1、第 卷第期 年月 物理实验 ，收稿日期：；修改日期：基金项目：广东省教育科研规划 年度中小学教师教育科研能力提升计划项目（）；广东省中小学“百千万人才培养工程”专项科研项目（）；广东省教育科学规划 年度中小学教育科研能力计划项目（）；广东省重点领域研发计划“新一代通信与网络”重大专项（第七批）（）作者简介：谢桂英（），女，广东广州人，广州市荔湾区教育发展研究院高级教师，硕士，从事中学物理教学研究工作 ：通信作者：余耿华（），男，广东兴宁人，广东省教育研究院高级教师，硕士，从事中学物理教学研究工作 ：文章编号：（）中学物理积件实验教学体系的建构与实施谢桂英，余耿华，许桂清（广州市荔湾区教育发展研
2、究院，广东 广州 ；广东省教育研究院，广东 广州 ；华南师范大学 物理与电信工程学院，广东 广州 ）摘要：为适应中学物理课程改革对实验教学的要求，针对当前中学物理实验教学存在的实验器材凌乱化、实验场地传统化、实验课程开发碎片化和实验教学策略单一化的问题，采用积件化的思想，建构了中学物理积件实验室体系、积件实验教学课程体系和积件实验教学育人策略体系，并建立了以实验为中心的物理教学环境，完善和建构了中学物理积件实验教学体系关键词：积件；实验教学体系；育人策略中图分类号：文献标识码：中学物理实验教学现状我国中学物理实验教学体系依附于理论教学，但长期以来中学物理实验教学存在器材凌乱化、实验场地传统化、
3、实验课程开发碎片化和实验教学策略单一化的问题由于实验教学功能没有得到充分体现，导致学生的实验训练存在不足，学生创新能力和实践能力的培养缺失，学生学习物理的兴趣也受到了抑制，因此急需建立以实验为中心的物理教学环境本文基于系列课题的支撑，从 年起开展了中学物理实验教学研究与实践，建构了中学物理积件实验教学体系，为物理教育高质量均衡化发展提供了参考物理积件实验教学体系的建构积件的狭义含义是指积件化教具，由一些最简单、最基本的元件或实验器材组成，如同积木可积可散、可添可插，具有高度的适应性和灵活性，可根据需要自由拆分和重组，具有多样性和多维性的特点本文中积件的含义是指用积件化的思想建构中学物理实验教学
4、体系，如图所示本文的积件是指具有相对独立教学功能、学习功能、教学示范功能和教学研究功能的实验资源，也可以是条件性实验资源，还可以是素材性实验资源积件实验资源具有相对性、独立性、组合性、示范性和研究性的特点中学物理积件实验教学体系是基于高等院校、教研机构和学校一体化的上下贯通、左右联动的学术共同体（创新学术团队），用积件化思想将积件实验器材库、积件实验室体系、积件实验课程体系、积件实验教学育人策略体系和中学物理积件实验评价体系，按一定的顺序和逻辑像堆积木般建构而成该体系的每个部分，例如积件实验室体系也是由更小积件（例如常规实验、实验室、人工智能实验等）建构而成可根据需要自由拆分和重组，符合 年
5、关于加强和改进中小学实验教学的意见 中“实验教学要完善实验教学体系、创新实验教学方式、规范实验教学实施、提高教师实验教学能力、保障实验教学条件、健全实验教学评价机制、加强实验教学研究与探索和强化实验教学安全管理”的精神图中学物理积件实验教学体系 创建中学物理积件实验教学创新学术团队创建的中学物理积件实验教学创新学术团队和相应的教学流程如图所示该团队由学生、师范生、中学教师、教研员和大学教师这些积件组成，积件间相互联结的纽带是实验教具的改进创新和教学应用积件间的相互作用能够推动实验教学体系的完善，实验教学方式的创新，教师和未来教师（师范生）实验能力的增强，实验教学评价体制的健全，以及实验教学条件
6、的优化，最终能够落实学生物理学科核心素养的培养中学物理积件实验教学体系形成的“大学、教研部门与中学协作共同体”开发和利用机制创建了培育师范生的孵化基地，促进了教学体系的可持续发展（）创新学术团队（）教学流程图中学物理积件实验教学创新团队和教学流程积件间可以两两相互作用，也可以根据实际需要进行多积件组合，实践证明：“大学、教研部门与中学协作共同体”的开发和利用机制成效显著，具有示范性，对职前、职后的物理教师教育具有实际指导意义以广州市荔湾区教育发展研究院为研发基地，建立了由大学教师专家引领、省市区教研员指导、一线骨干教师和学生（中学生、师范生）行动实践的分工合作与协同创新的研发机制，形成了中学物
