基于小组合作学习的物理实验教学研究

戴清山 谈亚杰

摘 要：实验是物理教学的重要基础，也是物理教学的重要方法和手段。基于小组合作学习的物理实验教学有助于学生学习能力和团队精神的培养，有利于学生科学素养的形成。文章从转换教师角色、精选实验内容、科学评价结果、开展家庭实验等方面对基于小组合作学习的物理实验教学方法进行探究，以期推动物理实验教学效果的提升。

关键词：物理教学;实验教学;小组合作学习;能力培养

中图分类号：G633.7 文献标志码：A文章编号：1008-3561（2020）13-0142-02

物理是一门以实验为基础的自然科学课程，物理实验教学是素质教育的重要环节。基于小组合作学习的物理实验教学，能在提高学生学习能力的同时培养学生团队合作精神，让学生在互帮互助中完成教师布置的学习任务。运用小组合作学习模式开展物理实验教学，符合新课程改革和培养学生核心素养的目标要求，能够促进学生全面发展。

一、转换角色，确立学生在实验中的主体地位

在传统物理实验教学中，教师扮演“导演”“编剧”“演员”多个角色，花费大量时间为学生灌输实验理论知识、操作步骤以及相关注意事项，学生只是扮演“忠实的观众”，模仿教师实验操作步骤，缺少独立思考和自主操作机会，这限制了学生主观能动性的发挥，不利于学生学习能力和实验能力的培养。随着新课程改革的全面实施，物理教师要彻底转换角色，由“导演”“编剧”“演员”转换为“指导者”“组织者”“管理者”“评价者”，突出学生的主体地位，让学生在物理实验中自主操作和相互交流，彼此分享实验结果和结论，达到相互促进、共同提高的目的。

教师作为“指导者”，要从学生练习度、参与度、各个章节知识整合度以及课堂延伸度等方面指导实验。以“滑轮”一课为例，教师指导学生运用实验器材对滑轮特征进行探究，要求学生在小组合作中完成滑轮组装，同时以竖直向上方向拉动弹簧测力计，使钩码处于平衡状态，让学生能够准确读出弹簧测力计显示的数值，认真思考钩码承受重力和示数间的关系。然后让学生尝试改变弹簧测力计拉力方向并观察比较。最后再让学生改变钩码个数，重新操作实验。通过小组合作实验，学生学会了自主收集信息、归纳信息、处理信息，增强了动手操作能力。教师作为“组织者”，要为学生创设自由、平等、愉悦的学习环境，让学生对教师及合作者敞开心扉，针对实验内容提出自己的见解，能够耐心聆听小组其他成员对实验的分析，做到教学相长。教师作为“管理者”，要结合实验内容制定规则，要求学生严格执行，无论哪个小组违反规则都要接受相应的惩罚。教师作为“评价者”，不仅要关注学生在实验中的情况和结果以及学习目标达成情况，还要注重培养学生人际交流和团队合作精神，促进学生长远发展。

二、注重效率，精心选取合作学习的实验内容

小组合作学习注重发挥每个学生的优势和作用，让不同思维在小组合作中发生碰撞，能够促使学生形成良好的创新意识与发散性思维。物理实验教学更适用于小组合作学习，教师可结合教学内容难易程度、教学需求、客观教学环境等多种因素选取合作学习内容，提高小组合作学习效率。

1.小组合作实验内容要具有趣味性

兴趣是学生学习的主要驱动力，学生对自身感兴趣的事物往往会投入极大的热情探究其奥秘。以学习大气压相关知识为例，教师可以选取“将装满水的纸杯添加纸盖倒置后的‘覆杯实验”作为小组合作内容，此类实验带有神奇色彩，有较强的趣味性，学生在学习过程中会产生极强的探究欲望，从而调动学习的积极性，全身心参与到小组合作学习中。

2.小组合作实验内容要具有探究性

教学内容具有探究性，能调动学生参与学习的积极性和求知欲。学生通过合作实验得出探究结论，有利于更好地理解和吸收所学知识。尤其在实验验证操作中，学生会因为自主控制实验流程获得成功而产生成就感和兴奋感。学生在探究性学习中还能够强化团结协作精神，提高语言表达和人际交往能力。

3.小组合作实验内容要具有复杂性

部分物理实验步骤较为复杂，单凭学生个体无法完成实验，学生也会因此而丧失信心。开展小组合作学习能帮助学生顺利完成实验，即使遇到问题也能协力解决，提高学习效率。以浮力相关知识为例，该章节包含物体重量、形状、液体深度、液体密度、液体重力与体积等内容，凭借个体必然无法完成实验任务，开展小组合作学习则能共同探究知識，顺利完成相关实验。

三、鼓励参与，科学评价小组合作的实验结果

评价是合作学习的重要组成部分，合作学习评价重点强调人人进步，并将其作为评价学生的标准和目标。基于小组合作学习模式的评价将个人竞争转变为群体竞争，将个人积分转变为小组积分，以小组总体成绩作为奖励参考依据，可以有效形成组内合作与竞争氛围，提高合作学习效率。

合作评价有多种形式，如学生自评、教师评价、组内互评、组间互评等。教师只有结合小组合作学习情况灵活运用各种评价方式，才能达到激励学生的效果。比如，教师将小组集体评价与个体评价相结合，结合小组讨论和回答问题情况打分，如果小组成员合作氛围良好可加分，实验结果展示率高也加分，最终选出最佳合作小组、最佳小组长等，借此激励学生积极参与到小组合作学习中。与此同时，还要将过程性与结果性评价相结合，注重评价学生参与程度与合作态度，关注学生取得的成绩，才能实现小组合作实验的目标要求，达到提高学生整体素质的目的。

四、贴近生活，开展家庭小组合作的实验操作

物理教学要始终贴近学生实际生活，让学生充分感受到物理知识就在身边。小组家庭实验是对课堂实验教学的有效补充，是培养学生自主学习能力、动手能力、创新能力和长期观察能力的有效手段。教师在进行家庭合作实验设计时应该做到目标明确，取材方便，操作简单，占时较短。

1.目标明确

进行家庭实验的主要目的就是配合课堂教学，巩固学生所学的相关知识，培养学生的动手能力和创新精神。对学生而言，在实验操作中缺少明确目标，就会对实验过程产生迷茫，只有目标明确才能让学生全身心投入到实验操作中。

2.取材方便

设计家庭实验时要方便学生取材，引导学生留意身边随处可见的“器材”，鼓励学生从各个方面观察和重复操作，记录实验现象。比如，选取热水和矿泉水瓶、易拉罐等作为基本器材进行“大气压强”家庭实验，让学生了解大气有压强。再如，选取橡皮、长螺丝、粗细均匀的笔管、细线等器材进行“杠杆找平衡”家庭实验，学会自主调节杠杆，探究杠杆平衡条件。

3.操作简单

家庭实验应便于操作。以光的放射相关知识为例，教师让小组观察将一枚硬币放入水杯中，不同位置、不同水位等变化之后看到的杯中硬币，并归纳总结该实验结论和蕴含的道理。

4.占时较短

当前，学生学业负担较重，教育部门也在大力倡导为学生减负，因此，教师设计的家庭实验数量不应过多，实验占用时间也不宜过长，应着重体现“精致”，达到小组合作实验教学的目的即可。

总之，实验是物理教学的重要组成部分，能促使学生更好地理解物理知识和规律。在实验教学中实施小组合作学习能调动每个学生参与物理学习的积极性，激发其潜在探究知识的欲望，能有效拉近师生、学生之间的距离，在提高学生学习效率的同时培养其团队合作精神，全面提高学生综合素质。

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