周曉松
物理實(shí)驗(yàn),既是貫徹《上海市中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》課程理念的教學(xué)內(nèi)容,也是落實(shí)課程理念的教學(xué)手段。隨著教育改革的深入,傳統(tǒng)教學(xué)的內(nèi)容與形式在新課程理念的滌蕩和沖擊下已經(jīng)或正在被賦予新的形式和內(nèi)涵。新課程理念以物質(zhì)資源保證的物理實(shí)驗(yàn)室,是否也應(yīng)當(dāng)在教學(xué)內(nèi)容和組織形式做到與時(shí)俱進(jìn),從而為落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)提供更有力的支撐作用呢?
一、解讀課程標(biāo)準(zhǔn),把握“二期教材”
課程標(biāo)準(zhǔn)和“二期教材”既是指導(dǎo)學(xué)科教學(xué)行為的綱領(lǐng),也是評價(jià)學(xué)科教學(xué)行為的準(zhǔn)則。在進(jìn)行分析并尋找有效的解決方案之前,應(yīng)先將研究的目光再一次聚焦于課程標(biāo)準(zhǔn)和與之配套的“二期教材”。
1.課程標(biāo)準(zhǔn)
物理課程必須倡導(dǎo)物理學(xué)習(xí)的自主性、探究性、合作性,讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí),體驗(yàn)和感悟科學(xué)探究的過程和方法,激發(fā)他們持久的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。課程標(biāo)準(zhǔn)為改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)行為、提升實(shí)驗(yàn)室教育功能提供了政策保證。
2.“二期教材”
與傳統(tǒng)教材相比,高中“二期教材”改變的不僅是外在表現(xiàn)形式更加豐富多彩、圖文并茂,更本質(zhì)的變化是其內(nèi)在知識(shí)的呈現(xiàn)方式。
(1)開辟探索研究、STS(科學(xué)—技術(shù)—社會(huì))、學(xué)習(xí)包等欄目素材,其目的在于豐富學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容、實(shí)施綜合性學(xué)習(xí)方式、開闊學(xué)科知識(shí)視野。
(2)變傳統(tǒng)的驗(yàn)證性學(xué)生實(shí)驗(yàn)為探究性學(xué)生實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在已知相關(guān)知識(shí)和規(guī)律的前提下,利用教材告知的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟的情況下,按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等程序化操作并得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)論;“二期教材”的探究性學(xué)生實(shí)驗(yàn)則充滿了諸多的不確定因素,如實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟,包括最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
(3)與“二期教材”配套的《練習(xí)部分》一改練習(xí)冊的舊有模式,增添了供學(xué)生課后自主動(dòng)手小實(shí)驗(yàn)、小制作的文本資料和照片,使學(xué)生課后學(xué)習(xí)的形式和內(nèi)容都發(fā)生了變化。“二期教材”的諸多變化,其目的是為了實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的課程理念,為教師在教學(xué)實(shí)踐中創(chuàng)造性地運(yùn)用教材實(shí)施科學(xué)創(chuàng)新素質(zhì)教育提供舞臺(tái),當(dāng)然也為改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室格局、開拓實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多元化渠道提供了契機(jī)和資源的保證。
二、反思實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀,創(chuàng)建自主探究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
1.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室功能缺失
長久以來,物理實(shí)驗(yàn)室一直被視為教學(xué)輔助機(jī)構(gòu),工作職責(zé)主要是提供實(shí)驗(yàn)儀器的儲(chǔ)存和保管、教師演示實(shí)驗(yàn)及學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的安裝調(diào)試和組織活動(dòng)等場所。一般學(xué)生一學(xué)年乃至整個(gè)高中階段有機(jī)會(huì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的機(jī)會(huì)可謂屈指可數(shù);即便進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,也只能操作教材指定的器材,而學(xué)生感興趣的教師演示實(shí)驗(yàn)器材,如手搖感應(yīng)起電機(jī)、高強(qiáng)度釹磁鐵、激光發(fā)射器等,學(xué)生一般只能在課堂上作為旁觀者,觀看教師的“表演”而無法滿足內(nèi)心一試身手、一探究竟的愿望和好奇心。這種現(xiàn)象使得學(xué)生物理學(xué)習(xí)的自主性、探究性、合作性受到客觀條件的限制,導(dǎo)致主動(dòng)參與學(xué)習(xí),體驗(yàn)和感悟的機(jī)會(huì)缺失,從而造成學(xué)習(xí)興趣和求知欲望無法得到滿足,課程理念往往難以有效落實(shí)。
