打造综合性实验教学平台有效提升学生科学素养——以高中物理实验课程基地建设为例

打 造 综 合 性 实 验 教 学 平 台 有 效 提 升 学 生 科 学 素 养
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以高 中物理 实验课 程 基地 建 设 为例
口 成 锦 平
江 苏 省 南 通 第 一 中 学 ２ ６ ０ ２０１
摘
要
以江 苏省 高 中物 理 实验 课 程 基 地 的 建 设 为 例 ， 绍 了基 地 的框 架构 建 、 室建 设 、 程 开发 及 基 地 建设 后 的 效 能 分 介 馆 课
基础 上有 选择 性 地 向大学 普通 物 理 实 验延 伸 ， 引
进 高校 普 通 物 理 部 分 实 验 及 先 进 的 物 理 实 验 设
备 。 同时 ， 发 物理 与 其 他 高 中理 科 有 联 系 的综 开 合学 科 实验 仪 器 。进 一 步 拓展 学 生 学 习 资 源 ， 提
交通设施 、 通工具 中的新 装置 、 型通 信工具 等 ， 交 新 学生渴望亲 身体 验 或 寻求有 关 原理 来解 释 。基 地 将建立物理 生活体验馆 ， 可以将 游乐 场 、 杂技 团 、 厨 房、 车站 、 头上的物理情 景放到体 验馆 ， 码 让学 生能
亲身体验 ， 能根据 物 理原 理解 释 现象 ， 运 用物 理 并
的物理模 型建 立 。 （） ２ 有利 于 多雏互 动 学习 师 生可 以利用 课 程 基 地 各馆 室设 施 ， 自行 探
尽 量使 常规性 的实 验 丰 富多 彩 ， 量 增加 探 究 和 尽
基地 的建设 和 实验课 程 的开发 对物 理教学 的 效 能影 响是 显而易 见 的 ， 至少 有 以下几点 ： （） １ 有利 于学生 自我建构
生 成 因素 ， 为师生 在 教 学 过程 中提 供 多 种解 决 问 题 的手段 和 方法 ， 常态 的 实验 课 程 更 具有 系统 使 性， 更符 合 学生 的认知 规律 ， 促进 学生 实验 素养 的
过相关 课程 的学 习 、 实践 ， 养学生 物理 学 习的兴 培 趣 ， 发学 习 的热 情 ， 成科 学 的物 理学 习方 法 。 激 形 当然 ， 基地建 设 和 实 验课 程 的开 发不 可 能一
蹴而 就 ， 们都 是 相 互依 靠 、 步推 进 、 步 完 善 它 分 逐 的。可 以预见 ， 程基 地 的建 成 和使 用 一 定 能够 课
表 ５ 课 程 资 源 梳 理 样 表
措施 、 物 理 模 型 手 段 具 体 拓 展 拓 展 拓 展 建 议 内容 功 能 （ 验 、 方 法 延 伸 １ 延 伸 ２ 延 伸 ３ 馆 室 实 活动 、 媒 体） 生 活 技 术 科 学
如低温 、 激光 、 纳米 、 自动 控 制 等技 术 的应 用 。通
及 物 理与生 活 的联 系 ； 备 四类 馆 室 即基 础 实验 装 室 、 体 实 验室 、 媒 物理 技术 馆 和 物 理生 活 体 验馆 ， 从而 建 成 以 高 中物 理 为 主 干 ， 与 其 他 科 学 、 并 技
术 、 活 紧密联 系 的综 合性 的实 验 课 程 基 地 。它 生
进、 小实 验 、 验 自主 学 习 等 提 供 优 质 平 台。 同 实 时 ， 了满足 国际课 程 和双语 选 修 的教 学需 求 ， 为 我 们 还引进 国际高 中物理 课程 要求 的实 验 。从物 理 学科 本 身的特 征 出发 ， 们 还 为学 生 提 供 专 题 实 我 验室， 如基 本 单 位 、 基本 常量 的测定 实 验 ， 本模 基 型、 基本 判据 实 验 等 。基 地 还 在 中学 物 理 实 验 的
高 中物理 衔接 的 选修 、 赛 和大 学 选修 实验 课 程 竞
资源 等 ； 在横 向提 供 高 中阶段 与 其 他 自然学 科 相 联 系的拓 展实 验 课 程 资源 ， 包括 英 美 的 高 中课 程
