浅议“三新”背景下应用自制实验器材进行自主创新实验

樊作宝

摘 要：在传统教学模式下，物理实验的步骤和结论通常是固定不变的，其培养出来的学生缺乏创新性和灵活性，已经无法满足课程改革的要求。随着“三新”的提出，中学物理创新实验越来越受到重视，给学生提供了自主发挥的平台，构建起高效的实验课堂。物理教师要顺应时代潮流，鼓励学生自制实验器材，让学生在新奇的物理实验中有所收获，提高课堂教学的有效性。

关键词：中学物理；物理实验；实验器材；自主创新

中图分类号：G6３          文献标识码：A          文章编号：1673-9132（2023）22-00９０-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.22.0３０

物理实验是物理教学的重点，也是难点，对于学生的可持续发展起到积极的推动作用。传统的教学方式限制了学生的思维发散，教师给学生讲述的物理知识多是为了应付考试，每一个实验都要按照固定的步骤进行，无法激发学生的创新意识。在新教材、新高考、新课程背景下，物理实验教学迎来了新的机遇和挑战，越来越多的教师意识到自主创新实验的重要性，并且积极探索多样化的实验途径，希望给中学生带来更多的提升空间。在实际教学中，物理教师要遵循新课改的要求，通过自制实验器材开发全新的实验活动，适应中学生的认知水平，培养其物理探究力和创造力，使物理教学实现“量变”到“质变”。基于此，笔者先分析了中学物理开展自主创新实验存在的问题，然后具体阐述相应的实验教学策略，希望给物理实验教学提供一些建议。

一、中学物理开展自主创新实验存在的问题

（一）创新实验违背学生认知规律

从目前的物理实验教学来看，教师过分强调物理实验原理的传授，将实验流程直接灌输给学生，导致学生在实验之前就已经知道了全部的实验信息，没有达到创新实验的目标，学生只需要强制记忆就行了。同时，有些物理教师为学生设计的创新实验较为复杂，超出了学生的认知范围，没有考虑到学生的接受能力，如在讲摩擦力的时候组织学生探究影响滑动摩擦力的因素，但是学生并没有学过二力平衡，不知道拉力等于摩擦力，导致学生在学习的时候存在一知半解，不利于全体学生的共同进步。

（二）创新实验缺少师生互动氛围

创新实验考查的是学生的实验能力和实验品质，要求师生在和谐、愉悦的环境下进行互动，共同探索实验方案和实验难点，启发学生的智慧，形成师生学习共同体。然而实际上，物理教师在开展创新实验过程中缺乏周全的考虑，师生互动效果不佳，存在“教师讲”代替“学生做”的情况，物理知识的学习与运用联系不紧密，阻碍了学生的长远发展。另外，教师缺少对新技术的运用，无法为学生营造出具有创意和灵感的实验环境，应用创新实验攻克难点的想法难以落实，势必会导致学生的综合学习能力受到影响。

（三）创新实验忽视教学评价效果

很多物理教师在开展创新实验的过程中都存在一个误区，那就是认为只要实验过程足够创新就可以了，对于实验评价的重要性认识不足，导致物理实验课堂出现“虎头蛇尾”的现象，学生不能从实验中受到点拨，在实验中暴露出来的各类问题也不能得到及时解决，不利于其实验探究能力的培养。而且有些物理教师只评价班级中成绩较好的学生，将他们树立为学习的榜样，给他们提供多种多样的帮助，但是对于其他学生则很少评价，这样容易造成班级学生两极分化，降低学生创新实验的参与度。

二、应用自制实验器材进行自主创新实验的策略

（一）运用生活素材，提高学生操作能力

物理实验是中学物理教学的重要组成部分，也是教师教学的重点与难点。以前，往往通过教师讲实验、学生记实验的方式进行教学，或者通过动画模拟的形式让学生背诵实验知识，学生很少有动手实践的机会，导致学生的操作能力较为薄弱。出现这些情况的主要原因就在于学校实验器材不完善、不充足。在“三新”背景下，自制开发实验器材有效解决了学校实验器材不足的问题，促进了学生创新能力和实践能力的发展，也深化了学生对物理知识的理解、掌握与应用。

