“雙減”背景下初中物理學生自主創新實驗的教學應用 1、學生自主創新實驗是深度學習的體現。所提倡的學生自主創新實驗,并不要求學生在實驗上做出大的突破,而是注重學生在教師指導下完成創新實驗的過程體驗,激發學生內心的求知欲望。 2、學生自主創新實驗是自主學習的需要。學生自主創新實驗填補了當前物理教育教學的空白。關聯與結構、活動與體驗、本質與發散、拓展與遷移、實際應用也將著力培養學生成為學習的主人。自主創新成為學習的新需求。以人教版八年級物理教材《物理狀態變化》學生自主創新實驗為例,闡述學生自主創新實驗在教學中的應用與思考。 2.1 從現象到本質,形成實驗方案雛形在人教版八年級物理教材第三章《物理狀態變化》復習課上,用所學的六種物理狀態變化方式來解釋生活中的現象,并提出問題:如何在課堂上“制造”云和霧?(1)學生可以通過所學知識的講解和課本內容,解釋云和霧的形成。(2)找出生活中云和霧形成的環境、溫度,思考不同情境下有何相同之處?(3)學生分組完成討論交流,開展活動研究。根據所學知識,云和霧的形成是由于空氣中的水蒸氣在冷卻時放出熱量,液化成小水滴,大量的水滴聚集在一起就形成了云和霧。因此,“制造”云和霧必須滿足兩個條件。一是空氣中水蒸氣較多,二是環境溫度下降較快。
通過討論交流,學生初步形成了實驗方案。引導學生思考,解決過程中出現的問題和困難。根據生活經驗,學生知道沿海地區空氣常年潮濕,春季梅雨季節,墻面、地面都會“出汗”,從南方吹來的空氣攜帶大量水汽。第一個條件容易實現,第二個條件是改變環境溫度。A組學生提出利用冰箱的冷凍室創造低溫環境,老師聽后問現象明顯嗎?實驗后,學生發現打開冰箱的冷凍室會有一縷“白氣”,但容易消散,不持久。B組學生提出可以利用融化吸熱來降低物體周圍的溫度,如果把物體放在潮濕的環境中,能不能創造云、霧?其他組學生提出問題。經過共同分析,大家一致認為,一般物體的融化過程需要較長時間,不足以在常溫下形成低溫環境,必須采用在常溫下能快速升華的物質。最后,兩組學生一致認為“干冰”是一種理想的物質。問題層層深化,充分進行學習。因為有需求,學生就有動力。通過查閱資料,知道“干冰”在常溫下容易升華為氣態二氧化碳,吸收周圍空氣中大量的熱量,導致周圍溫度迅速下降。餐廳里“煙霧繚繞”的海鮮美食,舞臺劇中夢幻般的氣旋,都是由“干冰”制成的。學生演示將液態二氧化碳噴入透氣編織袋中。在噴灑過程中,液態二氧化碳迅速氣化并吸收空氣中的熱量,導致編織袋內溫度下降貝語網校,氣態二氧化碳遇冷升華為干冰。
實驗過程錄像提升口頭表達能力。教師指導學生進行自主創新實驗時,應將實驗過程以“錄像”的形式呈現。錄像不僅展示實驗操作步驟,還需要將步驟用文字表達出來,描述觀察到的現象,表達自己的想法或疑問、改進方法。因此,“邊說邊做”是最好的展現方式。在實驗前期初中物理創新實驗視頻,學生會遇到不同的問題和困難,只有學生能正確、科學地表達自己的想法和做法,學習才真正發生。質疑、提問、猜測、假設有助于自主創新。雖然制作干冰的過程并不復雜,但如何引導學生的思維朝著教師設定的方向發展,是對教師能力的極大考驗。在學生自主創新實驗中,教師可以通過質疑、提問、引導學生猜測、假設等方式,為學生指明正確的學習方向。例如:(1)詢問如何營造低溫環境; (2)詢問二氧化碳在滅火器內的狀態及噴灑后的狀態;(3)猜測干冰在常溫下的儲存及升華過程;(4)假設可以嘗試利用二氧化碳滅火器制作干冰。學習進入高級階段,理化實驗創新成果。在講清楚干冰在常溫下易升華,降低周圍環境溫度后,老師引導學生進一步思考,如何加速干冰升華,創造“快速降溫”的環境?學生自主創新實驗本身就是“不斷做實驗”初中物理創新實驗視頻,在不斷優化實驗的過程中,實驗現象就清晰起來。A、B組學生有很多想法,最有意思的是,學生想到了生活中會給干冰澆水的酒店工作人員,于是學生也想到了嘗試用這種方法。
3 結語學生自主創新實驗是一種教學方法,也是一種理念,在不斷激發學生主觀能動性的前提下,最大程度還原真實的學習過程,教師帶領學生去思考、去實踐,讓學生提升能力,形成科學素養。無論現在還是將來,學科的學習都要從實際問題出發,最終回歸到解決實際問題。學生在自主創新實驗的操作中形成物理概念和思維,并靈活運用到實際生活中,這是學生自主創新實驗等新事物不斷推進的動力源泉。作業是教學過程中的重要環節,是學生鞏固知識、培養能力的重要途徑。在“雙減”背景下,作業質量和數量將非常突出。相信如果將學生自主創新實驗作為學生課后實踐作業,替代書面作業,效果將非常明顯,能有效幫助學生鞏固知識、形成能力、培養習慣。有助于教師及時發現教學效果,改進教學方法,有效發揮作業育人作用。學生自主創新實驗是我們課堂中不可或缺的生成性資源,與傳統的視頻演示實驗相比,具有貼合學生學習實際情況、形式多樣、易于接受等優勢。在對學生自主創新實驗作業《消失的硬幣》進行評價時發現,部分學生在實驗結束后能夠用語言概括實驗,有的學生通過繪制折射光路圖解釋了“消失的硬幣”重新出現的原因。也有學生在講解光的折射時出現“失誤”,將折射過程中的折射光描述為入射光。因此,在學生自主創新實驗過程中,不僅展示了知識理解的應用,還發現了常見的錯誤。教師利用