創(chuàng)新教學(xué)模式 打造高效課堂

隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，課堂教學(xué)改革也進(jìn)入了百家爭(zhēng)鳴的時(shí)代，當(dāng)今教育形勢(shì)的發(fā)展日新月異，各種新技術(shù)、新場(chǎng)域的不斷出現(xiàn)，教育生態(tài)已經(jīng)悄然發(fā)生變化，那么如何挖掘課堂教學(xué)的主渠道作用？如何創(chuàng)新課堂教學(xué)？尤其是在當(dāng)前教育“雙減”形勢(shì)下，減負(fù)的同時(shí)更要提質(zhì)，如何挖掘?qū)W生的潛力和興趣？如何打造高效課堂？如何將學(xué)生的注意力吸引到學(xué)校內(nèi)部，充分發(fā)揮校內(nèi)教育的最大作用？近些年，北京一零一中石油分校部分學(xué)科教師，提出了一些新思路，嘗試了一些新做法。在此，我們邀請(qǐng)了石油分校的幾位教師，請(qǐng)他們介紹自己在所屬學(xué)科中進(jìn)行的教學(xué)方面的嘗試，希望對(duì)廣大教育同仁有所啟發(fā)。

化學(xué)課堂中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的智慧策略

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課堂中最能吸引學(xué)生的教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”等化學(xué)核心素養(yǎng)的最佳方式。但是在具體的課堂教學(xué)過程中，教師總會(huì)遇到如實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)復(fù)雜危險(xiǎn)、實(shí)驗(yàn)涉及有毒氣體、演示效果不佳等方面的困難，本文結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐，分享在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些智慧策略，希望能夠?qū)蠋焸兊膶?shí)驗(yàn)教學(xué)工作有所幫助。

對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，使之能夠與課堂教學(xué)相輔相成

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)案，引領(lǐng)學(xué)生思考 化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要方式和手段，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化提出可能的假設(shè)，在實(shí)驗(yàn)的過程中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、收集各種證據(jù)，基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，證實(shí)或證偽假設(shè)，能解釋證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系，確定形成科學(xué)結(jié)論所需要的證據(jù)和尋找證據(jù)的途徑。

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)效率、減少污染 課堂上，有時(shí)候因?yàn)樘骄磕澄镔|(zhì)的性質(zhì)，需要完成多個(gè)實(shí)驗(yàn)，這必然要花費(fèi)大量的時(shí)間，而且實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的物質(zhì)往往具有一定的毒性，大量有毒物質(zhì)的產(chǎn)生必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)也讓做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生產(chǎn)生不愉快的感受，這也是部分學(xué)生不喜歡做實(shí)驗(yàn)的重要原因之一。其實(shí)有些實(shí)驗(yàn)是可以通過教師的巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)高效、綠色的。下面以二氧化硫的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施過程為例，介紹微型氣室的綠色實(shí)驗(yàn)方法。

如圖1所示，向中間亞硫酸鈉固體上滴加1～2滴4mol/L硫酸，即可讓反應(yīng)發(fā)生，用另外一個(gè)培養(yǎng)皿將該培養(yǎng)皿扣起來，形成密閉反應(yīng)室，使實(shí)驗(yàn)易于操作、污染小，提高課堂實(shí)驗(yàn)效率，同時(shí)幫助學(xué)生建立綠色化學(xué)的理念。為避免學(xué)生不記得自己滴加了什么試劑，需要事先在紙上標(biāo)記，白紙放在培養(yǎng)皿下面既方便做標(biāo)記，又方便觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

本實(shí)驗(yàn)案例通過小小的培養(yǎng)皿的使用，簡(jiǎn)化了制備二氧化硫的方法，同時(shí)簡(jiǎn)化了探究二氧化硫性質(zhì)的步驟。整套實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，化學(xué)試劑用量極少，充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念。該實(shí)驗(yàn)在學(xué)生預(yù)測(cè)、選擇試劑的基礎(chǔ)上，多個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，大大提高了課堂效率，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神和實(shí)驗(yàn)證據(jù)意識(shí)。該微型氣室的實(shí)驗(yàn)方式適合多種氣體性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)，比如氯氣、氨氣等。