物理源于生活，又高于生活。在日常生活中存在着很多物理现象可以被用作教学素材，还有很多生活物品可以被改造成实验器材，因此，教师要注重发挥学生的能动作用，鼓励学生在课后根据教学需要，利用家庭中的日常生活用品自制物理实验器材，提高物理实验的有效性和灵活性。由于这些生活材料很容易获得，也更贴近学生的日常，学生操作起来会更有亲切感，可以有效激发学生的学习兴趣。在应用自制实验器材进行创新实验的过程中，教师要引导学生关注生活中的废弃用品，比如塑料瓶、塑料袋、纸箱等，将其变废为宝，如此既节約了实验成本，还增添了实验乐趣。教师要引导学生对其进行创造性的利用，主动去探索一些常见的物品与实验之间的关系，培养学生的发明意识，提升学生的节俭意识和环保意识，在潜移默化中进行德育教育，促进学生的全面发展。为激发学生自制实验器材的积极性，教师可以采用小组合作的方式，让学生自愿结组，自主搜集生活中的素材。在学生自制实验器材的过程中经常会遇到各种困难，还会不断产生新的问题，这时教师就可以发挥小组合作的作用，让学生与小组内的同学进行交流与合作，共同探寻解决问题的方法，在集思广益中培养学生的创新思维以及协作能力，在对自制实验器材的改进和完善中提高操作能力。

（二）渗透环保习惯，培养学生绿色观念

物理实验不只是向学生传递知识的渠道，更是培养学生人文素养的殿堂。在“三新”背景下，应用自制实验器材进行自主创新实验是提高学生科学素养的重要途径。教师在创新实验的同时，还要注重对学生的环保教育，抓住时机向学生渗透环保习惯，培养学生的绿色观念，把学生的品质养成和全面发展作为物理实验教学的出发点与归宿。

教师作为学生学习的引领者，在课堂教学中要注重自身的教学细节，以身作则践行环保理念。教师可根据教学需要在备课环节自制一些实验器材，并在课堂教学中为学生进行演示，用耳目一新的实验设备和神奇的实验现象吸引学生的学习兴趣，打造具有趣味性的物理课堂，在潜移默化中渗透变废为宝的理念，培养学生的社会责任与担当。教师在利用自制实验器材进行实验的过程中，除了要科学利用实验器材外，还要处理好实验废弃物，为学生做好表率，引导学生从身边小事做起，培养学生良好的学习和生活习惯，让学生成为环境的保护者。同时，教师还可以结合当前的社会热点或当地的经济发展现状，为学生讲述身边存在的环境污染问题，以当地企业发展为案例，利用自制实验器材为学生模拟企业在生产中为减少污染采取的各种措施，引导学生树立起正确的资源观与环境观。比如以当地的火力发电厂为案例，讲述输变电工程中电磁辐射的影响、大气污染的控制、废水回用等环保知识，在此基础上进行知识的拓展与延伸，为学生讲述水力发电站、核电站的环境保护等，培养学生的环保意识。另外，教师可以在班级内设立废旧物品回收站，专门收集学生不用的但可以被用到物理实验教学中的废旧物品，为自制实验器材积累材料，同时也能避免资源的浪费。长此以往，绿色理念就会根植于学生心中。

（三）组织趣味活动，开发学生物理思维

物理是集知识、趣味与探究为一体的学科，单纯的课堂讲授是枯燥、无趣的，难以引发学生的学习兴趣。为此，教师要对传统灌输式的教学方法进行改进与创新，在“三新”背景下借助自制实验器材进行自主创新实验，组织丰富多彩的趣味活动，为学生创设富有情趣的物理学习情境，激发学生的积极思考与主动探究，鼓励学生运用所学物理知识对富有趣味性的活动成果进行科学解释，培养其理论联系实际的能力，开发其物理思维。

学生的智慧是无穷的。在日常教学中，教师要鼓励学生发挥自身的聪明才智自制实验器材，并自主设计创新实验，打破教材传统实验的束缚，发散学生的思维。教师可以在物理课堂上开展自主创新实验展览活动，让学生把自己在课后自制的实验器材搬到课堂上并进行现场展示，激发其他学生的好奇心，使其产生跃跃欲试的心理。教师可以利用学生的积极心理，邀请学生参与到实验器材的操作中，表演新奇有趣的实验，见证神奇的实验现象，从而激活课堂氛围，使学生在愉快的氛围中探讨问题、学习知识。教师还可以开展自制实验器材评比活动，由教师和学生集体评议选出最具有创意的自制实验器材，让学生获得自主创新的成就感，增强实验创新的动力。学生学到的物理知识都是经过科学家探究得来的，而在实验器材匮乏的时代，很多物理结论都是通过自制实验器材而获得的。教师在物理实验教学过程中可以融入物理学史的内容，从中挖掘有趣、刺激、现实条件能够完成的物理实验游戏，指导学生效仿前人的物理探究方式与方法完成实验操作，让学生化身科学家，在物理探究中接触更多新奇的物理现象和现代物理技术。如此，学生不仅可以获得更多的知识，还能够启迪思维，促进持续创新。

