周曉松

物理實驗，既是貫徹《上海市中學(xué)物理課程標準》課程理念的教學(xué)內(nèi)容，也是落實課程理念的教學(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)資源保證的物理實驗室，是否也應(yīng)當在教學(xué)內(nèi)容和組織形式做到與時俱進，從而為落實課程標準提供更有力的支撐作用呢？

一、解讀課程標準，把握“二期教材”

課程標準和“二期教材”既是指導(dǎo)學(xué)科教學(xué)行為的綱領(lǐng)，也是評價學(xué)科教學(xué)行為的準則。在進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準和與之配套的“二期教材”。

1.課程標準

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)生主動參與學(xué)習(xí)，體驗和感悟科學(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。課程標準為改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)行為、提升實驗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)在知識的呈現(xiàn)方式。

（1）開辟探索研究、STS（科學(xué)—技術(shù)—社會）、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、實施綜合性學(xué)習(xí)方式、開闊學(xué)科知識視野。

（2）變傳統(tǒng)的驗證性學(xué)生實驗為探究性學(xué)生實驗。傳統(tǒng)學(xué)生實驗是學(xué)生在已知相關(guān)知識和規(guī)律的前提下，利用教材告知的實驗?zāi)康?、實驗器材、實驗步驟的情況下，按部就班進行實驗數(shù)據(jù)采集、實驗數(shù)據(jù)處理等程序化操作并得到預(yù)期的實驗結(jié)論；“二期教材”的探究性學(xué)生實驗則充滿了諸多的不確定因素，如實驗器材、實驗步驟，包括最終的實驗結(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)生課后自主動手小實驗、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，其目的是為了實現(xiàn)課程標準的課程理念，為教師在教學(xué)實踐中創(chuàng)造性地運用教材實施科學(xué)創(chuàng)新素質(zhì)教育提供舞臺，當然也為改變傳統(tǒng)實驗室格局、開拓實驗教學(xué)的多元化渠道提供了契機和資源的保證。

二、反思實驗室現(xiàn)狀，創(chuàng)建自主探究實驗平臺

1.傳統(tǒng)實驗室功能缺失

長久以來，物理實驗室一直被視為教學(xué)輔助機構(gòu)，工作職責主要是提供實驗儀器的儲存和保管、教師演示實驗及學(xué)生分組實驗的安裝調(diào)試和組織活動等場所。一般學(xué)生一學(xué)年乃至整個高中階段有機會進入實驗室的機會可謂屈指可數(shù)；即便進入實驗室，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驗器材，如手搖感應(yīng)起電機、高強度釹磁鐵、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)致主動參與學(xué)習(xí)，體驗和感悟的機會缺失，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。

2.賦予實驗室新的形式和內(nèi)涵

普通高中既有的實驗室資源配置可以完成教材規(guī)定的實驗教學(xué)任務(wù)，然而教師應(yīng)當自覺主動地發(fā)揮教學(xué)智慧，為學(xué)生創(chuàng)造更多參與實驗的機會。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，提出了開放實驗室，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、探究和體驗平臺的目標。為了凸現(xiàn)這一全新的實驗室在組織形式、項目內(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實驗室”。DIY的英文字母取自 “Do it yourself”，即“自己動手做”，并賦予物理DIY實驗室以下形式和內(nèi)涵。

（1）目標。物理DIY實驗室以適應(yīng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究為目標、以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力為價值取向的學(xué)科實驗教學(xué)新模式。物理DIY實驗室一方面可以為學(xué)生的實驗、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實驗室，為學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程、體驗科學(xué)研究方法、感悟科學(xué)精神提供實踐的平臺和空間，引導(dǎo)學(xué)生物理學(xué)科的學(xué)習(xí)從課本走向?qū)嶒?、從課內(nèi)走向課外、從理論走向?qū)嵺`，促進學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的形成和提高。

（2）功能。以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力為宗旨，以學(xué)生自己動手為特征的實踐平臺；關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，崇尚學(xué)生獨特的創(chuàng)意以及自己動手、團隊合作的體驗；追求在實踐中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中成長的教育價值。

（3）內(nèi)容。經(jīng)過5年的實踐和發(fā)展，迄今已擁有物理DIY實驗室和制作室各1間，面積共約150平方米。物理DIY實驗室設(shè)置了包括自創(chuàng)類、項目革新類、傳統(tǒng)類以及展示類物理DIY校本實驗項目約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，擴大科學(xué)探究的范疇，我們改變常規(guī)物理實驗室格局，在物理DIY實驗室中引入DIS數(shù)字信息實驗技術(shù)，為學(xué)生的自主探究提供現(xiàn)代實驗技術(shù)手段的支持，使信息實驗技術(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，實現(xiàn)了傳統(tǒng)和現(xiàn)代實驗資源并存、設(shè)備和功能優(yōu)勢互補的新格局。

三、整合實驗資源，構(gòu)建學(xué)科實驗教學(xué)校本課程

現(xiàn)代教育觀點認為，學(xué)校的一切行為都屬于大課程范疇。物理DIY實驗室只有與三類課程進行有機結(jié)合，才可能具有鮮活的生命力，其特殊的教育教學(xué)功能和價值才可能得以實現(xiàn)。5年的教學(xué)實踐，物理DIY實驗室與三類課程進行有機滲透和整合，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實驗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、STS、探索研究、學(xué)習(xí)包等欄目，為學(xué)生自主活動提供物理DIY實驗室獨特的實驗資源和實踐機會，學(xué)科知識便在學(xué)生動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，適時提供實驗器材零配件，利用物理DIY實驗室平臺，讓學(xué)生設(shè)計組裝科技小玩具、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和快樂。

2.拓展型校本課程

（1）體驗之旅。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實驗室，接受科學(xué)普及教育。神奇的科學(xué)實驗現(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)開放時間來到物理DIY實驗室，通過親自動手實踐，在科學(xué)的世界里遨游，親身體驗科學(xué)的真善美。

（3）主題之旅。在物理DIY實驗室的體驗，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)中不斷積極主動地運用所學(xué)新知識與物理DIY實驗室的實驗項目產(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實驗室，進行專項實驗的自主拓展學(xué)習(xí)。除此以外，部分有志于進一步深入學(xué)習(xí)物理學(xué)學(xué)科的學(xué)生還可以通過各年級科技社團的形式，進入物理DIY實驗室進行有組織的拓展實驗。

3.研究型校本課程

物理DIY實驗室實驗項目既立足于物理教材，又對教材做了進一步的延伸和補充。在帶給每一位參與者新奇感受和體驗的同時，新的問題和創(chuàng)意便會接踵而至，于是，一個個富有想像力的科學(xué)研究課題的萌芽油然而成。在教師組織下，師生共同整理、評價并選擇有價值、有意義的創(chuàng)意，或提升到課題層面進行科學(xué)實驗的研究和探索；或修改后作為中學(xué)生發(fā)明創(chuàng)意進行專利申報；或制作成科技作品充實到物理DIY實驗室中，促進了物理DIY實驗室研究型課程內(nèi)容的不斷豐富和發(fā)展。

如今，走進物理DIY實驗室，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、專注于實驗的科學(xué)態(tài)度和追求真理的科學(xué)精神，使每一位進入物理DIY實驗室的參與者都會經(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實驗室、走向各類科技競賽現(xiàn)場的照片又時時激勵著新的一批又一批科技愛好者走進充滿樂趣的物理DIY實驗室，走向神圣而莊嚴的科學(xué)殿堂。

（責任編輯 劉 穎）