7、理积件实验教学创新学术团队的行动研究模式，如图所示该模式中的创作灵感一般来源于经验丰富的一线骨干教师，然后在大学教师和教研员的理论指导下，帮助教师将创新想法变为物理实验第 卷创新作品，再通过各层次教研活动的“同课异构”等方式进行打磨，以优化演示实验教学，并让学生在参与实验的活动中增长知识、提高能力，最终提升学生的核心素养图中学物理积件实验教学创新学术团队的行动研究模式 建构中学物理积件实验室体系中学物理常规实验器材从整合、改进、创新实验器材到开发积件化教具、建构积件实验器材库，从建立中学物理常规实验室到创新实验室，再到积件化实验流动站，让教室成为流动实验室，成为积件实验室体系的一部分，如图所示
8、图中学物理积件实验室体系 建构中学物理积件实验器材库遵循低成本、高智慧、深探究的原则，提出自制教具的新概念 积件化教具，从常规实验到改进创新实验，通过众多积件组合和拓展建构中第期谢桂英，等：中学物理积件实验教学体系的建构与实施学物理积件实验器材库具体做法如下：）整合常规实验将中学已有的配套物理实验进行收集、分类和整理，可分为物品系列整合和研究方法整合）改进创新实验改进创新过程中要突显高见度、生活化、趣味化和系列化特点）开发积件化教具遵循低成本、高智慧和深探究的原则，提出了自制教具的新概念 积件化教具，开辟了物理自制教具的新方向 建构中学物理积件实验室体系从建立中学物理常规实验室到建立创新实验室
9、，再到建立积件化实验流动站，通过众多积件组合建构中学物理积件实验室体系，并让教室成为流动实验室具体做法如下：）确保常规实验室：落实教育部颁布的学科教学装备配置标准，及时更新教学仪器设备，确保消耗性实验的补充和供给，满足实验教学需要，落实实验管理规程，配置实验室管理员，确保实验室规范、有效管理）建立非常规实验室：在常规实验室基础上，建立创新实验室（例如，教育创客空间、人工智能实验室、实验室和 实验室等），并开放实验室，以方便学生利用课余时间通过独立或小组合作方式开展实验探究）开发积件化实验流动站：将教室一角改造成积件化实验流动站，轮流摆放若干实验组件，学生通过独立或小组合作的方式利用实验组件制定
10、方案、开展实验探究、完成研究报告，不同班级的实验器材和实验报告可以流动和交换，从而实现每间教室都是流动实验室，每个学生都是实验员、教师和评价者，让实验教学得以升华 建构中学物理积件实验教学课程体系在落实国家基本课程的基础上，开发了从学校到地区，从学生到教师，再到师范生的中学物理积件实验教学课程体系，如图所示具体做法如下：）落实国家基本课程国家基本实验课程是实验教学的基础，是落实立德树人的根本任务，是发展素质教育的基石，是实现校本实验课程的前提条件，因此必须夯实基础课程项目组依据教育部制定的中小学实验教学基本目录和操作指南对物理实验进行了分类和整理，并制定了具体的实施方案图中学物理积件积件实验教
11、学课程体系）开发校本课程开发了“中学物理实验器材改进创新”“一带一路 中物理知识鉴赏”“高中物理数字化实验”和“航空模型制作研究”等符合学生特点的校本课程，这些校本课程符合 年 关于加强和改进中小学实验教学的意见中“注重加强实验教学与多学科融合教育、编程教育、创客教育、人工智能教育、社会实践等有机融合，有条件的地区可以开发地方课程和校本课程”的精神）开发中小学教师继续教育课程开发了“中学物理演示实验教学改进创新及有效应用”等中小学教师继续教育课程）开发精品资源共享课程开发了“物理课堂基元（积件）教学视频开发与应用研究”广东省精品资源共享课程）开发慕课课程开发了“中学物理教学设计”的慕课课程，满
