优化实验教学 激发创新思维

蔡俊龙

一、开放性设计实验方法，变模仿为探究，激发学生的创新思维能力

1.开放性使用实验器材，让学生自由选择并独立设计实验，实验方法和环节多样化和最优化。教师可以把相关的实验器材充分的提供给学生，尊重每位学生已有的实验技能，可以自主选择器材，并独立完成实验的设计方案。目前在网络信息量大、科技手段日新月异的情况下，学生已熟悉较多先进的实验设备和实验方法，可以选用常规器材设计，也可以采用传感器进行的创新实验方案，重在学生能通过独立思考、查找资料、提出方案、创新设计等环节，主动地在最近发展区、高阶思维上有不同程度的提高。教师就更应该站在先进信息技术手段前沿，在实验设计的难点、实验方法引导上下功夫，充分让学生思维能力、探究能力和操作能力上得到较高层次的提升。

2.开放实验室的使用时间，科学管理实验室，为学生做好服务。只要学生有需要，就可以随时利用课余时间完成实验，这样把分组实验教学由课堂拓展到课外，通常利用传感器操作的实验操作较难、设计的软件和计算机的能力较高、过程较多，这样可以把实验过程分时间段处理，培养学生反复摸索纠错和调整的能力，这样学生主动探索和独立探究的效果比复制规定的实验步骤的教学效果高出几个台阶。当然，这需要需要有适应的实验室和器材管理方案，建立相应的制度，充分的相信学生。

3.开放实验教学资源。把网络平台和学校创新开发的分组实验的资料进行整合，建立共享空间，提供给教师和学生，意在教师间相互学习、共同提升，高校教学;学生间可以互相借鉴、深入探究、补充发展。

二、归类突破精选实验，调整教学过程， 融合传统和创新实验多种方法

第一环节：课前开设实验课设计方案探究：讨论1：通过学生独立思考设计实验原理及方发，课堂小组展示;讨论2：通过讨论和思辨分析设计的方案可实施性，教师可以渗透了实验方法的指导和深化，在最近发展区上通过对实验分析和解决问题的思想和方法上引领，启发学生选择能实施的实验方案。讨论3：再讨论设计实验步骤，要拥有批判和怀疑的精神，通过反复切磋，培养概括、分析和推理能力，这样，学生从原理和方法及操作环节上都会积极主动，不同层次的学生合作中优势互补，学有所得。

第二环节：课上同时分组操作不同方案，分组展示结果对比分析：教师通过创设问题情境，引领学生思考为什么这样设计实验？方法中的原理表达式及数据会是什么？操作中遇到那些问题及处理方法？……通过不同的实验方案的实施对比，深刻理解实验原理，理解了为什么有的实验方案要注意m<

第三环节：整合探究实验习题，灵活迁移运用，在解决问题中加深理解。高考题更关注前沿科技在生活和生产实际应用，传感器的在力学、电磁学、热学、光学的应用已经渗透到的每一细节之处。如：2022年全国卷力学实验部分仍是重在基础知识的应用，同时注重实验的创新设计，如甲卷第23 题，采用传感器、光电门等实验装置，巧妙应用了碰撞后速度的比值满足一个定值来反映碰撞过程所遵循的规律。如乙卷第22题一大创新点是增加了真实情境的元素，需要把打点计时器纸带处理方法的灵活迁移。如果学生能熟练掌握前文中总结的三种实验方案，则能较好的完成该题。

“推动学习方式的转变，强调科学探究的过程”是物理新课程理念之一，未来高考更注重对物理核心素养的考查，实验教学也要与STS（科学、技术、社会）的紧密联系，教师要充分利用好学生分组实验，以培养创新能力和科学思维的为目标设计的实验教学，调整教学环节，充分激发和培养学生的独立设计和操作、合作探究分组展示、整合问题拓展迁移能力。把传统实验和创新实验有机结合，站在更高的视角和平台，渗透学科素养于细节，才能优化物理学生分组实验教学。

【注：本文系广东省中小学“百千万人才培养工程”专项科研项目2021年度课题“基于数字化传感器物理实验培育高中生创新能力的实践研究”（项目编号：BQW2021JGL032）科研成果论文;珠海市教育科研十三五规划课题“基于STEM教育理念下促进物理学科核心素养提升的高中物理实践活动的探索”（课题编号：2019KTG006）科研成果论文】

责任编辑 邱丽