何少衡 李光元：初中物理“五環踐學”實驗教學策略
時間：2022-09-20 來源：
初中物理“五環踐學”實驗教學策略
眉山冠城七中實驗學校 何少衡 李光元
一、構建基于學科核心素養的“五環”實驗課堂
（一）“五環”實驗課堂與科學探究深度融合
科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式，更是物理學科核心素養的重要內容。科學探究涉及提出問題、猜想與假設、設計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作等要素。科學探究要求在教師的引導下學生積極主動參與到科學實驗探索過程中，引導學生分析問題、解決問題的過程。學生在真實生活情境中主動獲取物理知識，領悟科學探究方法，發展科學探究能力，體驗科學探究的樂趣，養成實事求是的科學態度和勇于創新的科學精神。
基于“五環踐學”的初中物理實驗課堂教學策略和物理科學探究兩種教學方法從教學結構、組織流程、課堂形態、教學價值等方面深度融合。物理實驗課堂中讓學生在“自學質疑、創景提問”中提出問題，在“討論領悟、設計實驗”中設計實驗，在“展示分享、操作展示”中探究體驗，在“檢測鞏固、結論反饋”中分析論證，在“評價提升、歸納提升”中評估提升。
（二）“五環”實驗課堂有效培養學生物理學科核心素養
“自學質疑、創景提問”環節：有利于培養學生的觀察能力、自學能力、質疑能力和設計實驗能力等科學探究素養。
“討論領悟、設計實驗”環節, 讓學生初步體驗科學研究的過程與方法，增強對物理知識的理解與應用,培養學生有效解決問題的能力和形成科學態度與責任。
“展示分享、操作展示”環節，通過實驗小組操作實驗、精當的展示、教師點評，有效訓練了學生物理學科思維能力、表達能力，學生科學探究的能力素養彰顯其中。
“檢測鞏固、結論反饋”環節，實驗的目的、方法、操作在檢測鞏固環節得以重現與鞏固落實，在深化物理觀念強化分析能力中形成高階思維。
“評價提升、歸納提升”環節，有利于培養學生運用物理知識解決實際問題的能力，提升學生的社會參與能力，激勵學生的創新精神，培養學生的科學態度與責任。
初中物理實驗課堂用實驗形成學生的物理觀念,用實驗設計提升學生的科學思維，用實驗展示訓練學生的科學探究,用實驗評估拓展培養學生的科學態度與責任，從而構建基于物理學科核心素養的實驗教學理論模型（圖一）。
圖一：物理學科核心素養的實驗教學理論模型
（三）“創新·互動”是實驗課堂設計的宗旨，“探究·體驗”是實驗課堂的核心
基于“五環踐學”的初中物理實驗課堂教學策略，把“創新·互動”“探究·體驗”作為物理實驗課堂科學探究的核心，以生為本，生生互動，切實落實“踐學”和“體驗”的課堂主張，培養師生的創新意識和創新精神，全面提高學生的基本素質和技能。新課程的理念彰顯其中。
1、教學理念的創新
物理實驗課堂主張：“踐學”與“體驗”；物理實驗課堂核心：“創新·互動”；“探究·體驗”作為物理實驗課堂核心。
2、師生關系的創新