12、足了师范生线下和线上混合式学习的需要 建构中学物理积件实验教学育人策略体系建构了如图所示的中学物理积件实验教学育人策略体系，该体系是由实验类型（演示实验、测量类实验、验证类实验等）和实验教学策略（实验闯关教学策略、结构化教学策略、学习环教学策略等）两大积件组成图中学物理积件实验教学育人策略体系物理实验第 卷项目组成员在中学物理实验教学的实践中不断探索和创新，依据教学内容和教学需求不同，提出了多种实验教学策略其中，实验闯关教学策略是以学习进阶理论为指导，以核心概念为主线；以具有思维进阶问题链为小关，以一节课的教学内容的小模块为大关，并采用比赛闯关、自主闯关、合作闯关和对比闯关的方式让学生逐级闯关
13、，实现思维逐级进阶的中学物理闯关教学策略另外，当演示实验较为简单时，可采用实验擂台赛学习策略，具体做法是：教师引导学生以小组合作的方式完成实验设计与制作，然后以擂台比赛的形式进行实验演示与讲解，从而让学生以更加积极、主动、愉悦的心态投入到学习中，以提高学生的学习效率此外，还提出了分析论证能力培养教学策略、知识结构化教学策略和 教学策略等，并借鉴相关文献研究将其他合适的教学策略（例如翻转课堂教学策略、学习环教学策略等）进行了整合应用物理实验教学策略就是个个小的积件，通过众多积件组合就可以建构成中学物理积件实验教学育人策略库教师在演示实验、测量类实验、探究类实验、验证类实验和校本课程拓展实验等教学
14、中，可以在实验教学育人策略库中选择合适的教学策略，并进行积件化实验教学，最终建构成中学物理积件实验教学育人策略体系 建构中学物理积件实验教学评价体系根据不同地区、不同学情和教情，依照公平公正、易实施、易复制的原则，制订了中学物理积件实验操作评价体系，包含学生必做实验课堂教学评价和学生实验操作评价，并以评价为牵引，推进中学物理教学育人方式的改革 学生必做实验课堂教学评价学生必做实验课堂教学评价包含实验教师评价和学生自我评价，教师可根据实验教学评价量表（见表）在课前优化教学设计，课中正确指导学生动手操作，课后及时反思实验教学过程，以提升自身的实验教学能力；课后，学生可根据实验教师的评价，及时反思“
15、设计实验、动手操作、数据处理、总结实验、评价交流”实验全过程，全面提升实验能力另外，学生也可以根据实验教学评价量表在课前进行有效的实验预习，课中进行规范的实验操作，课后及时反思实验过程通过教师对学生的评价和学生自我评价，以多元评价和发展性评价全面促进学生实验能力的提升 基于积件实验的学生实验能力评价上述探讨了针对学生必做实验的课堂教学评价，为了进一步提升广大师生对物理实验的重视，有必要从课标出发，在积件实验教学基础上，针对学生的物理实验能力开展系列评价从评价方式上看，指向学生实验能力的评价主要包括纸笔测试和实验操作考试种方式对于纸笔测试方式，可以充分发挥积件实验的优势，即实验器材可积可散、可添
16、可插的特点，将课标中提及的系列物理实验，通过积件组合的方式，设计成不同的实验试题情境，让学生在通过纸笔方式解决实验试题情境的过程中，模拟体验了参与积件实验的过程结合课标关于实验探究的相关要求，纸笔测验考查的实验能力包括基于观察和实验提出物理问题、猜想和假设、设计实验方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行评估的能力需要强调的是，虽然是采取纸笔测验的方式考查学生的实验能力，但是所有的实验试题情境，都需要来源于真实的积件实验操作过程，确保实验的真实性，这就需要命题者亲历真实的实验探究过程，而后将真实实验素材纳入命题之中，从而避免凭空编造实验试题的问题对于实验操作考试方式，它与纸笔测试形成了良好的互补，能够更好地促进广大师生重视物理实验，并参与到物理实验中建议在期末考试前或者其他相对合适的时间开展，由各区或各校组织小型的物理实验操作考试，考试成绩可以作为对各区或各校学生实验能力的重要评估指标，供管理部门参考在具体实施上，实验操作考试同样可以发挥积件实验的优势，针对课标列出的学生必做实验，设计出一系列可积可散的积件实验任务，学生仅需侧重完成某个或某些实验操