2.賦予實(shí)驗(yàn)室新的形式和內(nèi)涵
普通高中既有的實(shí)驗(yàn)室資源配置可以完成教材規(guī)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù),然而教師應(yīng)當(dāng)自覺主動(dòng)地發(fā)揮教學(xué)智慧,為學(xué)生創(chuàng)造更多參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。早在2008年秋,我們針對新教材使用一年來的困惑和思考,通過校本教學(xué)研討,提出了開放實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、探究和體驗(yàn)平臺(tái)的目標(biāo)。為了凸現(xiàn)這一全新的實(shí)驗(yàn)室在組織形式、項(xiàng)目內(nèi)容與功能定位上的特殊性,也考慮到易于為學(xué)生所接受,我們將其命名為“物理DIY實(shí)驗(yàn)室”。DIY的英文字母取自 “Do it yourself”,即“自己動(dòng)手做”,并賦予物理DIY實(shí)驗(yàn)室以下形式和內(nèi)涵。
(1)目標(biāo)。物理DIY實(shí)驗(yàn)室以適應(yīng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究為目標(biāo)、以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力為價(jià)值取向的學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。物理DIY實(shí)驗(yàn)室一方面可以為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、制作提供物質(zhì)條件的保證,另一方面可以通過開放物理DIY實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程、體驗(yàn)科學(xué)研究方法、感悟科學(xué)精神提供實(shí)踐的平臺(tái)和空間,引導(dǎo)學(xué)生物理學(xué)科的學(xué)習(xí)從課本走向?qū)嶒?yàn)、從課內(nèi)走向課外、從理論走向?qū)嵺`,促進(jìn)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的形成和提高。
(2)功能。以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為宗旨,以學(xué)生自己動(dòng)手為特征的實(shí)踐平臺(tái);關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí)的經(jīng)歷,崇尚學(xué)生獨(dú)特的創(chuàng)意以及自己動(dòng)手、團(tuán)隊(duì)合作的體驗(yàn);追求在實(shí)踐中創(chuàng)新,在創(chuàng)新中成長的教育價(jià)值。
(3)內(nèi)容。經(jīng)過5年的實(shí)踐和發(fā)展,迄今已擁有物理DIY實(shí)驗(yàn)室和制作室各1間,面積共約150平方米。物理DIY實(shí)驗(yàn)室設(shè)置了包括自創(chuàng)類、項(xiàng)目革新類、傳統(tǒng)類以及展示類物理DIY校本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目約50余件(套),涵蓋了力、熱、光、電磁等物理各大分支學(xué)科領(lǐng)域;物理DIY制作室配置了臺(tái)虎鉗、電烙鐵、各種測量儀表等常規(guī)制作工具。
(4)特色。為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變,為學(xué)生自主探究提供有效的工具,擴(kuò)大科學(xué)探究的范疇,我們改變常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)室格局,在物理DIY實(shí)驗(yàn)室中引入DIS數(shù)字信息實(shí)驗(yàn)技術(shù),為學(xué)生的自主探究提供現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的支持,使信息實(shí)驗(yàn)技術(shù)從學(xué)習(xí)對象轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)工具,從而在內(nèi)容與形式上改變了學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究的方式,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)資源并存、設(shè)備和功能優(yōu)勢互補(bǔ)的新格局。