一是教師角色定位：“五環踐學”實驗課堂中，教師是根據物理實驗課程的規律和特點，開發設計出符合學生身心特征、認知規律的實驗課程。在實驗課程中通過“互動”與“體驗”引導和評價學生，充分發揮教師的主導作用。教師是課程設計者、組織者、引導者和評價者。二是學生角色定位：“五環踐學”實驗課堂中學生根據教師的引導：提出問題、猜想與假設、設計實驗、進行實驗并歸納總結。通過學生實踐猜想，體驗探究過程，探索物理規律，充分體現學生的主體性。學生是課程實踐者、體驗者、探索者和實施者。三是師生互動關系的創新：導學案是師生互動的載體、探究活動是師生互動的形式。“五環踐學”實驗課堂中，教師設計學案，引導學生設計實驗、實驗操作、觀察現象、采集數據、得出結論；學生全程參與、師生互動，親身體驗探索，能充分激發學生的學習興趣和主觀能動性。生動互動的實驗探究方案是師生互動的載體，引人入勝的探究活動是師生的互動形式。四是生生互動關系的創新：組內團結協作、組間競賽共享。“五環踐學”實驗課堂中小組合作探究，小組分工協作，有利于培養學生的團隊意識；引入競爭機制，引導各小組良性競爭，共同進步，培養學生競爭意識和共享思想，符合現代社會對人才的需求。
二、構建“五環踐學”的初中物理實驗課堂教學策略
我們將初中實驗課堂分為以下“五環”。按照“創景提問”“設計實驗”“操作展示”“結論反饋”“歸納提升”五個環節進行實驗教學（圖二）。
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圖二：物理實驗課堂教學基本形態
（一）自學質疑、創景提問
自學質疑是學生收獲基礎知識、產生質疑、引導下一步學習的關鍵環節。“自學質疑、創景提問”設計原則：實驗課堂需要什么，自學環節就自學什么（圖三）。
一是自學內容：基礎知識、基本概念（規律）、簡單運算公式、單一邏輯思維框架、已學關聯實驗或知識；二是自學形式：嘗試回憶、重點標記、閱讀教材、閱讀科普材料、回顧生活實際情景、情景再現、實驗觀察；三是引導質疑：物理故事、演示實驗、物理短視頻、情景問題疑惑、場景再現疑惑、知識解答疑惑、認知沖突疑惑；四是教師活動：分析學情研究教材、提前設計、走動巡視、發現問題、關注個體、引導質疑、自學評價。
圖三：自學質疑、創景提問
自學質疑是根據學生現有物理知識、科普常識、學生認知為依托，課堂中學生通過閱讀教材和科普材料、重點標記、回顧實驗、實驗情景再現等多種形式進行自學；通過教師提前設計、引導質疑，走動巡視、激勵質疑；通過深度思考，深度質疑,激發學生實驗探究興趣，有利于培養學生的觀察能力、自學能力，質疑能力和設計實驗能力。
（二）討論領悟、設計實驗
基于“五環踐學”教學策略的初中物理實驗課堂中討論聚焦：實驗操作關鍵環節、核心步驟、重點注意事項、重點器材使用、電路圖等的核心知識的深度理解。討論領悟作用在于鼓勵學生相互討教，解答自學中疑惑；引導學生深入探討實驗細節，相互學習為實驗做準備；促進學生相互討論，啟迪智慧，拓展、改進、創新實驗。本環節關注以下三個維度：一是內容設計：實驗目的、實驗原理、器材使用、實驗步驟、數據處理、誤差分析、實驗變式、拓展延伸；二是討論方式：以導學案為引導，問題設計循序漸進；以學習型小組為單位、四人圍坐站立討論；
三是教師活動：分析學情、深入研究實驗、合理設計問題、討論中走動巡視、引導討論。其操作流程一般為（圖四）：
圖四：討論領悟、設計實驗流程
學生安靜仔細閱讀討論主題，結合實驗器材獨立思考→組長確定分工方案，組長組織，分小組站立，結合器材，實踐探索→教師指導，討論歸納，求同存疑，形成初步實驗探究方案→教師引導，小組分享，優化改進，形成最優方案，為實驗探究做準備。
（三）展示分享、操作展示