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易操作 課堂教學(xué)中有些實(shí)驗(yàn)因?yàn)榉磻?yīng)物難準(zhǔn)備，我們往往采用的是演示或者視頻實(shí)驗(yàn)的方式，學(xué)生喪失了親自動(dòng)手體會(huì)的機(jī)會(huì)。有些我們認(rèn)為難制備、收集的反應(yīng)物，經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)是可以簡(jiǎn)化制備、收集過程的。圖2展示的是制備和收集二氧化氮的方法，一支注射器中吸入濃硝酸，一支試管中放入薄銅片，兩只注射器通過醫(yī)用三通管連接。為了避免二氧化氮的泄露污染環(huán)境，該過程需要在通風(fēng)櫥中完成。得到的二氧化氮可以進(jìn)一步制備一氧化氮，實(shí)驗(yàn)裝置與制備二氧化氮相似，只需通過醫(yī)用三通管向二氧化氮的注射器中注入少量水即可，得到的氣體可以再推入另外排盡空氣的注射器中，即可收集到一氧化氮。

這種制備和收集的方式可以用于多種氣體，比如氨氣、NO2、NO。并且這種制備方式得到的氣體可以短暫保存，將NO、NH3用注射器收集好，插在橡膠塞上，可以保存一段時(shí)間，提供給學(xué)生，學(xué)生可以自己動(dòng)手完成噴泉實(shí)驗(yàn)和NO到NO2的轉(zhuǎn)化。

充分準(zhǔn)備，避免危險(xiǎn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)難免會(huì)涉及危險(xiǎn)的試劑，比如濃硫酸，如何避免危險(xiǎn)，保證實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行？在酯化反應(yīng)中我們是這樣處理的：教師上課前將反應(yīng)物提前混合好，學(xué)生在課堂上可以快速完成實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)完成的最大困難是乙醇、濃硫酸、乙酸的混合過程放熱非常明顯，且需要濃硫酸緩慢滴加，課堂上會(huì)浪費(fèi)大量寶貴時(shí)間，使用濃硫酸也比較危險(xiǎn)。通過將反應(yīng)物提前混合，直接提供給學(xué)生混合物的方式讓學(xué)生完成酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)既快又安全，重要的是讓學(xué)生親自體會(huì)到了酯化反應(yīng)過程中乙酸乙酯的生成與收集，對(duì)飽和碳酸鈉的作用能夠“眼見為實(shí)”。

利用信息化手段，提高實(shí)驗(yàn)的可視性

演示實(shí)驗(yàn)最大的缺點(diǎn)是學(xué)生的觀察效果不好，后排同學(xué)幾乎看不見，但是相比視頻實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以有更多的視覺沖擊，甚至是味覺刺激，真實(shí)感受更強(qiáng)烈。在教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)也是我們經(jīng)常使用的一種手段，如何讓每個(gè)學(xué)生都能清晰地看到實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象呢？在實(shí)驗(yàn)中可以利用與電腦連接的攝像頭，將演示實(shí)驗(yàn)過程清晰投放到大屏上，學(xué)生觀看實(shí)況轉(zhuǎn)播，有了這個(gè)攝像頭，我們可以隨意調(diào)整角度進(jìn)行拍攝，保證教室里每一個(gè)角落里的學(xué)生都能夠清晰地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

總結(jié)

提高學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)是重要手段，雖然實(shí)驗(yàn)的開展比起其他教學(xué)活動(dòng)的開展要困難一些，短期也不能獲得學(xué)生成績(jī)的顯著提高，但是化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)是在潛移默化中進(jìn)行的，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和科學(xué)探究精神，以及提高學(xué)生動(dòng)手能力起著重要的作用。在平時(shí)的教學(xué)中，我們應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理巧妙的設(shè)計(jì)，使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)揮更大的作用，同時(shí)更安全、高效、綠色，讓學(xué)生能夠享受實(shí)驗(yàn)的樂趣。

（文/丁紅霞）

以多元化評(píng)價(jià)促師生共同成長(zhǎng)

