中学物理“流动实验室”建设与规范管理

余耿华 谢桂英 许桂清 黄家茵 王贤燕

摘   要：针对当前中学物理实验资源不足、实验教学方式单一等情况，文章提出了中学物理“流动实验室”的理念，并从建设思路、实验条件、实验配置、考核方式等几个方面，对“流动实验室”的建设策略与实施策略进行说明。

关键词：流动实验室;中学物理;实验教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）6-0053-3

1    引  言

物理学是基于观察与实验的科学。根据《普通高中物理课程标准（2017年版）》的要求，物理学科核心素养的培养需要引导学生经历科学探究的过程，需要重视学生的实验动手操作能力。

但是，由于传统实验存在实验器材单一、实验资源不足等问题，学生对物理实验兴趣不高，实验操作能力有待提升。如何改进传统物理实验教学模式、有效培养学生的实验操作能力成为近年来的热门研究话题，许多研究者进行了相关的探索。例如，李瑞东等打破传统实验教学模式，对实验内容、时间和对象以及方法全方位开放，提出了开放实验室的理念[1];何永健以“规范、高效、安全、创新、灵活、多元”为管理要求，提出了“特色实验室”的建设策略[2]等。但是，由于学生的基础知识水平参差不齐，在缺乏教师指导的情况下，很多学生往往无法顺利开展实验探究。

因此，本文提出“流动实验室”的建设理念。通过在课室搭建物理实验小平台，有效解决实验资源不足、学生实验机会少的问题。通过学生优秀作品在班级间的“流动”，引导学生在掌握实验原理的基础上进行拓展和创新，培养学生的实验探究能力和质疑创新精神。

2    “流动实验室”建设策略

2.1    基本原则

（1）考虑实验安全：①实验桌设计方面，材料要分类放置，易燃易爆、有危险性的必要实验品应注意安全放置;②实验器材与成品在流动过程中，注意轻拿轻放，保证学生自身安全;③学生在进行小组实验时，应注意实验操作安全。

（2）提高学生兴趣：①实验项目方面应联系生活实际，引起学生学习兴趣;②实验内容方面应注重学生心理，达到学生的最近发展区;③实验效果方面应直观明显，引发学生探索欲望。

（3）依据教学实际：①流动实验室中所选择的实验项目应基于课程标准的要求，有利于对学生物理核心素养的培养;②结合各学校教学实际情况，选择符合学校校本文化的实验内容。

（4）结合学生实际：①要基于学生知识基础，选择恰当的实验项目;②符合学生认知规律，设计实验探究内容;③根据班级实际情况，合理分组，开展小组合作探究。

2.2    建设思路

整个实验主要分为“作品制作”和“实验流动”两个过程。

“作品制作”（图1）：首先，教师需要在讲台旁边放置物理实验小平台，结合学生情况设计合适的实验主题并放置对应的器材;学生利用课余时间动手进行实验操作，在一定时间范围内以自主实验或小组合作的方式完成作品;教师对学生作品进行点评，提出有针对性的建议;师生交流，一起评比出最优秀的作品以及实验方案。

“实验流动”（图2）：上一个班级最优秀的作品和实验方案将会“流动”到下一个班級。第二个班级的学生通过参考前面班级的优秀作品，学习相关实验原理并进行改进创新，以独立实验或小组合作的方式，动手制作新的作品。通过图1的“作品制作”流程，最终选出最优秀的作品并“流动”到第三个班级。下一个班级重复上一个班级的步骤，最终完成整个年级的流动。

通过在教室讲台旁放置物理实验小平台，解决了实验资源不足的问题，同时，学生利用课余时间在教室就能动手进行实验，增加了实验操作的机会;鼓励学生利用小组合作的方式，培养学生合作探究的能力;师生交流讨论，对学生作品进行有针对性的点评，及时纠正学生的错误理解，帮助学生加深对知识的理解;通过最优作品和实验方案“流动”到下一个班级的方式，有效提高了下一个班级学生学习和探究的效率。鼓励学生对“流动作品”进行改进创新，培养学生的质疑创新意识。

2.3    实验器材配置

（1）配置原则：①实验器材方面，在绿色理念下选择易得、低成本、可重复和易操作的实验器材;②实验现象方面，为了让学生更好地学习物理并喜欢物理，在具身认知理论指导下，选择明显直观、全场可视化和趣味性强的实验;③实验目的方面，选择针对核心概念和规律开展的实验，体现了科学探究、科学思维和科学态度与责任，能让物理核心素养落地。

（2）使用方法：考虑到实验平台的空间有限以及实验器材的保护，设计翻转桌面增加储物空间。采用磁贴的形式，将实验所需的零件贴在面板上。当学生需要进行实验时，打开面板动手操作，实验结束后将桌面盖上。

3    “流动实验室”实施策略

3.1    建立实验规章制度

制定班级约定，共同爱护实验小平台;发扬同学间的友爱精神，小组内团结合作，共同探索，小组间良性竞争，互相帮助，共同成长;教师明确小组实验时间，实验操作需要在安排时间内进行，不能长时间占用资源;建立实验室管理制度，学生轮流管理，负责器材的保管和整理。

3.2    实验考核方式

实验作品完成后，需要对实验作品进行评价，主要包括三个环节：自评、他评和师评。首先，是小组内成员对实验作品进行评价，主要包括实验方案的完成度、实验是否简单易操作、实验效果是否明显等几方面的自我评价;然后，是小组间的互相评价，通过认真分析其他组的作品，学习借鉴他人的优点，总结、归纳实验中容易出现的问题;最后，是教师对每个小组最终作品的评价，主要从实验方案设计是否科学合理、实验器材是否符合绿色理念、实验效果是否能直观体现原理规律等几个方面进行评价。教师的评价要尽量以鼓励为主，体现育人的目标，最后给出有针对性的改进意见。

3.3    实验安全管理

（1）选择实验与器材：实验项目的选择要确保学生安全，要考虑学生可能的不恰当操作是否会造成危险;实验器材的选择一定要避开易碎、易燃、有毒等存在安全隐患的物品。

（2）学生实验过程：学生在动手实验前，需要认真学习实验原理相关的物理知识，在了解整个实验流程之后再动手实验。实验过程中，小组成员间要相互配合，认真对待实验，仔细观察实验现象并做好记录工作。

4    小  结

本文通过建设策略与实施策略两个方面的内容，对“流动实验室”的基本内容和使用过程进行了说明。利用最优作品与实验方案的“流动”，帮助学生学习实验相关的物理知识，培养学生的创新精神和创造能力，具有一定的推广价值。关于如何将“流动实验室”具体应用于不同类型的实验主题，还需要更进一步的研究与探索。

参考文献：

[1]李瑞东，高久兴，张新超，等.开放物理实验室建设的探讨与实践[J].教育教学论坛，2018（18）：162-163.

[2]何永健.对物理特色实验室文化建设的思考[J].物理通报，2020（09）：116-119.

[3]余耿华.运用实验闯关策略 促进学生思维进阶——以高中物理“弹力”一课为例[J].中学物理，2020，38（03）：13-16.

[4]赵中业.浅谈中学物理实验室的建设和管理[A]. 国家教师科研专项基金科研成果2019（六）[C].2019：2.

[5]吴金香.如何规范中学物理实验室管理[J].实验教学与仪器，2020，37（09）：75-76.

（栏目编辑    刘   荣）