（四）合理运用网络，拓宽学生知识范畴

应用自制实验器材进行自主创新实验是激发学生学习兴趣的最好方法，它不仅可以解放学生的头脑，还能解放学生的双手，让学生获得更加广阔和自由的学习空间，在自由的学习氛围中更好地掌握物理知识内在的联系，在操作过程中不断完善自我，获取更大的进步。但是在现实中，受课堂教学时间的限制，物理教学以教师的教为主，形式单一，知识拓展范围有限，难以满足学生日益增长的学习需求。为此，教师可以将网络融入物理教学，利用网络的交互性与共享性丰富学生的学习内容，把学生从封闭的物理实验课堂中解脱出来，打造开放性的课堂，拓宽学生的知识范畴，让学生获得更多的创新理论与创新方法。

互联网提供了丰富的学习资源，当学生在自制实验器材过程中遇到困难时，教师就可以让学生利用搜索引擎去查找相关的信息与资料，鼓励学生借助网络资源自主突破，提高学生的自学能力。基于网络技术的发展，微信、钉钉等网络通信工具不断发展壮大，打破了人们交流的时空界限，开创了师生交流与互动的新局面。教师可以利用这些网络通信工具搭建班级学习交流平台，引导学生将自己在实验中遇到的问题发表在平台上，让教师和其他学生出谋划策。学生也可以将自己自制实验器材的全过程用视频的方式记录下来，并将其上传到平台中与其他学生进行分享，接受教师和同学的点评，从评价中看到自己的优势与不足。教师也可以就学生在思维和操作过程中存在的缺陷，为学生提供针对性的指导，帮助学生不断完善自制实验器材的设计与操作，提高自制实验器材的有效性。教师还可以推荐优质的学习APP、物理学习网站等，让学生利用网络去浏览其他学生自制的实验器材，拓宽学生的视野，鼓励学生进行模仿或创造性的改进，激发创新、创造灵感。

（五）优化课堂评价，增强学生综合能力

课堂评价是物理教学中不可或缺的内容，在以往的实验教学中，教师过分注重实验结果，忽视了学生的实验过程，课堂评价具有一定的片面性，对学生难以起到激励和促进的作用。而在“三新”背景下，教师要树立正确的现代评价观，对传统课堂评价方式进行改进与优化，创建与物理实验教学相适应的评价体系。教师在关注学生学习成果的同时，更要注重对学生学习过程的评价，特别是要加强对学生自制实验器材进行自主创新实验过程的评价，要善于发现学生的闪光点，并给予及时的肯定、鼓励与表扬，激励学生自主创新创造的热情。

在具体的评价中，教师不仅要对学生自制的实验器材进行评价，还要对学生的制作过程、探究能力以及学生在实验操作中表现出的情感、态度、价值观、创新意识等进行综合评价，落实过程性评价和终结性评价相结合，体现出评价的科学性和合理性，指引不同层次的学生共同获得进步。同时，教师还要注重对学生在自制实验器材和自主创新实验过程中的合作精神、集体意识等进行评价，力求课堂评价的全面性和真实性，增强学生的综合能力。现在很多学生都不懂得合作，在合作小组内保留自己的创新观点，担心同学会超越自己，其实这样的想法是错误的，教师要及时指正。只有学生之间学会分享，才能够实现共同进步。在评价主体上，教师要打破传统以教师为主的评价方式，鼓励学生自评、同学互评、小组互评，还可以邀请家长参与到评价中，实现评价方式的多元化，提高学生的自我认知，促使学生不断完善自我、超越自我。另外，教师要将学生的创新实验成果发布到校园网上，或者鼓励学生参与校外组织的各类物理实验大赛，让学生在较高的平台上进行锻炼，从而接受更多专业人员的评价，促进物理综合能力的提升。

三、结语

综上所述，物理自主创新实验是教育改革的必然趋势，符合新教材、新高考、新课程的特点。在日常教学中，物理教师要认清学生的主体地位，改变固有思维，带领学生自制实验器材，向学生渗透绿色环保理念，实现学以致用的目标。同时还要善于开发新的实验途径，鼓励学生大胆创新，深入理解抽象的物理概念和物理规律，锻炼动手能力和合作精神，培养学生的科学素养。

参考文献：

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