学生本位导向的自助实验教学策略

赵洪英 刘晓庆 裴晓星 潘红光

摘 要：通过搭建学生主动学习的平台，培养学生思维的独立性，强调向“以学生为主体”的学习方式转变，即学生本位导向.自助实验利用学生身边的物品或者教师提供的器材，进行设计、调整及修正的学习形式.以“变阻器”为例，对自助实验的设计和评估进行阐述.

关键词：学生本位;自助实验;真实情境;变阻器实验

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）13-0025-03

基金项目：北京市海淀区教育科学“十三五”规划重点关注课题“基于核心素养的跨学科案例研究”（项目编号：HDGH20190039）.

作者简介：赵洪英（1973-），女，黑龙江人，硕士，中学高级教师，研究方向：中学物理教学、自助实验及跨学科教学;

刘晓庆（1989-），女，山西人，硕士，中学二级教师，研究方向：中学物理实验教学.

1 学生本位导向的自助教学

学生本位理论强调以学生为中心.学生是学习的主体，课程设计围绕学生的需要和发展展开.学生本位理念关注学生的成长与发展，促进学生的全面发展与健康成长.在学生本位导向下，教师从学生学习的评判官，走向学生发展的引导者和促进者.学生本位导向提倡在学生学习的各个环节中，教师对学生形成积极的引导和促进，帮助学生形成自主学习，强调对学生真正意义上的成长和发展的关注.

自助实验是指学生在教师指导下利用身边的物品和器材，在一定的主题线索下进行设计、尝试、操作、调整、体会，强调亲身尝试、调整、体会.自助实验有以下突出的特点：物品来自于身边、尽量简单，学生能够上手，能够有效参与到自助实验中;实验任务由教师和学生共同设定.自助实验的功能在于构建学生学习的真实情境，学生在自助实验的真实情境的各个环节中体会、关注自己的收获和成长.

2 學生本位导向的自助实验教学策略

2.1 策略一：通过自助实验的魔术化或黑盒子化，增强学习的趣味性和学习冲突

通过设计魔术化的自助实验或黑盒子自助实验增强学生的学习兴趣.魔术化自助实验有三个原则：第一，实验物品来自于生活中，将生活和课堂紧密相关;第二，兴趣性奇特的现象具有一定的吸引力，能够吸引学生的注意引发好奇心;第三，尽可能地设计为学生表演，学生参与或主导的魔术化自助实验或者黑盒子实验，能够激发学生的探究兴趣.

2.2 策略二：通过自助实验的任务串，搭建系列真实的学习情境

学生本位导向提倡教师是学生学习行为的促进者.教师通过自助实验的任务设计，明确学生的学习任务，设计任务串的方式，搭建系列任务.

学生在自助实验的任务驱动下，设计、完成搭建自助实验的真实学习情境.教师促进学生搭建自助的学习情境，学生在自己搭建的真实的自助实验情境中愉快地完成学习任务.学生在自己搭建的自助实验情境中， 全程深度经历、体验，在体验中，学生自主提出新的任务，进而通过新的自助实验不断修正、完善.在学生本位的自助实验活动中，教师和学生是平等的，教师是首席学习者，学生是亲历者、创造者、思维体验者.

2.3 策略三：通过自助实验的评估，增强学生监控自身活动的自觉性

传统的评估和检测环节，一般倾向于检测的手段.学生本位导向的自助实验评估倾向于评估，把评估环节作为一项学习活动.评估的环节，学生对于本次自助实验前后做一个梳理，同时给自己作评估.基于自助实验的评估，注重自助实验的过程性、学生的参与性.每位学生都有可操作的评估.一节课下来，学生有较强的收获感和一个相对满意的结局，这个结局激励学生进一步的深度学习.通过评估的学习活动，学生提升对自己的认知水平，增强监控自身学习活动的自觉性和有效性，实现教师的“他评”向学生的“自评”转化，促进学生的自主学习.

3 案例“变阻器”

3.1 自助演示实验的引课，直接激发学习兴趣与学习冲突

引入的方式为设计具有神秘色彩的“黑盒子”.教师将一个简单的“黑盒子”装置呈现在黑板上，在黑盒子的实际情境中，提出任务：尝试通过黑盒子里的物品来调节小灯泡的亮度.

