转变学生物理学习方式

钱宏春

摘要：阐述了如何利用学校物理实验基地，有效转变学生物理学习方式.

关键词：实验基地；开放性实验平台；学习方式；自主学习；合作探究

为了充分发挥实验在物理教学中的作用，有效转变学生物理学习方式，优化物理课程文化.我校申报了“网络环境下开放性物理实验室”，并被批准为江苏省物理实验课程基地.

1基地建设理念

高中阶段的教育是学生个性形成和自主发展的关键时期.对提高国民素质、培养创新人才具有特殊意义.课程基地的建设应以转变育人方式、培养创新人才和引领学习方式的革命为使命.我校物理实验课程基地以网络环境下开放性物理实验室为载体，充分发挥网络开放的优势，通过开通“开放性实验室”、“网上预约系统”、“物理实验论坛”及“学生实验评价管理系统”等，突出体现建设自主学习的环境.在这种环境下，实验课题具有灵活与开放性，资源具有丰富与共享性、方法具有选择与创新性、问题具有多维与生成性，评价具有多元与发展性.学生可以有创意就设计、有想法就行动、有疑问就实验，充分体现“让学、让教，互学、互教”的开放性实验平台建设理念.

2依托基地效能，转变学生学习方式

在当前强调“以学生为主体，提倡探究性学习”的新课程改革的背景下，让学生学会学习，显得尤为重要.我校物理学科课程基地以转变课程内容的实施方式为重点，建立了“网络环境下开放性物理实验室”，以多种不同效能的实验室为载体（图1），创设开放性学习的环境，培养学生自主学习、合作探究、勇于创新的学习方式.

2.1利用开放性实验模式促使学生自主学习

课程基地的最大特点是突破传统，不拘泥于教材，强调开放性.学生根据自己的兴趣选择实验课题，由“要我实验”变为“我要实验”，且实验方案的设计具有开放性，实验器材的选择具有开放性，实验成员的组合搭配具有开放性，实验原理具有开放性，实验结论及归因具有开放性.这种完全开放的模式，使得学生的自主性强、参与性高，尤其在设计和准备过程中那种富有创造性的思维及操作体验，是学生在其它途径中无法体会到的.同时又让学生感受到物理就在身边，物理知识的应用无处不在，从而激发他们的学习兴趣，形成学习的良性循环.因此，教师在平时实验教学中，应充分地利用学科特点，让验证性实验成为探索性实验，把演示实验改为开放性实验，让学生自己动手，尝试实验设计、操作，便能提高学生的创新能力和对知识的应用能力，使学生由被动式学习转为自主式学习.例如《验证力的平行四边形定则》是一个传统的高中物理验证性实验，如果按照教材实验原理及所规定的实验器材进行实验，会发现多数学生的实验结果不理想，与预期结果相差很大，这时教师便应该引导学生，分析产生较大误差的原因（可能存在摩擦以及弹簧秤不够精确等），并鼓励学生打破常规、大胆创新，重新设计实验来探究力的合成法则.这种开放式的实验教学模式，会激发学生主动探究的兴趣，为教学带来良好的效果.

2.2利用开放的分组实验培养学生合作精神

在实验教学活动中，进行适时的分组实验，可以有效培养学生的合作精神.这种分组实验应该是开放的，包括实验课题的选择、小组成员的搭配、成员任务的分配等.但教师要精心引导，使每个组员都能够对小组中集体知识和文化的形成及目标的实现做出贡献.每个个体根据自己的专长，承担合适的任务，活动过程中不仅要对自己的学习负责，还有帮助他人进步的义务，要为所在小组中其他同学的学习负责.教师要引导学生懂得“分工不分家”的道理，以培养学生的责任感和合作精神.

