创新实验教学促进学生个性化发展

山东省济宁市实验中学(272123) 王富民 陈 冲

学生发展核心素养，主要是指学生应具备的能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。学科核心素养主要由学科内涵及学科本质决定的。《普通高中物理课程标准(2017年版)》将物理学科核心素养界定为：物理学作为自然科学领域的基础学科，其核心素养可归纳为物理观念、科学思维、科学探究和科学态度。学科核心素养的内涵深刻、内容丰富，凸显课程的育人功能。“科学思维”包括模型构建、科学推理、科学论证、质疑创新等要素；“科学探究”能力包括发现科学问题、设计解决方案、进行科学实验、合理进行科学解释、搜集科学信息和必要的科学反思能力。教师要以物理学科核心素养为导向，优化完善物理学科教学，使中学生具备五种关键能力：理解能力、推理论证能力、模型建构能力、实验探究能力和创新能力，其中构建物理模型能力和创新能力是根据物理教学实际和新时代发展提出的新的能力要求。建设创新型国家和世界科技强国，是我国发展的迫切要求和必由之路，新时代推进教育现代化的步伐日益加快，适应学生全面而有个性发展的教育教学改革深入推进，已成为素质教育的新亮点。因材施教、个性化发展的问题日益凸显，转变教与学的方式，创新实验教学，探索基于情境、问题导向的互动式和体验式教学方式，引领着教学改革，推进着素质教育的潮流。改革的浪潮层层推进、时不我待，本文就我们在教学实践中的想法、做法进行阐述，与大家共勉。

1 深入学习文件精神，转变教育观念

我国近年来的教育实践，使广大教师达成共识：“应试教育”不利于培养创新型人才。建设新时代中国特色的社会主义，需要开发我国的人力资源，培养各种层次的创新型人才；中学教育要尊重教育发展规律，因材施教，促进学生个性化发展，才能使每一个学生都成为新时代社会主义的建设者。

人的禀赋、资质千差万别，不能用一个模式来塑造、用一把尺子来衡量，要从学生的实际出发，为学生的发展提供一个适宜全面发展，又可促使其个性发展的教育环境。个性是创新的基础，只有高度重视个体的差异和独特性，充分发挥个体的积极性、能动性和创造性，才能培养创新人才，办好人民满意的教育，建设人力资源强国，为实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦提供坚强的智力支撑和人才保障。

认真落实《加快推进教育现代化实施方案(2018—2022年)》《中国教育现代化2035》及《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，落实《国务院办公厅关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》的文件精神，才能更好地实施素质教育，加快教育现代化建设，把我国建设成为教育现代化强国。教育大计，教师为本，有好的政策、好的教师，才有好的教育。每一个教育工作者都要转变教育观念，加强教育理论学习，增强教书育人的责任感和使命感，提高自己专业水平和教学能力，才能立德树人、不辱使命，为学生的终身发展奠定基础。

2 创新实验教学，提升学科核心素养，培养学生的创新能力

在新课改背景下的高中物理教学，学科核心素养培养已成为教学的关键性目标。教学中应注重挖掘教学内容中蕴含的物理学科核心素养，体现物理课程的内涵及核心价值，培养科学素养、提高创新能力。实验教学是理科教学的基础，是培养学生科学素养和创新能力的主要阵地，通过实验教学能对学生进行科学方法的教育，形成和发展学生的实践能力、合作探究能力，提升学科核心素养，培养学生科学的人生观、价值观和世界观，为学生的未来发展打下基础。创新实验更能促进学生的个性化发展，有利于学生创新能力的培养。

在教学中对学有余力的同学，在学习之余、完成常规实验的基础上，可以鼓励学生利用一次性打火机的点火器，设计、制作“气体爆鸣发生器”检验未知的气体是否为爆炸性气体；设计、制作“空气放电反应实验”，让学生了解著名的米勒模拟实验(Miller-Urey experiment)，模拟在原始地球还原性大气中进行雷鸣闪电能产生有机物(特别是氨基酸)，了解生命起源是一个极其复杂而又难以研究的问题，了解生命起源有多种学说。对学生进行科学史教育，了解科学家的品格和献身科学的精神，既培养了学生的科学素养、动手实验能力，又培养了学生的创新精神。

开放实验室已经被不少学校采用。在完成常规实验时学生可能会发现一些问题，并引发他们深入思考，在教师的指导下开放中学实验室是实验教学的进一步深化。根据学生的科学实践活动项目要求，在教师申报获准的情况下，进入独立的开放实验室实验，既能巩固与提高课堂教学的内容，又能使课堂教学延伸和拓展，验证学生的创新设想，将学科理论内化为学生的个体的素质；既能尊重学生的个性选择，满足学生的求知欲和好奇心，又能激发学生的创造潜能，培养学生的创新精神和实践能力。