評(píng)價(jià)是教育教學(xué)中重要的一環(huán)，新課改以來，教育評(píng)價(jià)方式逐漸向過程性、形成性、發(fā)展性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變。數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)工具學(xué)科，幫助學(xué)生解決實(shí)際生活中的問題，從而產(chǎn)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)數(shù)學(xué)也是打開其他學(xué)科大門的鑰匙，在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中塑造學(xué)生科學(xué)探究精神，幫助學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)世界、理解世界。為了適應(yīng)這種人才培養(yǎng)目標(biāo)，需要更加多樣化的評(píng)價(jià)手段來完善已有的評(píng)價(jià)體系。

評(píng)價(jià)的目的和意義

新版《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）對(duì)評(píng)價(jià)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的目的界定為：全面了解學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程和結(jié)果，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和改進(jìn)教師教學(xué)。從學(xué)生的學(xué)和教師的教兩個(gè)角度給出評(píng)價(jià)的目的。評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)更有利于學(xué)生個(gè)體的縱向發(fā)展，不局限在某一階段、某一章節(jié)、某一知識(shí)點(diǎn)，而是讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的樂趣，建立學(xué)習(xí)的信心，塑造終身學(xué)習(xí)的信仰。評(píng)價(jià)也使教師的教學(xué)更具有針對(duì)性，沒有評(píng)價(jià)就沒有反饋，沒有反饋就沒有調(diào)整。教學(xué)是一項(xiàng)“活”的行為，為了提高教學(xué)有效性，需要不斷進(jìn)行調(diào)整，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)解題策略或思維習(xí)慣上的不足，有效改善教師的教和學(xué)生的學(xué)。新版《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)評(píng)價(jià)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的指標(biāo)也給出了明確調(diào)整：要求評(píng)價(jià)既要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，也要重視學(xué)習(xí)的過程。以往的評(píng)價(jià)將更多的關(guān)注點(diǎn)放在了結(jié)果上，才會(huì)出現(xiàn)“唯分?jǐn)?shù)論”這種亂象，這種評(píng)價(jià)使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣減退，學(xué)習(xí)初衷發(fā)生改變。評(píng)價(jià)既要關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的水平，也要重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出來的情感、態(tài)度、價(jià)值觀。僅僅停留在學(xué)生能夠解出哪道題、完成哪些數(shù)學(xué)任務(wù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要關(guān)注學(xué)生在從事數(shù)學(xué)活動(dòng)過程中的感受和想法。更加全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)歷程，提供反饋信息。

評(píng)價(jià)方式的多元化

評(píng)價(jià)不等于考試，考試型評(píng)價(jià)是評(píng)價(jià)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)水平的重要手段，但并不是唯一的手段。在考試中成績(jī)不理想的學(xué)生，課堂上的表現(xiàn)不一定差，有的甚至表現(xiàn)很好。如在“正方體的展開圖”一課中，學(xué)生可能無法詳細(xì)地記住正方體的每一種展開方式，但卻可以清楚地?cái)⑹龀鍪畮追N展開圖的分類標(biāo)準(zhǔn)。這種歸納類比能力是數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展至關(guān)重要，不應(yīng)因?yàn)榭荚嚦煽?jī)的不理想而忽視課堂上的思維呈現(xiàn)，因此對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)亟待完善。

表現(xiàn)性評(píng)價(jià) 表現(xiàn)性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是一種教師評(píng)價(jià)與學(xué)生自我評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)，和現(xiàn)行學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)類似，通過學(xué)生自評(píng)、同學(xué)互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等多角度、全方位評(píng)價(jià)學(xué)生，將評(píng)價(jià)的過程和結(jié)果融為一體。表現(xiàn)性評(píng)價(jià)能夠反映出學(xué)生發(fā)展與進(jìn)步的歷程，保證評(píng)價(jià)的全面性和科學(xué)性，對(duì)學(xué)生的鑒定更為精準(zhǔn)。表現(xiàn)性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)可以通過數(shù)學(xué)日記、演說、問卷調(diào)查、訪談等形式開展。評(píng)價(jià)內(nèi)容不局限在知識(shí)層面，更要關(guān)注學(xué)生解決問題的能力。