一是展示內容：實驗操作、實驗現象、實驗結論、實驗發現、實驗改進、實驗創新、準確表達、嚴謹思維、科學精神；二是展示方式：規范操作、語言表達、文字描述、數據表格、圖像繪制、數據處理、實驗報告、改進器材、創新方案；三是展示形式：個人展示、小組展示、教師展示；四是教師活動：巡查狀況、技巧提示、參與探究、指出不足、鼓勵分享。（圖五）
圖五：展示分享策略
首先，學生觀察實驗器材，熟悉實驗步驟。其次，組長統籌，小組分工，完成實驗探究。最后，教師鼓勵展示，小組中心發言人用規范語言表達實驗流程、實驗操作員規范操作。通過學生個人展示、小組展示準確實驗操作、實驗現象、規范描述實驗結論。
“五環踐學”實驗教學課堂展示分享環節，以實驗探究、實驗展示為中心，教師引導，學生探索。通常以學習型小組為單位展示實驗操作，教師巡視指導，師生互動探究，學生再展示實驗操作過程與結論，分享所學所獲、所感所悟，師生互動突破課堂難點，環環緊扣提升課堂效率。
（四）檢測鞏固、結論反饋
傳統的檢測鞏固在教學中會遇到諸多問題如：習題不知如何設計；檢測的質量不高，形式單一；難易程度的把握不當；鞏固時機難以把握，不能及時鞏固反饋。本成果檢測鞏固環節，檢測內容一般圍繞實驗原理、實驗器材、實驗步驟、實驗方法、數據處理、誤差分析、拓展延伸等開展課堂設計。環節注重：優選檢測習題，創新檢測的形式，注重課堂及時反饋。檢測鞏固、結論反饋環節可以加深學生對實驗的認識，拓展學生思維，培養學生實驗素養。
基于“五環踐學”的初中物理實驗課堂教學檢測鞏固課堂教學策略：一是檢測設計——實驗器材、實驗步驟、實驗方法、數據處理、誤差分析、拓展延伸；二是習題設計——針對性檢測、鞏固性檢測、綜合性檢測、拓展性檢測；三是檢測形式——規范操作、真題檢測、抽查完善、實驗報告；四是檢測反饋——個體檢測、小組檢測、交流評估、展示分享；四是教師作用——整體把握、個別輔導，難點知識與方法，精講點撥補充，適時調控，多采取激勵性評價和矯正性評價。（圖六）
圖六：檢測鞏固策略
（五）評價提升、歸納提升
基于“五環踐學”教學策略的初中物理實驗課堂評價提升環節，目的在于畫龍點睛讓學生交流評估、得出結論，幫助學生厘清易混淆的實驗現象、易錯的實驗步驟；引導學生改進實驗、拓展思維、開闊視野；理解和靈活運用實驗結論，讓物理走向生活，走進社會，培養學生創新能力和科學精神。
評價提升常用方法：一是歸納提升法——采用思維導圖、圖表對比等簡明扼要地概括基本知識點，突出重點，明確關鍵，建立聯系，揭示規律，系統化知識；二是歸納創新法——引導學生回顧本節課探索方法，激勵學生類比探索新知，逐步培養學生創新能力；三是應用實踐法——引導學生將物理知識運用于實際，激發學生學習深度的知識的興趣，提升學生將知識與生活結合的實踐能力，從物理走向社會；四是生活實驗探究法——在學習到《光的反射》《力》《浮力壓強》《簡單機械》《電路》等章節的時候，在“評價提升”這個環節，本成果采用了體驗式教學，趣味提示，讓物理回歸生活。利用生活用品開展實驗探究、錄制實驗視頻，利用物理實驗探究生活中的物理現象、利用物理解決生活中的問題；五是激勵評價法——激勵學生在課后開展小制作、小發明、小論文、科學DV，為學生能夠創設展現自我的平臺。利用微信、學科活動、科技創新大賽不斷提升學生的實驗探究能力。
評價提升環節實現知識拓展深化、知識創新運用、開闊學生視野，有利于培養學生運用物理知識解決實際問題的能力,提升學生社會參與能力，激勵學生的創新精神，培養學生的科學態度與責任。
（何少衡系眉山冠城七中實驗學校校長，李光元系眉山冠城七中實驗學校教導處副主任；此成果獲眉山市第六屆教學成果一等獎，有刪減）