3 挖掘教材，创新实验，满足学生的个性化需求

(1)在学习人教版普通高中教科书物理必修第3册第9章第4节静电的防止与利用时，教材上讲述了尖端放电、静电屏蔽以及静电吸附中的“静电除尘”“静电喷漆”“静电复印”等例子，让学生联系实际生活，学以致用，运用物理知识解释生活中的实际应用和自然现象。学生学习了这部分知识以后，不但学会了解释自然，而且还有一种尝试与创造的冲动。鼓励学生利用从网上购得的小型一体化高压发生器制作“小型简易静电除尘器”。真正实现“学以致用、学用结合”的学习方式。

(2)在学习人教版普通高中教科书物理必修第3册第10章第4节电容器的电容时，教师可以制作具有时空跨度的“电容器示教板”展示给学生，让学生了解不同年代、不同型号的各种电容器在不同电路中的作用，增强学生更多的感性认识，让今后学习电子专业的学生更感兴趣，并指导学生做好“人生规划”。

(3)在学习人教版普通高中教科书物理必修第3册第13章第1节磁场磁感线时，可以利用大型、多个电容器并联放电，演示奥斯特实验；学习人教版普通高中教科书物理选择性必修第2册第1章第1节磁场对通电导体的作用力时，可以利用大型、多个电容器并联放电，演示通电平行导体间的相互作用实验，这些实验可以教师演示，也可以学生制作探究。

(4)在学习完人教版普通高中教科书物理选择性必修第2册第2章第3节涡流电磁阻尼和电磁驱动时，可以结合教材对学生进行国防教育，演示利用大型、多个电容器并联放电制作的“线圈电磁炮”(它利用驱动线圈和弹丸间的磁耦合机制工作，磁化弹丸在驱动线圈内(炮管)运动，本质上是一台直线电动机)，发射铁质弹丸的实验，鼓励学生热爱祖国，投身国防事业。

(5)在学习人教版普通高中教科书物理必修第3册第13章第4节电磁波的发现与应用教学时，以及在学习人教版普通高中教科书物理选择性必修第2册第4章第2节电磁场与电磁波与第3节无线电波的发射与接收教学时，可以制作“简易电磁波测试仪”验证电磁波的存在。制作时让学生利用2只开关二极管、1只发光二极管、1只0.01 μF的电容、一段漆包线制作的“简易电磁波测试线圈”，验证手机呼号时发射的电磁波的存在；也可以利用2只开关二极管、1只0.01 μF的电容和一只微安表头制作“简易电磁波测试仪”。

(6)在学习人教版普通高中教科书物理选择性必修第1册第1章第6节反冲现象火箭时，教师利用一次性水杯、矿泉水瓶等废物制作“磁悬浮反冲运动演示器”以及“悬丝式反冲运动演示器”加深对反冲运动的理解。

(7)在学习人教版普通高中教科书物理选择性必修第2册第2章第4节互感和自感时，其中自感的概念是教学的难点，做好“通电自感”和“断电自感”两个演示实验，是突破教学难点的关键。在教学时可以自制“自感、互感安全体验器”，对于攻克教学难点、启发学生的思维具有很大的促进作用。

4 开展课外科技活动要注意安全意识的养成

教师在教学研究活动时，讨论如何开放实验室、如何开展课外科技活动，如何自制和改进教具，如何指导学生参加课题研究时，要树立“安全第一”的理念，对学生负责。教师不但要有安全操作的基本知识和实验技能，特别是处理易爆炸和易爆沸实验技能，还要有安全与防护意识和处理突发事件的应急能力。学生的安全意识、实验技能、创新能力和创新精神是需要培养的，中学阶段实验能力、观察能力的缺失，有碍于其一生创造能力的发挥。教师要有发现学生“创新闪光点”的一双慧眼，善于发现生活中的美、教学中的美，启迪学生的创新性思维，善于“授人以渔”。

指导学生开展丰富多彩、富有创意的实践活动，引导学生进行合作学习、自主探究，大胆创新。积极参加评选优秀科技制作作品、优秀小论文活动，积极参加青少年科技创新大赛，积极参加教具、学具制作比赛。对涌现出的“科技之星”“创新之星”“发明之星”表彰奖励，是提高学生手脑并用的能力、提升学生的科学素养、激发学生创新精神、激励学生勇于创新的重要途径。