利用新教材內(nèi)素材開發(fā)課外拓展性實驗的策略

孫春成

摘? ?要：為了適應(yīng)新課標、新高考，各出版社組織專家重新編寫了物理教材，新編教材素材更豐富，將其中一些新素材開發(fā)成拓展性實驗?zāi)芨玫匕l(fā)揮教材的育人作用。采用課前探究教材拓展性欄目實驗、將教材插圖變成探究實驗、利用課后習(xí)題進行科技制作、演示課后習(xí)題情境、根據(jù)教材舉例文字自制教具等策略將新教材內(nèi)素材開發(fā)成課外拓展性實驗探究活動，可以更好地發(fā)揮實驗和教材的教育教學(xué)價值，滿足新課標、新高考的要求，完成立德樹人根本任務(wù)。

關(guān)鍵詞：新教材素材;課外;拓展性;實驗探究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）1-0070-3

2017年國家對普通高中物理課程標準進行了修訂，各省、市、區(qū)相繼實施“3+1+2”新高考方案，各出版社組織專家對高中物理教材進行編寫，以適應(yīng)新課標、新高考。新編物理教材一方面增加了不少演示實驗，另一方面將學(xué)生分組實驗的步驟編寫得更加清晰、詳細，這些改進反映出了新時代物理教學(xué)對實驗教學(xué)的高度重視。實驗教學(xué)的作用是多維度的，首先，它有助于讓學(xué)生通過實驗獲得更多的感性經(jīng)驗，降低知識理解難度。其次，實驗?zāi)転閷W(xué)生學(xué)習(xí)物理知識搭建腳手架，學(xué)生在實驗中手腦并用，可全方位地提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。實驗教學(xué)的深入優(yōu)化有助于推進學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展，進而實現(xiàn)實驗教學(xué)的育人目標。然而，課堂時間有限，有必要將實驗延伸到課外，讓實驗探究活動成為課外作業(yè)的重要部分，從而彌補課堂實驗探究的時空局限性。

1? ? 課外拓展性實驗探究活動的重要作用

1.1? ? 落實立德樹人

立德樹人是教育的根本任務(wù)，“習(xí)近平總書記在2018年全國教育大會上強調(diào)，以凝聚人心、完善人格、開發(fā)人力、培育人才、造福人民為工作目標，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人”[1]。物理實驗“通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生樂于探究、勤于思考的學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力”，“引導(dǎo)學(xué)生探索自然，認識自然，形成科學(xué)思維習(xí)慣，提高科學(xué)探究能力，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和正確的價值觀”[2]。課外拓展性實驗探究活動是物理實驗教學(xué)的重要組成，除了具備一般課堂實驗的育人功能外，還因為其對學(xué)生的自主性、動手能力、獨立思考能力等要求更高，因而在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、實踐能力等方面更有優(yōu)勢，學(xué)生也因為親身參與實驗的設(shè)計、操作等全過程而獲得更積極的學(xué)習(xí)體驗，有利于培養(yǎng)學(xué)生要學(xué)好物理、立志科技報國的情懷。

1.2? ? 適應(yīng)新高考要求

為了適應(yīng)新時代對教育的新要求，適應(yīng)新高考改革，高中階段的教育教學(xué)必須要相應(yīng)作出改變。2019年教育部考試中心頒布了《中國高考評價體系》，體系主要由“一核”“四層”“四翼”三部分構(gòu)成，回答了高考為什么考、考什么、怎么考的核心問題。其中，“四翼”是高考考查的要求，包括基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性。課外實驗探究活動與“四翼”密切相關(guān)。首先，通過課外探究性實驗學(xué)生可以鞏固基礎(chǔ)知識，加深對知識的理解，習(xí)得基本技能;其次，有部分課外探究性實驗要求學(xué)生綜合運用不同模塊、章節(jié)的知識才能解決，這有利于學(xué)生構(gòu)建完善的知識網(wǎng)絡(luò)，提高學(xué)生綜合運用知識的能力;再者，課外拓展性實驗促進學(xué)生強化知識運用，培養(yǎng)學(xué)生的實踐意識;最后，通過課外拓展性實驗，學(xué)生掌握了基礎(chǔ)知識，構(gòu)建了知識網(wǎng)絡(luò)，密切聯(lián)系物理知識與生活實際，夯實了創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

1.3? ? 豐富課外作業(yè)

