“双减”背景下初中物理教学中学生自主创新实验的探究

吕虹　刘大斌　王金生

摘要：中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》，意见从全面压减作业总量和时长为学生减负。教育教学改革力求让课堂的“教学”为课后的“学习”服务，从而进一步凸显出教师的教学，着力点是引导学生理解知识的本质。而学生自主创新实验是助力物理学习的最佳途径，笔者通过引导学生自主设计实验、选择实验方法、优化实验过程、分析实验现象、辩证得出结论等探究过程，学生得以提高科学思维、探究能力和形成物理观念。

关键词：“双减”  教学  学生自主创新实验

一、学生自主创新实验是深度学习的体现

笔者提倡的学生自主创新实验，注重通过教师指导后学生完成创新实验过程的体验，激发学生的求知欲。

二、学生自主创新实验是自主学习的需求

学生自主创新实验弥补了物理教育教学的不足之处，通过联想与结构、活动与体验、本质与发散、拓展迁移和实际应用等方式注重培养学生的自主创新能力，突出学生的主体地位。

以人教版八年级物理“物态变化”这一实验为例，说明学生自主创新实验在教学中的应用和思考。

（一）从现象到本质，形成实验方案雏形

在人教版八年级物理第三章《物态变化》的复习课中，利用所学物态变化的六种方式解释生活中的现象，提出问题：如何在课堂上“制造”云、雾？

1.学生通过所学知识和课本内容的说明，能够解释云、雾的形成。

2.寻找生活中云、雾形成的环境和温度，思考不同情境下的相似之处是什么。

3.学生小组合作完成讨论、交流，开展活动研究。

根据所学知识了解到云、雾的形成是空气中的水蒸气遇冷放热，液化成小水珠，大量水珠聚集在一起形成云、雾，那么必须满足两个条件才能“制造”出云、雾，第一空气中存在较多水蒸气，第二环境温度迅速下降。学生通过讨论交流，初步形成实验方案。

（二） 引导学生思考，解决过程中存在的问题和困难

学生根据生活体验可知，近海地区的空气常年湿润，春天梅雨季节还会出现墙壁、地面“冒汗”的现象，南边吹来的空气携带了大量的水蒸气，第一个条件容易实现。第二个条件改变环境温度，A组学生提出利用电冰箱的冷冻室，制造一种低温的环境，教师聆听后，提出疑问：现象是否明显？学生通过实验后发现，冰箱冷冻室打开瞬间会有丝丝“白气”，但容易消散，不持久。B组学生提出可以利用熔化吸热，使物体周围温度降低，如果物体放在潮湿的环境中是否可以制造云、雾。其他组学生提出疑问，共同分析后，一致认为一般物体熔化过程时间较长，不足以在常温下形成低温环境，需要利用能够在常温下迅速升华的物质，最后两组学生共同认为干冰是理想的物质。

（三）问题层层深入

因为有需求，学生有动力，通过查阅资料知道干冰在常温下容易升华成气态二氧化碳，会从周围空气吸收大量热量，促使周围环境温度迅速下降，水产店海鲜附近的烟雾缭绕、舞台剧上梦幻的气体都是干冰制造的。为了制造干冰，学生想到利用二氧化碳灭火器。

（四）视频记录实验过程，提升语言表达能力

教师指导学生在进行自主创新实验时，把实验过程用视频记录的方式呈现，视频记录中不仅有实验操作步骤的展示，还需要用语言表述步骤，描述观察到的现象，说出自己的思考或疑问及改进方法等，因此边说边做才是最好的展示。在实验初期，学生会遇到不同的问题和困难，通过生生互动，让学生将自己的想法和做法正确地表达出来。

（五）追问、设问、猜想、假设助力自主创新

自制干冰的过程虽然不复杂，但是如何引导学生沿着正确的方向发展，非常考验教师的能力。在学生自主创新实验中，教师利用追问、设问，引导学生猜想、假设，从而让学生沿着正确的方向探究。例如：1.追问如何制造低温环境；2.设问灭火器内二氧化碳的状态和喷出后的状态；3.猜想干冰常温下的保存和升华过程；4.假设可以尝试利用二氧化碳灭火器制造出干冰。

（六）学习进入高阶，物化实验创新成果

在明确了干冰在常温下容易升华而使周围环境温度降低后，教师引导学生进一步思考：如何加速干冰的升华而制造出“急冷”的环境？

学生自主创新实验本身就是让学生不斷做实验，在不断优化实验的过程中使实验现象清晰化。

三、结语

学生自主创新实验是一种教学方式，更是一种理念。在不断激发学生主观能动性的前提下，最大程度还原学习的真过程，教师引领学生真思考、真动手，让学生的能力真提升，科学素养真形成。无论是现在还是将来，学科的学习必定从实际问题出发，最终回到解决实际问题。学生在自主创新实验操作中形成物理概念和思维，灵活应用于实际生活则是学生自主创新实验的目的。

作业是教学过程中一个重要的环节，是学生巩固知识、培养能力的重要方式。“双减”背景下，作业的质和量将显得非常突出。笔者认为，如果将学生自主创新实验作为学生课后实践性作业，用以代替书面作业，效果会非常明显。能够有效帮助学生巩固知识，形成能力，培养习惯。帮助教师检测教学效果，及时改进教学方法，切实发挥好作业育人的功能。学生自主创新实验更是我们课堂不可或缺的生成性资源，相比较视频演示实验，具有贴合学生学习实际情况，具有形式多样、学生容易接受等优势。教师要正确引导，不断鼓励，让学生将所学知识学以致用。但这对教师的专业能力提出更高的要求，对作业设计的质量提高了要求。作为初中物理教师，教师要不断学习，优化教学方发，促进学生的全面发展，切实落实“双减”政策。