物理DIY实验室

周晓松

物理实验，既是贯彻《上海市中学物理课程标准》课程理念的教学内容，也是落实课程理念的教学手段。随着教育改革的深入，传统教学的内容与形式在新课程理念的涤荡和冲击下已经或正在被赋予新的形式和内涵。新课程理念以物质资源保证的物理实验室，是否也应当在教学内容和组织形式做到与时俱进，从而为落实课程标准提供更有力的支撑作用呢？

一、解读课程标准，把握“二期教材”

课程标准和“二期教材”既是指导学科教学行为的纲领，也是评价学科教学行为的准则。在进行分析并寻找有效的解决方案之前，应先将研究的目光再一次聚焦于课程标准和与之配套的“二期教材”。

1.课程标准

物理课程必须倡导物理学习的自主性、探究性、合作性，让学生主动参与学习，体验和感悟科学探究的过程和方法，激发他们持久的学习兴趣和求知欲望。课程标准为改变传统实验教学行为、提升实验室教育功能提供了政策保证。

2.“二期教材”

与传统教材相比，高中“二期教材”改变的不仅是外在表现形式更加丰富多彩、图文并茂，更本质的变化是其内在知识的呈现方式。

（1）开辟探索研究、STS（科学—技术—社会）、学习包等栏目素材，其目的在于丰富学科学习内容、实施综合性学习方式、开阔学科知识视野。

（2）变传统的验证性学生实验为探究性学生实验。传统学生实验是学生在已知相关知识和规律的前提下，利用教材告知的实验目的、实验器材、实验步骤的情况下，按部就班进行实验数据采集、实验数据处理等程序化操作并得到预期的实验结论；“二期教材”的探究性学生实验则充满了诸多的不确定因素，如实验器材、实验步骤，包括最终的实验结论。

（3）与“二期教材”配套的《练习部分》一改练习册的旧有模式，增添了供学生课后自主动手小实验、小制作的文本资料和照片，使学生课后学习的形式和内容都发生了变化。“二期教材”的诸多变化，其目的是为了实现课程标准的课程理念，为教师在教学实践中创造性地运用教材实施科学创新素质教育提供舞台，当然也为改变传统实验室格局、开拓实验教学的多元化渠道提供了契机和资源的保证。

二、反思实验室现状，创建自主探究实验平台

1.传统实验室功能缺失

长久以来，物理实验室一直被视为教学辅助机构，工作职责主要是提供实验仪器的储存和保管、教师演示实验及学生分组实验的安装调试和组织活动等场所。一般学生一学年乃至整个高中阶段有机会进入实验室的机会可谓屈指可数；即便进入实验室，也只能操作教材指定的器材，而学生感兴趣的教师演示实验器材，如手摇感应起电机、高强度钕磁铁、激光发射器等，学生一般只能在课堂上作为旁观者，观看教师的“表演”而无法满足内心一试身手、一探究竟的愿望和好奇心。这种现象使得学生物理学习的自主性、探究性、合作性受到客观条件的限制，导致主动参与学习，体验和感悟的机会缺失，从而造成学习兴趣和求知欲望无法得到满足，课程理念往往难以有效落实。

2.赋予实验室新的形式和内涵

普通高中既有的实验室资源配置可以完成教材规定的实验教学任务，然而教师应当自觉主动地发挥教学智慧，为学生创造更多参与实验的机会。早在2008年秋，我们针对新教材使用一年来的困惑和思考，通过校本教学研讨，提出了开放实验室，为学生提供自主学习、探究和体验平台的目标。为了凸现这一全新的实验室在组织形式、项目内容与功能定位上的特殊性，也考虑到易于为学生所接受，我们将其命名为“物理DIY实验室”。DIY的英文字母取自 “Do it yourself”，即“自己动手做”，并赋予物理DIY实验室以下形式和内涵。

（1）目标。物理DIY实验室以适应学生自主学习和探究为目标、以培养学生创新意识与创新能力为价值取向的学科实验教学新模式。物理DIY实验室一方面可以为学生的实验、制作提供物质条件的保证，另一方面可以通过开放物理DIY实验室，为学生经历科学探究过程、体验科学研究方法、感悟科学精神提供实践的平台和空间，引导学生物理学科的学习从课本走向实验、从课内走向课外、从理论走向实践，促进学生终身学习能力、实践能力和创新能力的形成和提高。