用好教材習(xí)題，充分發(fā)揮習(xí)題的育人功能。通過習(xí)題的拓展延伸，可以培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。課外拓展性實驗的開發(fā)可以豐富習(xí)題情境、素材、類型，增加習(xí)題的數(shù)量和類型，可以讓學(xué)生感受不同情境、不同綜合性的習(xí)題，提高學(xué)生的動手實踐能力，充分發(fā)揮習(xí)題的育人功能，更好地促進學(xué)生全面發(fā)展。

2? ? 拓展性實驗探究活動的素材來源及開發(fā)策略

教材內(nèi)素材是編者精心挑選的，有豐富的內(nèi)涵和育人價值?？沙浞滞诰蚪滩膬?nèi)素材的價值，將其開發(fā)成拓展性實驗。在利用教材內(nèi)素材開發(fā)拓展性實驗時，一般有如下三種使用策略：第一，選取材料易找的實驗，讓學(xué)生課前準備并演示實驗，提前積累感性經(jīng)驗，獲得體驗;第二，引導(dǎo)學(xué)生課前準備材料、制作教具，用于課堂演示;第三，將拓展性實驗作為課后作業(yè)，或者科技小制作。具體的素材來源及開發(fā)策略舉例如下。

2.1? ? 課前探究教材拓展性欄目實驗

教材內(nèi)拓展性欄目中安排有小實驗，這些實驗取材簡單，與上課核心內(nèi)容聯(lián)系，將這些小實驗在教學(xué)中落實、做細可以幫助學(xué)生突破知識理解的壁壘，獲取關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)。但有時由于課堂時間有限，不能讓全體學(xué)生在課堂上深度參與實驗，只能教師演示，學(xué)生觀看，這樣學(xué)生獲得的學(xué)習(xí)體驗有限，離教學(xué)預(yù)期有差距。將這些實驗變成課外拓展作業(yè)可以彌補上述不足，提高實驗教學(xué)實效。例如，粵教版高中物理必修第一冊第112頁的“觀察與思考”欄目給出了三個探究活動，其中第2和第3個探究活動分別如圖1和圖2所示[3]?？梢宰寣W(xué)生課前自己準備遙控小車、薄木板、圓木棒等材料，給學(xué)生實驗室的小車、蹄形磁鐵、軌道等器材，讓學(xué)生自己組裝器材、演示實驗現(xiàn)象，并在課堂上派代表演示。再如，人教版高中物理必修第一冊第二章第4節(jié)“自由落體運動”，在新課導(dǎo)入時采用實驗探究構(gòu)建情境，提出問題：“在教室內(nèi)拿兩張同樣大小的紙，將其中一張揉成一個團。讓紙團和另一張紙在同樣的高度落下，看一看哪一個下落得快？”[4]

2.2? ? 將教材插圖變成探究實驗

插圖是對教材正文的重要補充，可以豐富教材的內(nèi)容，讓教材更具有可讀性。教材插圖經(jīng)常用來呈現(xiàn)一些較為復(fù)雜的情境、實驗器材組裝、實驗現(xiàn)象等，引導(dǎo)學(xué)生利用器材或生活物品將插圖中的情境、現(xiàn)象等演示出來，一方面可以讓物理教學(xué)更有趣，有利于學(xué)生保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣，另外一方面有利于加強物理與生活之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的實踐意識，避免物理學(xué)習(xí)紙上談兵。例如，在粵教版高中物理必修第一冊第75頁展示了將兩本物理課本一頁頁交叉疊好后，書本之間有很大的摩擦力，如圖3所示[3]。讓學(xué)生課前將書交叉疊好，并體驗，其效果大大優(yōu)于教師講解和演示。

2.3? ? 利用課后習(xí)題進行科技制作

教材習(xí)題有些可以進行適當拓展演示，演變成為學(xué)生實驗探究活動，也可將習(xí)題變成科技制作活動?？萍夹≈谱飨騺砼c物理教學(xué)聯(lián)系密切，它能夠?qū)⑺鶎W(xué)的物理知識運用于實際，達到鞏固物理知識的目的，同時滲透勞動教育的培養(yǎng)。例如，人教版高中物理必修第一冊第51頁“練習(xí)”第6題，讓學(xué)生制作一把反應(yīng)時間尺，如圖4所示[4]。課堂上完成試驗后，可以給學(xué)生提供雙面膠和紙帶，讓學(xué)生分組制作一把反應(yīng)時間尺，將尺子上的刻度轉(zhuǎn)換為時間。并讓學(xué)生設(shè)計標準，對制作的反應(yīng)時間尺進行評比。評比的主要標準包括精確度和美觀度。然后，讓學(xué)生思考為了測量得更準確應(yīng)該選擇什么樣的直尺，測量時為何手指與直尺應(yīng)該保持相同距離，刻度的標示是否需要從零開始。