成長(zhǎng)記錄袋評(píng)價(jià) 成長(zhǎng)記錄袋是指：按照既定的目的，將學(xué)生的作品收集起來，通過合理地分析與解釋，描述學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的優(yōu)劣勢(shì)，并通過自我反思和激勵(lì)取得更高的成就。成長(zhǎng)記錄袋區(qū)別于純粹地收集學(xué)生的各種材料的文件夾，它在收集材料的過程中是有明確目的的。例如函數(shù)是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)，貫穿整個(gè)初高中教學(xué)。最初接觸函數(shù)時(shí)，學(xué)生對(duì)于“任一”和“唯一”的表述理解不到位，經(jīng)歷對(duì)一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)等具體函數(shù)的研究之后，對(duì)函數(shù)的理解會(huì)逐漸變得清晰。教師可以針對(duì)函數(shù)學(xué)習(xí)設(shè)置成長(zhǎng)記錄袋，從最初兩個(gè)變量的關(guān)系到從集合論的角度重新定義函數(shù)，收集整個(gè)函數(shù)學(xué)習(xí)過程的資料，并對(duì)階段性學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行分析。當(dāng)這種真實(shí)的、持續(xù)的、自然的記錄擺在眼前，學(xué)生可以清楚地看到自身的成長(zhǎng)：知識(shí)的增長(zhǎng)，思考方式的變革，認(rèn)知水平的提升，學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力得到激發(fā)。

專題作業(yè)評(píng)價(jià) 專題作業(yè)是一項(xiàng)以學(xué)生自主組建調(diào)研小組為主，利用課本所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題的學(xué)習(xí)活動(dòng)。通常會(huì)涉及多學(xué)科融合，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求較高。專題作業(yè)首先需要確定選題，經(jīng)過小組充分討論之后確定選題的可實(shí)施性，明確小組成員分工，設(shè)置階段性目標(biāo)，并對(duì)臨時(shí)性成果進(jìn)行整理，做好過程性記錄。專題作業(yè)既鍛煉了學(xué)生知識(shí)運(yùn)用、解決問題的能力，又提高了學(xué)生自我調(diào)控和面對(duì)挑戰(zhàn)的能力，通過專題作業(yè)可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方面、綜合性的評(píng)價(jià)。專題作業(yè)評(píng)價(jià)在考查學(xué)生的綜合水平的同時(shí)，兼顧學(xué)生的個(gè)性化特征，實(shí)現(xiàn)教育的真正目的。

多元化評(píng)價(jià)的發(fā)展前景

評(píng)價(jià)最重要的意圖不是為了證明，而是為了改進(jìn)。多元化評(píng)價(jià)可以幫學(xué)生找到學(xué)習(xí)的樂趣，在過程中不斷得到肯定和提升。如何更好地凸顯評(píng)價(jià)的整體性、科學(xué)性和綜合性是多元評(píng)價(jià)努力的方向。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮對(duì)教師的教學(xué)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)?！稑?biāo)準(zhǔn)》中要求教師創(chuàng)新教學(xué)方法，利用新穎有效的教學(xué)手段開展數(shù)學(xué)教學(xué)。因此在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)評(píng)價(jià)內(nèi)容的設(shè)定可以提出：在數(shù)學(xué)課上老師是否開展有意思的數(shù)學(xué)活動(dòng)？老師的教學(xué)方法是否激起學(xué)生的興趣？老師是否利用多樣的高科技手段輔助開展教學(xué)等。通過對(duì)教學(xué)行為評(píng)價(jià)，在反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況的同時(shí)，為教師提供改善教學(xué)的依據(jù)。

學(xué)習(xí)是師生共度的生命歷程，評(píng)價(jià)不僅僅是一種評(píng)判、一種檢驗(yàn)，也是一種引領(lǐng)、一種發(fā)展。教學(xué)相長(zhǎng)，探索前行。

（文/劉新）

只有多動(dòng)手，才能會(huì)動(dòng)腦

初中物理作為物理學(xué)習(xí)過程中的初級(jí)階段，對(duì)學(xué)生今后學(xué)習(xí)物理的興趣以及物理思維的發(fā)展都有較大影響，因此引導(dǎo)和保護(hù)學(xué)生的探索精神尤其重要，在初中物理教學(xué)中，適當(dāng)利用綜合實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，讓學(xué)生“做中學(xué)”，對(duì)初中生未來的發(fā)展有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著新課程改革的逐步推進(jìn)，開設(shè)物理綜合實(shí)踐課，為塑造學(xué)生核心素養(yǎng)、培養(yǎng)科學(xué)探究能力及科學(xué)思維能力開創(chuàng)了很好的途徑。