我 们多 次举行 以课 程基地 建设 为 主题 的研讨 沙龙 ， 过物 理 学 科 内部 、 科 学科 之 间 、 中 与 通 理 高 高校专 家之 间多 维 思维 碰 撞 ， 成 员 对 物 理课 程 各 基地 的理论 架构 、 支撑项 目、 建设 方案等 有 了进一 步 的了解 和认 识 ， 确定建 设 、 健全 如下 四类 馆室 ：
升 学生 的创新 意 识和 创新 能力 （ 如表 １ 。 ）
表 １ 基 础 实 验 室 的 建设
（ 媒 体 实 验 室 ２）
拓展 了学 生学 习时 空 ， 学生提 供 了菜单 式学 习 ， 为
实现 了人 机互 动 和 个 性 学 习 。同 时 ， 以更 加 真 可
通 过建 立 以传感 器 、 息技 术 、 信 虚拟 技术 相结 合 的媒 体实 验 室 ， 让学 生 的学 习效 率 受 益 于技 术
原理到实 际生活 中 （ 如表 ４ 。从 而 引 导 学生 关 注 ）
难 点 的突破措 施 和 手 段 ， 后 再进 行 整 合 形 成 基 然
地 实验课 程 。
《 学仪 器 与实验 》 ２ 教 第 ８卷 ２ １ ０ ２年 第 ７期
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表 ４ 物 理 生 活 体 验馆 的 建设
１ 物理 实验 课程基 地 的框架构 建 为此 ， 着全面 、 本 科学 而富 有创造 性 的建构 思
图 １ 基 地 架 构
想， 我们认 为 物理课 程基地 应该 围绕 一条 主线 ， 即 物质 、 质 的结构 、 物 物质 （ 物体 ） 的运 动 和物 质 （ 物
体） 的相 互 作 用 ， 建 两个 平 台 即 实 体 和 虚 拟 平 搭 台 ； 现 三个 系 列 ， 体 即物理 与 科 学 、 物理 与 技术 以
基 地 的建 设 不 是硬 件 设 备 的简单 堆 积 ， 是 而 和课 程 开发是 相辅 相成 的 。我们 依据 实验课 程 引 领基 地建 设 ， 同时 又 依 托基 地 开 发 精 品课 程 。先 根 据物 理 内容和 模 块 功 能 ， 生活 、 术 、 学 等 在 技 科
层 面分 工查 找 相关 资源 （ 如样 表 ５ ， 体 研 究 重 ）集
的发展 。运 用传 感器 实验 学生 可 以将更 多 的时 间
实地 体现 现代 科学研 究 的情景 。从 而更 进一 步提 高 了学生 自主 学 习的有效 性 。这也 为教 师 的教学 研 究 和专业 成 长提供 开放 的技 术平 台 （ 如表 ２ 。 ）
用 于 思考实 验方 案 、 实验 思路 。虚拟 技术 的引入 ，
提高。 （ ） 色实验 课程 的 建设 ２特
我 们对 高 中物理 知识按 课程模 块进 行 了分工
梳理 ， 出 了重 点 、 点 等核 心 内容 ， 师 生 共 同 列 难 让 参与 寻找 重难点 突破 的手段 、 方法 ， 力从实 验探 努
究、 活动探 究 、 活动体 验 、 体呈 现 、 动体 验等 方 媒 互 面找 到适 合学 生 自我 建构 知识 的最佳 方式 、 法 。 方 让这 种方 式 、 法 以物化 的形式 进入 我们 的课 程 ， 方 以增 强学 生 对 重 难 点 内容 的 形 象 理 解 和现 实 感 悟， 加强 学生对 课程 的深度 体验 ， 促进 学 生对概 念
学 生 的创 造 思维 和科 学 思 想 ， 发 科 学 研究 的兴 激
趣， 提升 学生 的科学 素养 。
为了充 分发 挥 实验 在 物 理 教学 中 的作 用 ， 改 变 物理 的教 、 方 式 ， 学 优化 物 理 的课 程 文 化 ， 打造
开 放互 动 的综合 性 实 验 教 学平 台 ， 校 在 江 苏省 我 教 育厅 启动 课程 基 地 申报 工作 之 后 ， 极 申报并 积 被 批 准为首 批 建设 的江 苏 省 物理 实 验 课 程基 地 。 此 后 ， 校 迅 速 成 立 了基 地 建 设 领 导 小 组 ， 科 学 集 研 、 学 、 备 三 条线 的力 量 ， 教 装 大力 推 进 和实 施 实 验课 程基 地建 设 ， 效提 升 了学生 的科学 素养 。 有
