Page 19 - 2020年第1期

物理专题

动手 思变 创造

——借助传感器开展学生自主创新实验的“三部曲”

文 | 连 武 汤金波

摘要： 学生自主创新实验是帮助学生建构知识的一种有效手段。传感器的应用，为物理教学中开展自主创新实验
提供了得力的工具。借助传感器进行学生自主创新实验的六字方针“动手”“思变”和“创造”，也是学
生在自主创新实验中实现能力跃迁的三个层次。文章结合案例与视频介绍了三个层次的特征与要义。

关键词：自主创新实验；传感器；思维；数字化实验

苏霍姆林斯基说：如果一个学生到十二三 在自主创新实验中能力跃迁的三个层次。
岁还没有自己的兴趣和爱好，教师就要担心他
一、动手出乐趣
将来成为一个平平庸庸的人。我国当前初中教
学现实状况是学生“被教育”“被学习”的现 手巧方能心灵，我们应该让学生在动手中丰
象普遍存在，学生对学习缺乏兴趣和主动探究 富智慧，在玩中体会物理学科的魅力，玩出学习
的欲望。建构主义者主张，人对于客观世界的 物理的乐趣。初中对磁场强弱不做要求，更没有
理解和赋予的意义是以自己的经验为基础来建 对磁流体的知识介绍。一次偶然的机会，学生刘
构的，每个人的经验世界是用自己的头脑创建 ×× 了解了磁流体，并对其产生了兴趣，产生了
的。学习不是由教师把知识复制给学生的过程， 借助传感器研究磁流体磁场强弱与温度关系的念
而是学生自己建构知识的过程。按照建构主义 头。我们鼓励他动手验证自己的想法，于是有了
的观点，教学应真正体现“以生为本”，而作 下面的案例。
为物理教师，首要任务是为学生创设合适的问 【案例１】磁流体磁场与温度的关系
题情境，让学生通过容易理解的事实材料和内 实验准备：磁流体、小玻璃瓶、酒精灯、烧杯、
容丰富的体验活动，加深对物理知识的理解， 铁架台、石棉网、磁场强度传感器、温度传感器
从而建构物理知识。学生自主创新实验活动正 实验操作：
是基于学生的生活经验，通过丰富的体验、实 1. 把磁流体（3 ～ 4 mL）倒入小玻璃瓶，
践等活动帮助学生建构知识的一种有效手段 [1] 。 再用特制的甘油倒满玻璃瓶。把磁场强度传感器
数字传感器作为一种新工具和新技术，更是为师 用胶带绑在小玻璃瓶外侧。注意：传感器探头的
生开展自主创新实验锦上添花。正如荀子在《劝 最前端与黑色的磁流体处于同一高度。
学》中所言：“假舆马者，非利足也，而致千里； 2. 往烧杯倒适量清水并放在铁架台上，再
假舟楫者，非能水也，而绝江河。君子生非异 用夹子夹住装有磁流体的小玻璃瓶浸泡在水中，
也，善假于物也。”传感器的出现，为教师善 然后把温度传感器的探头竖直插入磁流体中（如
假于物提供了得力的工具。笔者结合实践经验， 图 1）。
总结出借助传感器进行学生自主创新实验的“三 3. 用酒精灯给烧杯加热，观察温度与磁场强
部曲”：动手、思变和创造。它们代表了学生 度的图像。

2020 年第 1 期 中小学数字化教学 | 17