打造综合性实验教学平台有效提升学生科学素养——以高中物理实验课程基地建设为例，本文主要内容关键词为：为例论文,基地建设论文,综合性论文,实验教学论文,高中物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理是一门以实验为基础的科学，物理实验是发展和研究物理科学的基本手段，物理实验教学不仅仅是实验技能的传授，更重要的是能培养学生的创造性思维和科学思想，激发科学研究的兴趣，提升学生的科学素养。
为了充分发挥实验在物理教学中的作用，改变物理的教、学方式，优化物理的课程文化，打造开放互动的综合性实验教学平台，我校在江苏省教育厅启动课程基地申报工作之后，积极申报并被批准为首批建设的江苏省物理实验课程基地。此后，学校迅速成立了基地建设领导小组，集科研、教学、装备三条线的力量，大力推进和实施实验课程基地建设，有效提升了学生的科学素养。
一、物理实验课程基地的框架构建
我们首先统一认识，就是建成的课程基地要全面服务于物理课程教学。基地应该成为师生突破教学难点的重要阵地，应该能为学生创造合适的教学环境，利于学生针对教学过程中的概念、规律、原理构建科学的物理模型，应该提供丰富而又有特色的课程资源。基地架构如图1，在纵向向下提供初高中衔接的实验课程资源，向上提供与高中物理衔接的选修、竞赛和大学先修实验课程资源等；在横向提供高中阶段与其他自然学科相联系的拓展实验课程资源，包括英美的高中课程例，如PGA、AP、A-LEVER等课程资源；同时还能提供一些基于探究性或课题研究的新型学习资源，如自制的探究性小实验或现代技术支撑下的实验课程。可见，课程基地是立体的、多维的，基于问题解决的方案的综合性实验教学平台和开放性实验课程资源库。
为此，本着全面、科学而富有创造性的建构思想，我们认为物理课程基地应该围绕一条主线，即物质、物质的结构、物质（物体）的运动和物质（物体）的相互作用，搭建两个平台即实体和虚拟平台；体现三个系列，即物理与科学、物理与技术以及物理与生活的联系；装备四类馆室即基础实验室、媒体实验室、物理技术馆和物理生活体验馆，从而建成以高中物理为主干，并与其他科学、技术、生活紧密联系的综合性的实验课程基地。它将更加有效地促进师生学习物理知识、探究物理规律、形成物理思想、开发物理校本课程。
二、各馆室建设
我们多次举行以课程基地建设为主题的研讨沙龙，通过物理学科内部、理科学科之间、高中与高校专家之间多维思维碰撞，各成员对物理课程基地的理论架构、支撑项目、建设方案等有了进一步的了解和认识，确定建设、健全如下四类馆室：
1.基础实验室
在学校原有的实验设备基础上全面规划好基础实验室，为学生基础模块的实验探究、实验改进、小实验、实验自主学习等提供优质平台。同时，为了满足国际课程和双语选修的教学需求，我们还引进国际高中物理课程要求的实验。从物理学科本身的特征出发，我们还为学生提供专题实验室，如基本单位、基本常量的测定实验，基本模型、基本判据实验等。基地还在中学物理实验的基础上有选择性地向大学普通物理实验延伸，引进高校普通物理部分实验及先进的物理实验设备。同时，开发物理与其他高中理科有联系的综合学科实验仪器。进一步拓展学生学习资源，提升学生的创新意识和创新能力（如表1）。
2.媒体实验室
通过建立以传感器、信息技术、虚拟技术相结合的媒体实验室，让学生的学习效率受益于技术的发展。运用传感器实验学生可以将更多的时间用于思考实验方案、实验思路。虚拟技术的引入，拓展了学生学习时空，为学生提供了菜单式学习，实现了人机互动和个性学习。同时，可以更加真实地体现现代科学研究的情景。从而更进一步提高了学生自主学习的有效性。这也为教师的教学研究和专业成长提供开放的技术平台（如表2）。
3.物理技术馆
在物理技术馆，学生能看到最新的物理科技的进展、应用，如激光技术、低温技术、工程技术、纳米技术、自动化控制等。也让学生体会到物理科技在其他学科、生活领域中应用给我们带来的变化。组织参加与现代科技同步的科技活动，如机器人比赛、“登月舱”的设计与实验等；展示科技产品的内部结构，让学生尝试解释其物理原理，甚至提出改进建议，提高学生对物理科技的兴趣和学习动力（如表3）。
4.物理生活体验馆
生活中有学生感兴趣的大量物理问题或现象，如空中飞人、不倒翁、家庭中新型电器和炊具、公共交通设施、交通工具中的新装置、新型通信工具等，学生渴望亲身体验或寻求有关原理来解释。基地将建立物理生活体验馆，可以将游乐场、杂技团、厨房、车站、码头上的物理情景放到体验馆，让学生能亲身体验，能根据物理原理解释现象，并运用物理原理到实际生活中（如表4）。从而引导学生关注社会、关注生活，将所学物理知识学以致用。