在 学校 原有 的实 验设备 基础 上全 面规 划好基
础实 验 室 ， 学 生 基 础 模 块 的实 验 探 究 、 验 改 为 实
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Ｅ ｕ ａｉｎ ｌＥ ｕｐ ｎ ｄ Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ １２ ｄ ｃｔ ａ ｑ ｉｍｅ ｔＡｎ ｘ ｅｉ ｎ ． ８。Ｎ ． ｏ Ｖｏ ｏ ７．２ １ ０２
有 特 色 的课 程 资 源 。基 地 架 构 如 图 １ 在 纵 向 向 ， 下提 供初 高 中衔 接 的实 验 课 程 资源 ， 向上 提 供 与
将更 加有 效地 促进 师 生 学 习 物理 知 识 、 究 物 理 探
规律 、 形成 物理 思想 、 开发 物理 校本 课程 。
２ 各 馆 室 建 设
表 ２ 媒 体 实验 室 的建 设
（ ） 理 技 术 馆 ３物
变化 。组 织参 加 与 现代 科 技 同步 的科 技 活动 ， 如 机器 人 比赛 、 登 月 舱 ” 设 计 与 实 验 等 ； 示 科 “ 的 展 技产 品 的 内部 结构 ， 让学 生 尝试解 释其 物理 原理 ， 甚 至提 出改进 建 议 ， 高 学 生 对物 理 科 技 的 兴趣 提
析等 内容 ， 并且以此说明建设高中物理综合性的 实验教学平台对有效提升 学生科学素养的作 用。
关 键 词 实验 教 学 课程基地 物 理
物理是 一 门 以实 验 为 基 础 的科 学 ， 理 实 验 物 是发 展 和研究 物 理科 学 的基 本 手段 ， 物理 实 验 教
学不 仅仅 是实 验技 能 的传 授 ， 重 要 的是 能 培 养 更
（ ） 础 实验 室 １基
例 ， Ｐ Ａ、 Ｐ Ａ Ｅ Ｅ 如 Ｇ Ａ 、 Ｌ Ｖ Ｒ等 课 程 资 源 ； 同时 还 能
提供 一些 基 于探 究 性 或 课 题 研 究 的 新 型 学 习资 源 ， 自制 的探究 性 小 实 验 或 现代 技 术 支 撑下 的 如
实 验课 程 。可见 ， 程 基 地 是立 体 的 、 维 的 ， 课 多 基 于问题 解决 的方 案 的综 合性 实验 教学平 台和开放 性 实验 课程 资源 库 。
表 ３ 物 理 技 术馆 的建 设
（ 物 理 生 活 体 验 馆 ４）
社会 、 注生活 ， 关 将所学 物理知识学 以致用 。
３ 课程 开发 与基 地馆 室建 设 同步推进
生活 中有 学生感兴趣 的大量物理 问题 或 现象 ，
如空 中飞人 、 不倒翁 、 家庭 中新型 电器 和炊具 、 共 公
提升 学生 的科学 探究 能力 ， 阔学生 的科学 视野 ， 开 激发 学生 的科 学创造 力 。
４ 基 地 建 设 后 实 验 课 程 的 效 能 分 析
（） １ 常态 实验课程 的 建设
根据 高 中物理课 程示实 验 、 证性 实验 、 验 探究性 实验 、 课后 小实 验等 进行 整编 ， 编写 相关 的教材 和教 程 。
我们 首先 统 一认 识 ， 就是 建 成 的课 程 基 地 要
全 面服 务于 物理课 程教 学 。基地 应该成 为 师生 突
破教 学 难点 的重 要 阵 地 ， 应该 能 为学 生 创 造合 适
的教学 环境 ， 于学生 针对 教学 过程 中的 概念 、 利 规
律 、 理构建 科 学 的物 理模 型 ， 该提 供丰 富而 又 原 应
在物理 技术 馆 ， 生 能 看 到 最新 的 物理 科 技 学
的进 展 、 用 ， 激光 技 术 、 温 技术 、 应 如 低 工程 技 术 、 纳米 技术 、 自动 化控 制 等 。也 让 学 生 体 会 到 物理
科技 在其他 学 科 、 活领 域 中应 用 给 我 们 带来 的 生
和学 习动 力 （ 如表 ３ 。 ）