邀请一位同学前来演示，调整毛巾后面的铅笔芯接入电路的长度，调整灯泡亮度发生变化（如图1）.

师：请同学们猜测毛巾下面可能有什么（提示：这种物品是学习用品）.

学生很容易猜到黑盒子的奥秘在于铅笔芯（如图2）.学生学习的热情被点燃了.笔者认为主要有三个原因：一是真实情境的体现形式， 高于习题的形式;二是自己的同伴在演示，拉近了学生与问题之间的距离;三是有黑盒子的形式，学生猜到很可能是铅笔芯的缘故，同时，也希望亲眼验证，到底是不是所猜测的铅笔芯.

师：我们看到在这个实验中，实际是通过调整接入电路的电阻值，来调节灯泡的亮度.关于灯泡亮度的变化范围，你还有更进一步的期待吗？（引导进入下一个任务，教师提出自助实验任务）

师：要想调节的范围更大，可以通过增大铅笔芯的长度.但是铅笔芯比较脆，不易携带.可以做一个便于携带且能够调节接入电路长度的简易变阻器.

3.2 利用任务串，在自助实验的真实情境中制作简易变阻器

任务1：设计便携、可调的变阻器.即利用金属丝、PVC管，设计一个可以通过改变接入电路中的金属丝的长度来改变电阻值的简易变阻器.

自助物品：约2m长的金属丝（如图3），长约15cm的PVC管（管的一端安装一个螺丝，便于固定电阻丝，如图4）.

活动、展示：各小组设计了两种缠绕方式：第一种，顺向缠绕方式（如图5）;第二种，横向缠绕方式（如图6）.展示结果，两种方式均可改变灯泡的亮度.第二种可调节范围更大.于是，选择第二种方式.

第二种方式，导线的匝与匝之间需要保持距离，而这个距离使得变阻器的体积稍大，可否再减小体积呢？引入下一个任务.

任务2：利用有漆包线的电阻丝，再尝试做一个体积稍小便于携带的变阻器升级版.

自助物品：约5cm长的PVC管、约2m长的漆包线、砂纸等（如图7）.

活动、检测：小组在密绕漆包线（如图8），用砂纸磨去一侧的绝缘漆（如图9），得到简易变阻器的升级版（如图10）.

将简易变阻器升级版接入电路，通过调节鳄鱼夹的位置， 调节接入电路的阻值大小，漆包线能够实现灯泡从不亮到逐渐增加亮度（如图11）.

任务3：阅读材料，对比自制变阻器与实验室滑动变阻器，掌握滑动变阻器的接线方法，并利用实验室变阻器调节灯泡亮度.

自制简易变阻器由以下三个真实情境的任务串组成（如图12）.

3.3 自助实验的评估

傳统的评估方式：一种表现为学生在本子上根据实物图连线;另一种表现为学生实物接线，教师检查.第一种方式中，学生缺少在真实情境中体会，第二种方式，学生参与度较弱.设计评估表的目的是促进学生梳理经历的自助实验的真实情境，自主评估，激发后续学习热情，达到在学习过程中体验成功的目标及探索未知世界的期待，评估内容见表1.

3.4 学生本位导向的作业设计

制作一份滑动变阻器使用指南，图文结合.要求：简洁、方案合理，按照操作指南自检操作.

3.5 课例推荐

学生本位导向的自助实验的课例，适合定性或半定量规律性的课例，比如压强与流速的关系、电流的磁效应等.

4 结束语

学生本位导向的自助实验策略，能够实现学生在自助搭建的真实情境中独立思维，促进了学生自主学习、培养对真实情境中已有方案提出质疑，并培养创造性见解的品质，对于提升学生的科学素养有推动作用.教师设计学生乐于参与的真实情境，对学生形成积极的引导和促进，达成对学生真正意义上的成长和发展的关注.

参考文献：

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[2]田成良，夏伟宁.回归物理教学的本质——吴加澍物理教育思想研究[M].北京：北京师范大学出版社，2021.

[3]秦晓文.探究照亮未来[M].北京：中国青年出版社，2017.

[4]吴喆，何善亮.物理教学的“情境化”“去情境化”与“再情境化”[J].物理教师，2017，38（11）：21-25.

[5]赵洪英，费小建.基于微课程的物理自助探究学习策略[J].基础教育参考，2018（18）： 39-40.

（收稿日期：2021-04-04）