開發(fā)系列實(shí)踐課程

新課程帶來一些新理念，也促使學(xué)校教育工作者嘗試一些新做法，來推動(dòng)學(xué)生科學(xué)探究精神的培養(yǎng)。新版物理教材更傾向于通過更多的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親自動(dòng)手并觀察現(xiàn)象，最后思考結(jié)論，形成穩(wěn)固的認(rèn)知。

作為一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，物理更多地要研究發(fā)生在身邊的實(shí)際生活現(xiàn)象，探究思考其中蘊(yùn)含的物理規(guī)律是物理教學(xué)的一個(gè)重要任務(wù)。剛剛脫離小學(xué)階段的初中生，好奇好動(dòng)的天性還沒有退去，若是一上來便是一些深?yuàn)W的理論知識(shí)學(xué)習(xí)與計(jì)算，勢(shì)必會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此，在起始階段必須想盡一切辦法保護(hù)學(xué)生的這種探索興趣，多搭臺(tái)階讓學(xué)生順利過渡。這就需要從學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)入手，學(xué)生多動(dòng)手，才能促其多動(dòng)腦。而現(xiàn)實(shí)情況是，物理課堂時(shí)間有限，教學(xué)任務(wù)又?jǐn)[在眼前，所以我們就嘗試通過綜合實(shí)踐課，有目的地將物理課上不便探究的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)成一些小實(shí)驗(yàn)和小制作，通過實(shí)踐活動(dòng)課，讓學(xué)生親身經(jīng)歷實(shí)際觀察、探究的過程，在實(shí)際操作中滲透物理知識(shí)，逐步引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)、總結(jié)和驗(yàn)證其中蘊(yùn)含的物理規(guī)律，并加以應(yīng)用或解釋相關(guān)物理現(xiàn)象。

具體來說，我們學(xué)校在中學(xué)各個(gè)年級(jí)嘗試開展了校本實(shí)踐活動(dòng)課，將物理內(nèi)容提前滲透到不同年齡階段的學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，從而激起學(xué)生的興趣：初一年級(jí)嘗試科學(xué)探秘，主要涉及熱現(xiàn)象、光現(xiàn)象、聲現(xiàn)象知識(shí)；初二年級(jí)趣味小實(shí)驗(yàn)，主要圍繞力學(xué)、機(jī)械等知識(shí)；初三物理潛能開發(fā)，通過創(chuàng)意設(shè)計(jì)電路，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制來體驗(yàn)電學(xué)的奇妙；高一探索奇妙的力，進(jìn)行一些承重比賽；高二創(chuàng)新物理設(shè)計(jì)，探索電磁場(chǎng)與能源。尤其是初一、初二、高一、高二，我們將教材中的物理實(shí)驗(yàn)滲透進(jìn)校本課程中進(jìn)行探究，學(xué)生在很放松的狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)了玩中啟智，樂中動(dòng)腦，促進(jìn)思考。

設(shè)計(jì)課外小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生獨(dú)創(chuàng)能力

課堂上的學(xué)習(xí)應(yīng)該與實(shí)際生活緊密聯(lián)系起來，這樣才能很好地體現(xiàn)物理的實(shí)用性。所以我們?cè)O(shè)計(jì)了諸如“筷子提米”“奇怪的爬坡”“吸不出的酸奶”等課后小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生回家制作完成后，向父母展示自己的小制作，并解釋相關(guān)物理知識(shí)。許多孩子做完實(shí)驗(yàn)后，家長(zhǎng)大吃一驚，驚訝欣賞之情溢于言表，親子關(guān)系因此大為改善。學(xué)生在應(yīng)用的同時(shí)也能深入理解相關(guān)知識(shí)內(nèi)容、提升相關(guān)能力。在這些小實(shí)驗(yàn)的激勵(lì)下，學(xué)生又制作出了“空氣槍”，家長(zhǎng)也和孩子一起制作了“走馬燈”等。學(xué)生的物理興趣得到很好的激發(fā)。