三、课程开发与基地馆室建设同步推进
基地的建设不是硬件设备的简单堆积，而是和课程开发是相辅相成的。我们依据实验课程引领基地建设，同时又依托基地开发精品课程。先根据物理内容和模块功能，在生活、技术、科学等层面分工查找相关资源（如下页表5），集体研究重难点的突破措施和手段，然后再进行整合形成基地实验课程。
1.常态实验课程的建设
根据高中物理课程标准、现行教材、实验报告册等资料，将演示实验、验证性实验、探究性实验、课后小实验等进行整编，编写相关的教材和教程。尽量使常规性的实验丰富多彩，尽量增加探究和生成因素，为师生在教学过程中提供多种解决问题的手段和方法，使常态的实验课程更具有系统性，更符合学生的认知规律，促进学生实验素养的提高。
2.特色实验课程的建设
在编写完善常态实验课程的基础上，我们将高中实验课程进行多维度延伸和拓展，逐步形成具有我校特色的实验课程。首先让高、初中实验能平稳过渡，让初中接触实验较少的学生在高中能有一些弥补或温习的机会；其次编写与大学物理衔接的实验课程和选修实验课程，满足有特别兴趣的学生的探究和研究的需求；再则进行国际高中物理课程建设，让国内高中课程实验与国际高中课程实验互补，满足双语选修实验课程的学生的需要。另外我们还会联系生活、综合其他学科开发相应的课程，体现课程的衔接性、开放性、延展性和整合性。
3.现代技术支撑下的实验课程的建设
技术的发展给我们的实验教学也带来了革命性的变化，媒体实验室和物理技术馆的建设为我们开发现代技术支撑下的实验课程提供了保障。依托媒体实验室，可以在原有实验基础上开发基于数字或虚拟实验的课程，师生共同研究相关的实验器材和教材，让学生在更高精度、更快捷的实验条件下实验；技术馆中的先进仪器或最新技术应用也为学生的课题研究、专题探究提供了技术支持，我们与相关单位一起研究和开发适合中学教学的技术实验课程，让学生早一些了解新技术，如低温、激光、纳米、自动控制等技术的应用。通过相关课程的学习、实践，培养学生物理学习的兴趣，激发学习的热情，形成科学的物理学习方法。
当然，基地建设和实验课程的开发不可能一蹴而就，它们都是相互依靠、分步推进、逐步完善的。可以预见，课程基地的建成和使用一定能够提升学生的科学探究能力，开阔学生的科学视野，激发学生的科学创造力。
四、基地建设后实验课程的效能分析
基地的建设和实验课程的开发对物理教学的效能影响是显而易见的，至少有以下几点：
1.有利于学生自我建构
我们对高中物理知识按课程模块进行了分工梳理，列出了重点、难点等核心内容，让师生共同参与寻找重难点突破的手段、方法，努力从实验探究、活动探究、活动体验、媒体呈现、互动体验等方面找到适合学生自我建构知识的最佳方式、方法。让这种方式、方法以物化的形式进入我们的课程，以增强学生对重难点内容的形象理解和现实感悟，加强学生对课程的深度体验，促进学生对概念的物理模型建立。
2.有利于多维互动学习
师生可以利用课程基地各馆室设施，自行探究或共同开发实验课程资源，也可改进实验仪器和演示设备；通过整合信息技术的交互功能和网络远程教育功能，学生可以进行菜单式自主学习；借助虚拟现实技术，学生可以足不出户感受大千世界的奥秘；在体验馆学生可以体会到物理来源于生活，来源于社会，生活处处有物理。课程基地的建立能让学生在现实的探究实验或生活体验环境和虚拟的交互中自主学习，让学生感受多感官刺激的高效学习，享受学习的乐趣。
3.有利于丰富学习资源
建成后的基地提供的实验课程资源将是多维立体的。它以现行高中课程为基础进行了多维度拓展，提供了丰富多彩的学习资源。我们还将加强与高校的联系，聘请专家为基地的发展作指导，与科研院所等单位合作实现优质资源共享，为不同潜质学生的发展提供个性化学习的选择和帮助，促进学生主动学习、自主学习、探究学习。在基地建设和运行过程中，师生将共同完善校“四五”高效课堂载体——《学程导航》，完善和扩充《物理与生活》、《物理与航天》、《天体物理》、《初高中衔接教材》等校本课程。
4.有利于促进师生成长
课程基地建设为师生的发展提供了重要平台。通过构建教师专业成长发展中心，将会大力提高教师课程实施水平。基地教师团体首先是科研型团队，教研活动开展在基地、学科研究也在基地，以名师支撑基地，以基地生成名师，以教师发展学生。课程基地建设必然立足于服务学生的发展、教师的发展和学校的发展。