聚焦“师生共创”，构建物理创新实验模式

【基金项目】省教育科学"十四五"规划 2023年度课题“基于拔尖创新人才培养的高中物理数字化创新实验教学与评价模式研究”，课题编号：FJJKZX23-680。

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2025）07-0031-03

在科技迅猛发展的当下，国家立足于教育、科技、人才“三位一体”，以“学科融合、科教融汇"为导向，大力推动人才的协同培养，拔尖创新人才的培养成为教育领域的核心任务之一。

高中物理作为一门对学生逻辑思维、科学探究能力培养有着关键作用的学科，其实验教学的创新变革迫在眉睫。“师生共创"物理创新实验教学模式的提出，旨在打破传统教学的桎梏，充分发挥师生双方的主观能动性，在实验教学的舞台上共同探索、创造，为培育具有创新精神和实践能力的拔尖人才开辟新路径。

一、“师生共创"教学模式的核心要素

（一）教学共同体的构建

教育理念的与时俱进是教学模式创新的基石。秉持“五育并举"理念，高中物理教学将学科核心素养的四个维度一物理观念与应用、科学探究与交流、科学思维与创新、科学态度与责任贯穿始终。五育并举视角下的高中物理教育应从物理科学思维、科学研究精神、社会科学责任几个角度进行渗透，培养出有责任心、有进取心、有道德感的物理相关领域优秀人才，推动国家的国防、社会生产领域发展。[物理实验教学成为践行这些理念与素养培养的重要阵地。“师生共创"将教师与学生视作紧密融合的二元一体教学共同体。

（二）“四动"教学法的实施

学校物理实验课程所采用的"四动"教学法—“问题驱动一教师引动一多元互动一学生主动”，是构建“师生共创"实验创新教学共同体的关键策略。以鲁科版高二年级“探究光的折射定律"学生分组实验为例，教师首先以问题驱动学生思维，激发学生的好奇心与求知欲。在引动环节，教师通过展示光在不同介质中折射、晶体中双折射等奇妙现象视频，引导学生聚焦实验研究的关键要点，回顾物理学史，并渗透基本的实验方法原理。随后在多元互动阶段，学生分组展开热烈讨论，在充分的互动交流后，学生主动投入到实验设计与操作中，自主加工实验基台和舵机调节器，调整实验装置，测量不同情况下的入射角和折射角，分析数据得出光的折射定律。在整个过程中，师生之间平等交流、共研共创，学生的沟通、交流、协作以及多重感官协调能力得到有效锻炼。

（三）STEAM教育理念的融合

STEAM教育作为一种集科学、技术、工程、艺术、数学多学科融合的综合教育思潮，是一种重实践的超学科教育理念，为物理创新实验教学注人了新的活力。学校学生社团设有天文社，时常在物理老现指导下遨游星辰大海。在“设计并制作简易望远镜”的创新项目中，学生需要运用物理中的光学原理（科学）来确定望远镜的成像原理与光路设计；利用学校激光雕刻机、钣金机、磨砂机等机械，掌握镜片加工与镜筒制作的技术（技术）；考虑望远镜的结构稳定性与便携性等工程因素；注重望远镜外观设计的美观性与人性化（艺术）;通过数学计算确定镜片的焦距、镜筒的长度等参数（数学）。真正的效果是师生共同接受自创器材的误差，但的确通过自制的望远镜把视野扩展得更遥远。STEAM理念下的教育还重视各学科间的深度融合，充分发挥各学科的优势，利用各学科的优势来解决生活中所需要解决的问题。在这个过程中，学生突破了传统物理实验的学科局限，从STEAM教育理念中获得了更为全面和深人的感知与体验，在多学科知识的交融贯通中进行大综合学习，开展实验新探究实践和科技创新创作实践。

（四）基于SOLO分类法的教学评价体系

可观察的学习成果结构简称SOLO分类理论，作为一种评价学生学习质量的认知发展理论，主要用于对学生的学习成果进行考评和分级。[它是基于皮亚杰的认知发展阶段论，为学生自主创新实验能力水平的分级提供了科学依据，从教、学、评相统一的角度看，对学生自主创新实验能力水平按照一定的标准进行分级，有利于教学实施，有助于教师审视学生能力发展的过程，能帮助学生有目标地进阶性提升自身能力。在“师生共创"教学模式中起着不可或缺的评价与反馈作用。本教师研究团队构建的物理创新实验评价App系统，能够及时收集和分析学生在实验过程中的表现数据，教师依据SOLO分类法对评价结果进行深人剖析，将评价与指导紧密结合，通过及时、具体、启发性的信息反馈，引导学生在独立观察、质疑、实验、分析和交流等行动中不断提升自身能力。

二、“师生共创"教学模式在拔尖创新人才培育中的实践探索

（一）激发创新思维：问题引导与情境创设

在“师生共创"的教学情境下，教师承担着极为关键的角色，那便是通过巧妙地创设问题情境，促使学生摆脱思维的桎梏，积极地投身于思考与探索之中。以鲁科版高二年级“探究电磁感应现象"的教学为例，教师展示闭合线圈在磁场中运动的动画后提问：“线圈运动时可能有何现象？怎样用实验验证？”学生积极思考并提出诸多猜想，如有的认为会产生电流，有的提出磁场方向与线圈运动方式会影响结果。教师引导学生设计实验，经讨论形成改变磁场强度、线圈匝数、切割磁感线速度等实验方案。在此过程中，学生创新思维被充分激发，突破教材局限提出独特见解，为后续实验创新筑牢思维根基。