讓學(xué)生在玩樂中探究，在實(shí)踐中啟迪思維

物理教材中的實(shí)驗(yàn)，有一部分實(shí)現(xiàn)起來是相當(dāng)煩瑣的，所以我們就在綜合實(shí)踐課上，嘗試發(fā)揮學(xué)生的想象力，讓學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)便性、直觀性出發(fā)，讓實(shí)驗(yàn)觀測(cè)更清晰，從實(shí)操的角度啟發(fā)學(xué)生的思維，使物理課堂更貼近實(shí)際生活。這樣培養(yǎng)出的學(xué)生不僅具有更強(qiáng)的動(dòng)手能力，而且還具有更強(qiáng)的思維能力以及面對(duì)實(shí)際問題時(shí)解決問題的能力。比如在水的沸騰實(shí)驗(yàn)中，課本上的實(shí)驗(yàn)裝置器材多、操作要求高、加熱時(shí)間長(zhǎng)、現(xiàn)象不清晰。有人想到了用家里的透明養(yǎng)生壺來替代酒精燈等器材來加熱，用電熱器加熱，易操作、現(xiàn)象清晰明顯。尤其是在觀察沸騰前氣泡的大小與沸騰時(shí)的氣泡大小變化時(shí)，現(xiàn)象非常明顯，學(xué)生的感受也非常深刻。而且這節(jié)課讓學(xué)生記錄下不同時(shí)間的溫度值，并匯成表格，描出圖像，對(duì)沸騰時(shí)溫度不變的理解更加深刻，對(duì)沸點(diǎn)的概念理解起到非常直觀的作用。

受此啟發(fā)，在探究物質(zhì)的比熱容時(shí)，學(xué)生就想到了用電熱器替代教材中的酒精燈加熱，熱源可控，實(shí)操性更加方便。還有些聰明的學(xué)生聯(lián)想到數(shù)字傳感器技術(shù)進(jìn)行測(cè)溫，更加精準(zhǔn)直觀，數(shù)據(jù)處理也更形象，更加一目了然。

以比賽促興趣，以改進(jìn)促創(chuàng)新

我們比較經(jīng)典的校本實(shí)踐活動(dòng)有兩個(gè)，水火箭比賽和紙承重比賽，這是幾年來比較成熟的兩個(gè)科技節(jié)保留項(xiàng)目，每年科技節(jié)的比賽活動(dòng)都吸引大量學(xué)生積極參與。隨著比賽經(jīng)驗(yàn)的積累，比賽成績(jī)也逐年提升。初一、初二年級(jí)主要參加“水火箭制作比賽”，高一年級(jí)和高二年級(jí)以紙承重比賽為主，當(dāng)然今年我們也嘗試讓初二的學(xué)生參加了紙承重比賽，成績(jī)也非常不錯(cuò)。說明現(xiàn)在的中學(xué)生創(chuàng)新思維水平也比較高。尤其是在水火箭的制作上，初二的部分同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，嘗試制作二級(jí)水火箭，也取得了成功，在科技節(jié)上的表演吸引了眾多人的目光。在國(guó)家航天工程日新月異的今天，學(xué)生對(duì)火箭制作的創(chuàng)新追求也越來越高。這樣學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣也更加濃厚。

通過物理綜合實(shí)踐課的活動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力得到了極大鍛煉，相互合作的意識(shí)也逐漸增強(qiáng)，對(duì)于學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)有極大的現(xiàn)實(shí)意義，值得繼續(xù)去嘗試。

（文/韓中華）

數(shù)學(xué)與人工智能創(chuàng)新融合課堂的實(shí)踐探究

——以人教版九年級(jí)下冊(cè)《巧算圓周率π——蒙特卡洛方法的妙用》為例

【本文系北京市海淀區(qū)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)課題“人工智能在學(xué)科課堂教學(xué)的應(yīng)用研究”（課題編號(hào)：HDGH20190069）的研究成果之一?！?/p>