（2）功能。以培养学生的创新精神和实践能力为宗旨，以学生自己动手为特征的实践平台；关注学生自主学习的经历，崇尚学生独特的创意以及自己动手、团队合作的体验；追求在实践中创新，在创新中成长的教育价值。

（3）内容。经过5年的实践和发展，迄今已拥有物理DIY实验室和制作室各1间，面积共约150平方米。物理DIY实验室设置了包括自创类、项目革新类、传统类以及展示类物理DIY校本实验项目约50余件（套），涵盖了力、热、光、电磁等物理各大分支学科领域；物理DIY制作室配置了台虎钳、电烙铁、各种测量仪表等常规制作工具。

（4）特色。为了促进学生学习方式的改变，为学生自主探究提供有效的工具，扩大科学探究的范畴，我们改变常规物理实验室格局，在物理DIY实验室中引入DIS数字信息实验技术，为学生的自主探究提供现代实验技术手段的支持，使信息实验技术从学习对象转变为学习工具，从而在内容与形式上改变了学生自主学习探究的方式，实现了传统和现代实验资源并存、设备和功能优势互补的新格局。

三、整合实验资源，构建学科实验教学校本课程

现代教育观点认为，学校的一切行为都属于大课程范畴。物理DIY实验室只有与三类课程进行有机结合，才可能具有鲜活的生命力，其特殊的教育教学功能和价值才可能得以实现。5年的教学实践，物理DIY实验室与三类课程进行有机渗透和整合，所涵盖的科学素养创新教育的校本课程框架基本构建完成，初步形成了以物理DIY实验室为基地的校本课程体系。

1.基础型校本课程

（1）全新模式的课堂活动和课后作业。根据学科教学需要，结合“二期教材”中自主活动、STS、探索研究、学习包等栏目，为学生自主活动提供物理DIY实验室独特的实验资源和实践机会，学科知识便在学生动手作的过程中得到理解、感悟和升华。

（2）科技小作品制作。根据学科学习内容，适时提供实验器材零配件，利用物理DIY实验室平台，让学生设计组装科技小玩具、科技小作品，学生也在不一样的学习方式中感受成功的体验和快乐。

2.拓展型校本课程

（1）体验之旅。每年高一新生入学教育的第一课，便是在学校统一组织下参观物理DIY实验室，接受科学普及教育。神奇的科学实验现象给每一位同学留下了深刻的印象，唤起了他们对科学真理的向往。

（2）观摩之旅。全校同学可以在学校一年一度的科技节及常态开放时间来到物理DIY实验室，通过亲自动手实践，在科学的世界里遨游，亲身体验科学的真善美。

（3）主题之旅。在物理DIY实验室的体验，给同学们此后的高中学习留下了深刻的烙印，使他们在物理课程的学习中不断积极主动地运用所学新知识与物理DIY实验室的实验项目产生联想，产生探究的愿望。于是，一些学有专长的学生通过自主拓展课的方式再次带着问题来到物理DIY实验室，进行专项实验的自主拓展学习。除此以外，部分有志于进一步深入学习物理学学科的学生还可以通过各年级科技社团的形式，进入物理DIY实验室进行有组织的拓展实验。

3.研究型校本课程

物理DIY实验室实验项目既立足于物理教材，又对教材做了进一步的延伸和补充。在带给每一位参与者新奇感受和体验的同时，新的问题和创意便会接踵而至，于是，一个个富有想像力的科学研究课题的萌芽油然而成。在教师组织下，师生共同整理、评价并选择有价值、有意义的创意，或提升到课题层面进行科学实验的研究和探索；或修改后作为中学生发明创意进行专利申报；或制作成科技作品充实到物理DIY实验室中，促进了物理DIY实验室研究型课程内容的不断丰富和发展。

如今，走进物理DIY实验室，首先映入眼帘的是频频出现在“二期教材”、同学们耳熟能详的著名科学家的画像。科学家们潜心于研究、专注于实验的科学态度和追求真理的科学精神，使每一位进入物理DIY实验室的参与者都会经历一次心灵的洗礼和情感的教育；而悬挂在另一侧墙壁上我校科技精英走出物理DIY实验室、走向各类科技竞赛现场的照片又时时激励着新的一批又一批科技爱好者走进充满乐趣的物理DIY实验室，走向神圣而庄严的科学殿堂。

（责任编辑 刘 颖）