中學(xué)物理“流動實驗室”建設(shè)與規(guī)范管理

余耿華 謝桂英 許桂清 黃家茵 王賢燕

摘? ?要：針對當(dāng)前中學(xué)物理實驗資源不足、實驗教學(xué)方式單一等情況，文章提出了中學(xué)物理“流動實驗室”的理念，并從建設(shè)思路、實驗條件、實驗配置、考核方式等幾個方面，對“流動實驗室”的建設(shè)策略與實施策略進行說明。

關(guān)鍵詞：流動實驗室;中學(xué)物理;實驗教學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）6-0053-3

1? ? 引? 言

物理學(xué)是基于觀察與實驗的科學(xué)。根據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的要求，物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，需要重視學(xué)生的實驗動手操作能力。

但是，由于傳統(tǒng)實驗存在實驗器材單一、實驗資源不足等問題，學(xué)生對物理實驗興趣不高，實驗操作能力有待提升。如何改進傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)模式、有效培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力成為近年來的熱門研究話題，許多研究者進行了相關(guān)的探索。例如，李瑞東等打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，對實驗內(nèi)容、時間和對象以及方法全方位開放，提出了開放實驗室的理念[1];何永健以“規(guī)范、高效、安全、創(chuàng)新、靈活、多元”為管理要求，提出了“特色實驗室”的建設(shè)策略[2]等。但是，由于學(xué)生的基礎(chǔ)知識水平參差不齊，在缺乏教師指導(dǎo)的情況下，很多學(xué)生往往無法順利開展實驗探究。

因此，本文提出“流動實驗室”的建設(shè)理念。通過在課室搭建物理實驗小平臺，有效解決實驗資源不足、學(xué)生實驗機會少的問題。通過學(xué)生優(yōu)秀作品在班級間的“流動”，引導(dǎo)學(xué)生在掌握實驗原理的基礎(chǔ)上進行拓展和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力和質(zhì)疑創(chuàng)新精神。

2? ? “流動實驗室”建設(shè)策略

2.1? ? 基本原則

（1）考慮實驗安全：①實驗桌設(shè)計方面，材料要分類放置，易燃易爆、有危險性的必要實驗品應(yīng)注意安全放置;②實驗器材與成品在流動過程中，注意輕拿輕放，保證學(xué)生自身安全;③學(xué)生在進行小組實驗時，應(yīng)注意實驗操作安全。

（2）提高學(xué)生興趣：①實驗項目方面應(yīng)聯(lián)系生活實際，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;②實驗內(nèi)容方面應(yīng)注重學(xué)生心理，達到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū);③實驗效果方面應(yīng)直觀明顯，引發(fā)學(xué)生探索欲望。

（3）依據(jù)教學(xué)實際：①流動實驗室中所選擇的實驗項目應(yīng)基于課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，有利于對學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng);②結(jié)合各學(xué)校教學(xué)實際情況，選擇符合學(xué)校校本文化的實驗內(nèi)容。

（4）結(jié)合學(xué)生實際：①要基于學(xué)生知識基礎(chǔ)，選擇恰當(dāng)?shù)膶嶒烅椖?②符合學(xué)生認知規(guī)律，設(shè)計實驗探究內(nèi)容;③根據(jù)班級實際情況，合理分組，開展小組合作探究。

2.2? ? 建設(shè)思路

整個實驗主要分為“作品制作”和“實驗流動”兩個過程。

“作品制作”（圖1）：首先，教師需要在講臺旁邊放置物理實驗小平臺，結(jié)合學(xué)生情況設(shè)計合適的實驗主題并放置對應(yīng)的器材;學(xué)生利用課余時間動手進行實驗操作，在一定時間范圍內(nèi)以自主實驗或小組合作的方式完成作品;教師對學(xué)生作品進行點評，提出有針對性的建議;師生交流，一起評比出最優(yōu)秀的作品以及實驗方案。

“實驗流動”（圖2）：上一個班級最優(yōu)秀的作品和實驗方案將會“流動”到下一個班級。第二個班級的學(xué)生通過參考前面班級的優(yōu)秀作品，學(xué)習(xí)相關(guān)實驗原理并進行改進創(chuàng)新，以獨立實驗或小組合作的方式，動手制作新的作品。通過圖1的“作品制作”流程，最終選出最優(yōu)秀的作品并“流動”到第三個班級。下一個班級重復(fù)上一個班級的步驟，最終完成整個年級的流動。