（二）强化实践能力：实验探究与操作体验

物理创新实验教学将学生实践能力的培养置于核心地位。在“师生共创"的教学模式框架内，学生被赋予更多亲自动手操作实验的机会，以提升实验技能与解决问题能力。以“自制探究平抛运动演示仪"为例，教师在讲解平抛运动的基本概念、理论模型以及实验的大致思路后，便放手让学生开展分组实验。学校的3D打印机可以先设计出写喷射水流的出水口形态，并且可以调节出水口的水平角度，方便设置初始条件，背景板可以用亚克力材料在平抛区域背景设置细密网格，精确显示和读取水流平抛运动的轨迹及坐标，再用磁吸的方式在背景板上附着小的钕磁小块。在对实验数据进行处理时，学生们依据平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律，运用数学公式计算出小球平抛的初速度以及重力加速度等物理量，并通过绘制水平位移与时间、竖直位移与时间的关系图像，深入地验证了平抛运动的相关理论。在整个实验过程中，学生们充分锻炼了动手操作能力，学会在遇到各种实验困境时冷静思考、积极探索解决方案，实践能力得到了极大的提升，同时也对平抛运动的物理规律有了更为透彻的理解与掌握。

（三）培养合作精神：小组协作与交流共享

“师生共创"教学模式高度重视多元互动，小组协作是培育学生合作精神的关键环节。在“自制探究动量守恒定律演示仪"实验中，学生分组实验，成员分工明确，分别负责设计与加工零件、装置搭建、数据测量与分析等。实验时，学生团队密切配合，如调整碰撞装置高度和角度时各抒己见，经多次尝试确定最佳条件。当各个小组顺利完成实验之后，紧接着迎来了交流分享的重要环节。在这个过程中，学生们都全神贯注地倾听着其他小组的分享，他们不仅仅是在学习不同的实验方法和结论，更是在学习如何在团队中更好地发挥自身优势，如何与他人协同合作，共同为实现团队的目标而拼搏努力。学生学会倾听他人意见，发挥自身优势，为团队目标共同努力，合作精神得以有效培养。

教学、学习与评价相互统一，助力学生学科核心素养的稳步提升。其三，环境创设：现代技术赋能实验创新环境。借助现代技术手段，自主创设实验创新环境。开发具有图形化编程、模块化设计、低耦合框架的高中系列物理实验平台，该平台有效降低了“师生共创"过程中的技术门槛，让全体师生能够更便捷地参与到实验创新活动中，为物理实验教学提供了有力的技术支撑。

模式构建以六个系列课题链为重要支撑，涵盖共创模式、教学实施、交互环境、校本课程、技术支持、评价策略六个关键切人点展开实践主题研究。通过深人研究与实践探索，构建起“师生共创"实验创新的新模式与新体系。并且，积极与全国包括“宁藏疆"地区以及省、市兄弟学校开展广泛的合作交流，实现成果共享与实践推广，旨在让更多的学校与师生受益于本课题的研究成果，推动物理实验教学在更大范围內的创新与发展。

三、“师生共创"教学模式构建的课堂新生态 四、结论

我们把“师生共创"理念结合于物理实验教学领域，设置了“培养学生开发物理实验创新思维，引导探究实践，推进知行合一，培养拔尖创新人才”的总目标，围绕这一目标，着重解决模式构建、策略引导、环境创设三个核心问题，旨在全面提升物理实验教学的质量与效果，促进学生综合素养的发展。其一，模式构建：打造“师生共创"实验课堂新生态。致力于推动实验教学改革。通过“四动"教学法，构建出实验课堂新形态，打造“师生共创"共同体新教学模式。这种模式强调师生在实验教学中的平等地位与协同合作，鼓励双方共同参与实验设计、实施与反思，从而有效提升师生的动手实践能力与创新思维，实现教学相长。其二，策略引导：高阶思维与探究实践的导航灯塔。着眼于学生实验创新的高阶思维与探究实践，紧密结合新课标与新高考评价体系，深人探索SOLO理论评价体系。通过系统的策略设计，引导学生在实验中深入思考、积极探究，使“师生共创”物理创新实验教学模式通过教学共同体的构建、“四动”教学法的实施、STEAM教育理念的融合以及基于SOLO分类法的教学评价体系，在拔尖创新人才培育方面展现出显著的优势。该模式以自创技术条件为创新实验服务，能够有效激发学生的创新思维，强化学生的实践能力，培养学生的合作精神。在未来的教育教学实践中，教育者应不断探索与完善这一教学模式，充分发挥其在高中物理教学改革中的引领作用，为培养更多适应时代发展需求的拔尖创新人才贡献力量。

参考文献：

[1]陈青妹.五育并举视角下高中物理项目式教学探究[J].中学理科园地，2023，19（2）：29-30.

[2]黄建林.STEAM理念下物理实验教学的实践与反思[J].教学与管理，2021（7）：70-72.

[3]田鑫.基于SOLO分类理论的探究性高中物理实验教学研究与实践[D].汉中：陕西理工大学，2024.