三、整合實(shí)驗(yàn)資源,構(gòu)建學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)校本課程
現(xiàn)代教育觀點(diǎn)認(rèn)為,學(xué)校的一切行為都屬于大課程范疇。物理DIY實(shí)驗(yàn)室只有與三類課程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,才可能具有鮮活的生命力,其特殊的教育教學(xué)功能和價(jià)值才可能得以實(shí)現(xiàn)。5年的教學(xué)實(shí)踐,物理DIY實(shí)驗(yàn)室與三類課程進(jìn)行有機(jī)滲透和整合,所涵蓋的科學(xué)素養(yǎng)創(chuàng)新教育的校本課程框架基本構(gòu)建完成,初步形成了以物理DIY實(shí)驗(yàn)室為基地的校本課程體系。
1.基礎(chǔ)型校本課程
(1)全新模式的課堂活動(dòng)和課后作業(yè)。根據(jù)學(xué)科教學(xué)需要,結(jié)合“二期教材”中自主活動(dòng)、STS、探索研究、學(xué)習(xí)包等欄目,為學(xué)生自主活動(dòng)提供物理DIY實(shí)驗(yàn)室獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)資源和實(shí)踐機(jī)會(huì),學(xué)科知識(shí)便在學(xué)生動(dòng)手作的過程中得到理解、感悟和升華。
(2)科技小作品制作。根據(jù)學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容,適時(shí)提供實(shí)驗(yàn)器材零配件,利用物理DIY實(shí)驗(yàn)室平臺(tái),讓學(xué)生設(shè)計(jì)組裝科技小玩具、科技小作品,學(xué)生也在不一樣的學(xué)習(xí)方式中感受成功的體驗(yàn)和快樂。
2.拓展型校本課程
(1)體驗(yàn)之旅。每年高一新生入學(xué)教育的第一課,便是在學(xué)校統(tǒng)一組織下參觀物理DIY實(shí)驗(yàn)室,接受科學(xué)普及教育。神奇的科學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給每一位同學(xué)留下了深刻的印象,喚起了他們對科學(xué)真理的向往。
(2)觀摩之旅。全校同學(xué)可以在學(xué)校一年一度的科技節(jié)及常態(tài)開放時(shí)間來到物理DIY實(shí)驗(yàn)室,通過親自動(dòng)手實(shí)踐,在科學(xué)的世界里遨游,親身體驗(yàn)科學(xué)的真善美。
(3)主題之旅。在物理DIY實(shí)驗(yàn)室的體驗(yàn),給同學(xué)們此后的高中學(xué)習(xí)留下了深刻的烙印,使他們在物理課程的學(xué)習(xí)中不斷積極主動(dòng)地運(yùn)用所學(xué)新知識(shí)與物理DIY實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目產(chǎn)生聯(lián)想,產(chǎn)生探究的愿望。于是,一些學(xué)有專長的學(xué)生通過自主拓展課的方式再次帶著問題來到物理DIY實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的自主拓展學(xué)習(xí)。除此以外,部分有志于進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)物理學(xué)學(xué)科的學(xué)生還可以通過各年級(jí)科技社團(tuán)的形式,進(jìn)入物理DIY實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有組織的拓展實(shí)驗(yàn)。
3.研究型校本課程
物理DIY實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既立足于物理教材,又對教材做了進(jìn)一步的延伸和補(bǔ)充。在帶給每一位參與者新奇感受和體驗(yàn)的同時(shí),新的問題和創(chuàng)意便會(huì)接踵而至,于是,一個(gè)個(gè)富有想像力的科學(xué)研究課題的萌芽油然而成。在教師組織下,師生共同整理、評價(jià)并選擇有價(jià)值、有意義的創(chuàng)意,或提升到課題層面進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究和探索;或修改后作為中學(xué)生發(fā)明創(chuàng)意進(jìn)行專利申報(bào);或制作成科技作品充實(shí)到物理DIY實(shí)驗(yàn)室中,促進(jìn)了物理DIY實(shí)驗(yàn)室研究型課程內(nèi)容的不斷豐富和發(fā)展。
如今,走進(jìn)物理DIY實(shí)驗(yàn)室,首先映入眼簾的是頻頻出現(xiàn)在“二期教材”、同學(xué)們耳熟能詳?shù)闹茖W(xué)家的畫像??茖W(xué)家們潛心于研究、專注于實(shí)驗(yàn)的科學(xué)態(tài)度和追求真理的科學(xué)精神,使每一位進(jìn)入物理DIY實(shí)驗(yàn)室的參與者都會(huì)經(jīng)歷一次心靈的洗禮和情感的教育;而懸掛在另一側(cè)墻壁上我??萍季⒆叱鑫锢鞤IY實(shí)驗(yàn)室、走向各類科技競賽現(xiàn)場的照片又時(shí)時(shí)激勵(lì)著新的一批又一批科技愛好者走進(jìn)充滿樂趣的物理DIY實(shí)驗(yàn)室,走向神圣而莊嚴(yán)的科學(xué)殿堂。
(責(zé)任編輯 劉 穎)