通過在教室講臺旁放置物理實驗小平臺，解決了實驗資源不足的問題，同時，學(xué)生利用課余時間在教室就能動手進行實驗，增加了實驗操作的機會;鼓勵學(xué)生利用小組合作的方式，培養(yǎng)學(xué)生合作探究的能力;師生交流討論，對學(xué)生作品進行有針對性的點評，及時糾正學(xué)生的錯誤理解，幫助學(xué)生加深對知識的理解;通過最優(yōu)作品和實驗方案“流動”到下一個班級的方式，有效提高了下一個班級學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的效率。鼓勵學(xué)生對“流動作品”進行改進創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新意識。

2.3? ? 實驗器材配置

（1）配置原則：①實驗器材方面，在綠色理念下選擇易得、低成本、可重復(fù)和易操作的實驗器材;②實驗現(xiàn)象方面，為了讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理并喜歡物理，在具身認知理論指導(dǎo)下，選擇明顯直觀、全場可視化和趣味性強的實驗;③實驗?zāi)康姆矫?，選擇針對核心概念和規(guī)律開展的實驗，體現(xiàn)了科學(xué)探究、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，能讓物理核心素養(yǎng)落地。

（2）使用方法：考慮到實驗平臺的空間有限以及實驗器材的保護，設(shè)計翻轉(zhuǎn)桌面增加儲物空間。采用磁貼的形式，將實驗所需的零件貼在面板上。當(dāng)學(xué)生需要進行實驗時，打開面板動手操作，實驗結(jié)束后將桌面蓋上。

3? ? “流動實驗室”實施策略

3.1? ? 建立實驗規(guī)章制度

制定班級約定，共同愛護實驗小平臺;發(fā)揚同學(xué)間的友愛精神，小組內(nèi)團結(jié)合作，共同探索，小組間良性競爭，互相幫助，共同成長;教師明確小組實驗時間，實驗操作需要在安排時間內(nèi)進行，不能長時間占用資源;建立實驗室管理制度，學(xué)生輪流管理，負責(zé)器材的保管和整理。

3.2? ? 實驗考核方式

實驗作品完成后，需要對實驗作品進行評價，主要包括三個環(huán)節(jié)：自評、他評和師評。首先，是小組內(nèi)成員對實驗作品進行評價，主要包括實驗方案的完成度、實驗是否簡單易操作、實驗效果是否明顯等幾方面的自我評價;然后，是小組間的互相評價，通過認真分析其他組的作品，學(xué)習(xí)借鑒他人的優(yōu)點，總結(jié)、歸納實驗中容易出現(xiàn)的問題;最后，是教師對每個小組最終作品的評價，主要從實驗方案設(shè)計是否科學(xué)合理、實驗器材是否符合綠色理念、實驗效果是否能直觀體現(xiàn)原理規(guī)律等幾個方面進行評價。教師的評價要盡量以鼓勵為主，體現(xiàn)育人的目標(biāo)，最后給出有針對性的改進意見。

3.3? ? 實驗安全管理

（1）選擇實驗與器材：實驗項目的選擇要確保學(xué)生安全，要考慮學(xué)生可能的不恰當(dāng)操作是否會造成危險;實驗器材的選擇一定要避開易碎、易燃、有毒等存在安全隱患的物品。

（2）學(xué)生實驗過程：學(xué)生在動手實驗前，需要認真學(xué)習(xí)實驗原理相關(guān)的物理知識，在了解整個實驗流程之后再動手實驗。實驗過程中，小組成員間要相互配合，認真對待實驗，仔細觀察實驗現(xiàn)象并做好記錄工作。

4? ? 小? 結(jié)

本文通過建設(shè)策略與實施策略兩個方面的內(nèi)容，對“流動實驗室”的基本內(nèi)容和使用過程進行了說明。利用最優(yōu)作品與實驗方案的“流動”，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)實驗相關(guān)的物理知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，具有一定的推廣價值。關(guān)于如何將“流動實驗室”具體應(yīng)用于不同類型的實驗主題，還需要更進一步的研究與探索。

參考文獻：

[1]李瑞東，高久興，張新超，等.開放物理實驗室建設(shè)的探討與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2018（18）：162-163.

[2]何永健.對物理特色實驗室文化建設(shè)的思考[J].物理通報，2020（09）：116-119.

[3]余耿華.運用實驗闖關(guān)策略 促進學(xué)生思維進階——以高中物理“彈力”一課為例[J].中學(xué)物理，2020，38（03）：13-16.

[4]趙中業(yè).淺談中學(xué)物理實驗室的建設(shè)和管理[A]. 國家教師科研專項基金科研成果2019（六）[C].2019：2.

[5]吳金香.如何規(guī)范中學(xué)物理實驗室管理[J].實驗教學(xué)與儀器，2020，37（09）：75-76.

（欄目編輯? ? 劉? ?榮）