數(shù)學(xué)作為人工智能領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科，將其與人工智能的課堂融合，不僅可以以人工智能技術(shù)促進(jìn)精準(zhǔn)教學(xué)，還可以將數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與人工智能內(nèi)容方法相融合，實(shí)現(xiàn)更深度的學(xué)科融合，提高教與學(xué)的質(zhì)量。

“新”準(zhǔn)備

本節(jié)課利用人工智能領(lǐng)域中的情境問題展開數(shù)學(xué)活動(dòng)，是數(shù)學(xué)和人工智能領(lǐng)域的一次探索。有別于傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課堂活動(dòng)，本節(jié)課創(chuàng)新設(shè)置隨機(jī)投米試驗(yàn)和編程模擬試驗(yàn)，這兩個(gè)數(shù)學(xué)活動(dòng)是學(xué)生在分組、合作的模式下完成的。隨機(jī)投米試驗(yàn)需要事先準(zhǔn)備試驗(yàn)材料，教師提前對(duì)試驗(yàn)條件和環(huán)境進(jìn)行初步評(píng)估。編程模擬試驗(yàn)是將隨機(jī)投米試驗(yàn)利用平板進(jìn)行編程模擬，教師需要提前準(zhǔn)備好學(xué)生平板，并下載安裝好相應(yīng)編譯器等軟件。

“新”內(nèi)容

由于數(shù)學(xué)的學(xué)科特性，傳統(tǒng)的初中數(shù)學(xué)新授課堂以講授課為主，課堂中適當(dāng)設(shè)置教師提問和學(xué)生活動(dòng)，倡導(dǎo)課堂自然發(fā)生、循序漸進(jìn)，在解決數(shù)學(xué)問題的活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維，發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。數(shù)學(xué)課堂中，必不可少的是以例題、變式訓(xùn)練為基本的數(shù)學(xué)思維活動(dòng)。而以本節(jié)課為例的創(chuàng)新融合課程，融入了人工智能模塊內(nèi)容，能夠突破數(shù)學(xué)傳統(tǒng)課堂的教學(xué)限制，通過操作、實(shí)踐、試驗(yàn)等課堂活動(dòng)，讓學(xué)生“動(dòng)”起來，讓課堂“活”起來，讓數(shù)學(xué)“用”起來。要估算圓周率π，學(xué)生需要關(guān)聯(lián)已有概率知識(shí)，構(gòu)建概率模型，設(shè)計(jì)試驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集和分析，最終得到結(jié)論。為了解決投米試驗(yàn)中的誤差較大、試驗(yàn)耗時(shí)等問題，進(jìn)一步利用編程模擬投米試驗(yàn)，設(shè)置不同參數(shù)，得到圓周率π的近似值。通過活動(dòng)，學(xué)生對(duì)概率意義和隨機(jī)思想的理解更進(jìn)一步，學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)分析等素養(yǎng)得到進(jìn)一步發(fā)展。通過活動(dòng)，學(xué)生對(duì)人工智能有了更深入的理解和認(rèn)識(shí)，感受數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值和魅力，體驗(yàn)成功，提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性。

“新”優(yōu)勢(shì)

直觀趣味性 人工智能算法的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)思想。本節(jié)課的原型是人教版九年級(jí)第二十五章概率初步中的實(shí)驗(yàn)與探究活動(dòng)《π的估計(jì)》，該實(shí)驗(yàn)涉及的蒙特卡洛方法就是AlphaGo核心算法之一。有別于其他體驗(yàn)課程，本節(jié)課從人工智能背后的設(shè)計(jì)者角度出發(fā)，通過學(xué)生喜聞樂見的AlphaGo例子，探尋AlphaGo核心算法的基本數(shù)學(xué)原理，課堂更加新穎、富有趣味性。學(xué)生在觀看激烈的人機(jī)大戰(zhàn)課堂導(dǎo)入視頻后，對(duì)本節(jié)課將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有更強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，學(xué)生摩拳擦掌、躍躍欲試。編程環(huán)節(jié)中，學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行代碼編程，其他學(xué)生采用圖形化編程，在理解人工智能算法、鍛煉編程思維和培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力的同時(shí)，使得任務(wù)完成性更高、趣味性更強(qiáng)。