2.4? ? 演示習(xí)題情境增強體驗

教材中的一部分習(xí)題是拓展性實踐作業(yè)，如果讓學(xué)生自己找材料將其中的情境演示出來，學(xué)生能夠更好地構(gòu)建物理模型，能夠更加自如地運用物理知識解決問題。重要的是能夠增強體驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。例如，粵教版高中物理必修第一冊第86頁第2題，用細線一端系在右手中指上，另一端系一重物，用鉛筆一端頂住細線上某點，另一端置于右手掌心，鉛筆水平，重物豎直向下，如圖5所示[3]。讓學(xué)生在課后完成作業(yè)時，自己找材料做一做，感受中指和掌心有什么感覺，然后再用所學(xué)的物理知識分析原因。

2.5? ? 根據(jù)教材舉例文字自制教具

為了幫助學(xué)生理解物理知識，降低思維難度，為學(xué)生學(xué)習(xí)物理搭建腳手架，教材中會給學(xué)生列舉很多聯(lián)系生活的實例。這些例子常常以插圖、插圖加文字或者純文字的方式呈現(xiàn)?？梢赃x取一些在生活中易找到材料的例子，引導(dǎo)學(xué)生自己制作教具，將這些例子模擬再現(xiàn)。利用學(xué)生自制的教具開展課堂教學(xué)，學(xué)生會覺得親切與自豪，并能全身心地投入到學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)效率會更高。例如，人教版高中物理必修第二冊第38頁，舉例說明離心運動的應(yīng)用時，列舉了洗衣機脫水桶，“洗衣機脫水時利用離心運動把附著在物體上的水分甩掉”[5]。課前準備好直流電動機、電池、開關(guān)、導(dǎo)線、易拉罐、AB膠、鐵釘、錘子等材料和工具，帶領(lǐng)學(xué)生制作一個小小“脫水桶”。制作的主要過程如下：（1）將易拉罐側(cè)面打若干小孔;（2）將電動機與易拉罐連接;（3）連接電路;（4）在易拉罐里裝水，打開電動機開關(guān)，可以觀察到水從易拉罐側(cè)面平拋而出，如圖6所示。

3? ? 結(jié)? 語

教材是重要的教學(xué)資源，針對新課標的變化，新高考的要求，國家對新編教材進行了深度優(yōu)化，以培養(yǎng)新時代德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。教師教學(xué)中要重視教材內(nèi)素材的育人價值，根據(jù)學(xué)生實際對教材進行二次開發(fā)。拓展性探究實驗可以讓學(xué)生感受到物理的趣味性，更愿意主動投入到物理學(xué)習(xí)中;可以讓學(xué)生感受到物理的實際應(yīng)用，建立物理與真實生活的密切關(guān)聯(lián)，更有韌勁克服在學(xué)習(xí)中遇到的障礙;可以降低學(xué)習(xí)的難度，讓學(xué)生獲得更好的學(xué)習(xí)體驗，樹立學(xué)好物理的自信，保持長久的學(xué)習(xí)動力。總之，利用教材素材開發(fā)拓展性實驗探究活動，有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，落實立德樹人的根本任務(wù)。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中課程方案（2017年版2020修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：6.

[2]廖伯琴. 課程標準與教材修訂（一）——基于 2017 版課標對高中物理教材進行修訂的總體思考[J].物理教學(xué)探討，2020，38（01）：1-4.

[3]熊建文.普通高中教科書物理必修第一冊[M].廣州：廣東教育出版社，2019：75，86，112.

[4]彭前程，黃恕伯.普通高中教科書物理必修第一冊[M].北京：人民教育出版社，2019：45，51.

[5]彭前程，黃恕伯.普通高中教科書物理必修第二冊[M].北京：人民教育出版社，2019：38.

（欄目編輯? ?王丹丹）