2.3利用“DIY实验”培养学生的创新能力

朱正元教授曾经提出了“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的教育思想，要求广大物理教师要想方设法让学生动起手来.在DIY实验室，学生可以利用一切可利用的资源，自己动手制作教具.在自己动手的过程中，学生能够加强对实验课程的体验和感知，在实践应用中巩固所学知识、增强技能，在实际操作中提高不断探究、创新的能力，逐步养成勤于动手、善于思考、敢于创新的优秀行为习惯.比如在学习了《磁场对通电导线的作用力》后，我们还可以激发学生的想象力，让学生利用这一知识自制教具.如电动机、简易电流表等.再比如，利用废弃的矿泉水瓶，可以演示惯性与质量的关系、失重现象、轮轴省力原理、热胀冷缩、光的色散、折射、全反射等现象，还可制作水流星、潜水艇等模型.学生在制作过程中既能满足探究欲望和心理需要，又能将所学知识用于实践，可以有效促进拔尖创新人才的培养.

2.4利用探究性实验活动提升学生的核心素养

学生在开放性物理实验室系统化的训练中，不断学习科学探究方法，逐步发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，提高运用物理知识和科学探究方法解决问题的能力.教师在平时的教学中也要善于利用具有探究价值的话题，激发学生的好奇心与求知欲，发展他们的科学探索兴趣.例如《电阻定律》一节是电学部分的重要内容，教材在介绍电阻率随温度变化而变化时，简单提及金属的电阻率随温度升高而增大这一规律.学生只能对这一结论默认，并没有生活中感性材料来加以支撑.这时，我们可以借助这一话题，鼓励学生设计实验来探究影响导体电阻率的因素.教師可以提供给学生丰富的器材，比如，标有额定电压和额定功率的灯泡、多用电表、滑动变阻器、日光灯的灯头、小灯泡、打火机、干电池、学生电源、DIS数据采集器等.这样的探究过程有利于学生形成坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，直至内化成振兴中华、服务人类的社会责任感.

2.5基地建设促进教师专业成长

高水平的教师队伍是发展教育事业、培养优秀人才的重要基础和保障.课程基地对教师也是开放的，它能够成为教师专业成长的发展中心.通过教研组基地建设，教研活动开展在基地，成果首先应用在基地，大力提高教师专业水平，以名师支撑基地，以基地建设促进教师专业成长.

3实验教学实施原则

为了确保课程基地效能的充分发挥，基于上级部门的统筹规划及我校的开放性实验平台建设，我校开放性实验基地建设主要充分体现了以下几点原则.

3.1充分体现民主与平等

新课程改革的核心问题是如何看待学生在学习中的地位以及如何处理好师生关系.开放性实验基地的优点就在于师生关系民主、教学问题民主、问题解决民主.其依托丰富的资源建设，面向全体学生，让全体学生自己动手，主动探究，手脑并用，同时教师的关注重点也从分数转向能力，真正让每一个学生在基地获得体验、学会学习、得到发展.所以，充分体现民主是建设课程基地必须坚守的原则.

3.2充分体现自主、合作、创新的学习方式

基地提供的实验课程资源是多维立体的，以现行高中课程为基础进行了多维度拓展，大大丰富了学习资源.这种资源为学生提供更多开放性的信息及丰富的学习素材和多样化的学习条件，为不同潜质学生的发展提供个性化学习的选择和帮助，促进学生自主、合作、探究学习.教师在教学中，重视实验过程，善于观察和分析实验现象，强化“实验思维能力”，培养“创造性思维能力”.在教学内容上，改变以往单一的理论陈述方式，重视案例分析教学，优化教学过程，渗透现代教育观念的体验和领悟.

3.3充分体现多元评价与个性发展

“学习是终身的，不是在学校一次性完成的”.如何正确评价一个学生的学习，关乎这个学生一生的成长.课程基地应关注学生的最近发展区，从学生学习兴趣的培养人手，充分张扬学生的个性，满足学生学习的多元需求.“小其小，大其大”，充分体现因材施教、因人施教的原则，在时间和空间上给学生创设自由、自主、自若的平台和氛围，从心理上提供健康向上的心理暗示，真正做到教学评价对教学的正面促进作用.我校实验基地注重的是开放性，这种开放性不仅体现在教学环境、教学资源和教学方式上，也体现于对学生的评价机制.学生成绩评定是在网络环境下由全体参加开放式实验教学的教师及其他实验小组进行相互评定，评价一般包括五个维度：操作认知、观察能力、推理能力、设计能力及方法态度.这种多元评价体制更能体现公平、公正，有利于不同学生的个性成长.endprint