交叉學(xué)科性 近年來科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展常常涉及跨學(xué)科的相互交叉和滲透?？鐚W(xué)科融合教學(xué)必將是未來的教育趨勢(shì)，跨學(xué)科綜合任務(wù)的設(shè)置也將是培養(yǎng)現(xiàn)代創(chuàng)新拔尖人才的有效途徑之一。本節(jié)課涉及數(shù)學(xué)概率初步的內(nèi)容和信息技術(shù)人工智能模塊，設(shè)置的活動(dòng)是跨學(xué)科綜合學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過試驗(yàn)、探究，將已有知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)、整合和應(yīng)用，自主學(xué)習(xí)、解決問題，培養(yǎng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的意識(shí)和習(xí)慣，促進(jìn)多維綜合發(fā)展。

“新”思考

教的挑戰(zhàn) 融合課程涉及多個(gè)學(xué)科，對(duì)教師有更高的要求。該部分的內(nèi)容突破了傳統(tǒng)教材內(nèi)容和教學(xué)方法的限制。課程設(shè)計(jì)需要教師充分把握數(shù)學(xué)中考課標(biāo)，深入了解人工智能、編程相關(guān)內(nèi)容，找到二者融合的切入點(diǎn)?；顒?dòng)設(shè)計(jì)需要教師深入開展課前調(diào)查，充分了解學(xué)情，準(zhǔn)確把握住課堂教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，設(shè)計(jì)好層次遞進(jìn)的課堂環(huán)節(jié)內(nèi)容，讓課堂活動(dòng)既有挑戰(zhàn)性又能順利完成?；顒?dòng)內(nèi)容需要平衡好數(shù)學(xué)與人工智能二者的關(guān)系，不能只講數(shù)學(xué)而僅僅把人工智能作為引入的例子，也不能只介紹人工智能而對(duì)數(shù)學(xué)內(nèi)容一帶而過。

學(xué)的挑戰(zhàn) 跨學(xué)科綜合任務(wù)，對(duì)學(xué)生有更高的要求。有別于傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的滿堂灌和習(xí)題訓(xùn)練，融合課程的任務(wù)設(shè)置需要調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的各學(xué)科知識(shí)，綜合解決問題?？鐚W(xué)科的活動(dòng)任務(wù)，要求學(xué)生在每個(gè)學(xué)科上的知識(shí)儲(chǔ)備、學(xué)科思維、能力和素養(yǎng)都要達(dá)到基本要求，不能有薄弱的部分，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求更加嚴(yán)格。因此，大部分活動(dòng)任務(wù)通過小組合作完成，學(xué)生之間需要互相配合、協(xié)調(diào)，共同解決問題，完成任務(wù)。

評(píng)的挑戰(zhàn) 傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)通過課堂練習(xí)、作業(yè)檢測(cè)等能對(duì)課堂的教與學(xué)進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)往往是結(jié)構(gòu)性的測(cè)試題。但融合課堂的活動(dòng)模式使教與學(xué)的評(píng)價(jià)變得更加困難。交叉學(xué)科綜合任務(wù)涉及多個(gè)學(xué)科，評(píng)價(jià)體系的設(shè)計(jì)要從教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)出發(fā)，需要考慮多個(gè)學(xué)科的課標(biāo)、大綱等要求，評(píng)價(jià)更加綜合復(fù)雜。評(píng)價(jià)的問題、問卷往往是非結(jié)構(gòu)化的，沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，給教師的批閱和系統(tǒng)分析帶來一定的困難。

“人工智能+”教育時(shí)代背景下，將數(shù)學(xué)與人工智能融合，設(shè)計(jì)創(chuàng)新課程，既是新的機(jī)遇也是新的挑戰(zhàn)。融合課程能充分發(fā)揮各學(xué)科優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)以致用，在培養(yǎng)創(chuàng)新思維習(xí)慣、綜合實(shí)踐能力等方面有著無可替代的作用。革新的內(nèi)容也對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)各個(gè)環(huán)節(jié)帶來前所未有的挑戰(zhàn)，亟須更專業(yè)的理論方法和更深入的教學(xué)研究。

（文/ 任素婷）

（作者單位：北京一零一中石油分校）