本书从三方面阐述了“学生课堂自主体验活动”。其一是对“学生课堂自主体验活动”的认识，主要包括该活动的内涵、特征，以及提出的理论、现实基础等。其二是“学生课堂自主体验活动”的方案，主要通过对活动方案的组成、分类来加深对活动方案的认识，同时重点探讨如何开发活动方案。其三介绍“学生课堂自主体验活动”的应用，包含活动应用的意义、原则，以及在教学中应用的示例。附录中列出了一些活动方案以及相关调查问卷,可供教师参考。
当前，在课堂上，从学生的认知特点和情感需求、物理学知识的形成以及现实课堂教学的缺失等方面来看，都应强化课堂的体验活动，强化学生亲历体验的学习过程。本书根据“理论-实践-反思-再实践”的过程深入阐述了“学生课堂自主体验活动” ，其中 “学生课堂自主体验活动方案的开发、应用实践、应用实例和方案集”等篇章，都值得借鉴和推广，可以给教师的教学提供启示和创意。
李沐东,杨浦区教师进修学院物理教研员，中学高级教师，杨浦区学科带头人，区拔尖人才。参与了《发现之路》《体验之翼》两本专著的编写；多篇论文发表在《物理教学》等核心期刊；获得三次“上海市教研员论文评比”二等奖；曾获全国优秀物理教研员称号。
第四章
学生课堂自主体验活动的方案
优良的活动方案是学生课堂自主体验活动在物理教学中应用的前提。在本章我们将对活动方案进行一些必要的认识。
一、 方案要素
为了使活动方案具有可借鉴性、可操作性，则要求尽可能有统一的格式和要素。现对方案的一些要素统一规定如下：
名称：一个适切而又吸引人的名字。
目标：通过活动要达成的目标。
适用章节：即此活动适用于哪一学段、哪一教学内容。
器材：活动所需要的器材。
过程：活动的主要内容以及开展的主要步骤和过程。
说明：完成活动的注意事项，活动设计的原理背景等等。
示例1：
名称：“撕纸游戏——能否一分为三”
目标：通过撕纸游戏，体验、感受质量是物体惯性的量度。
适用章节：高一物理牛顿第一定律
器材：白纸、铁夹
过程：
1. 如图4-1(a)，将一张白纸折成相等的三瓣，沿虚线折痕撕开至距边缘1cm左右。
2. 让同学拿住①、②部分往两边用力将纸撕开，要求学生尽力撕成三瓣（往往极难成功）。
3. 如图4-1(b)，再将一张白纸折成相等的三瓣，沿虚线折痕撕开至距边缘1cm左右。但在中间的一片纸③上夹上铁夹，再拿住①、②部分往两边用力撕纸，则很容易撕成三瓣。
4. 师生共同分析其中的道理，因为铁夹增加了③的质量，使其运动状态不容易发生改变，从而达到一分为三的要求。
说明：撕纸时速度要迅速，铁夹夹在中间③的下端。
通过上述示例，大家对“学生课堂自主体验活动”方案的要素及内容有了初步感受，下面对其中的要素再进行一定的说明。
名称：活动名称要尽量反映活动内容，且是对活动内容高度的提炼。并在此基础上，取一个适切而又吸引人的名字，这也是激发兴趣的一个体现。
目标：体验活动是为了达成课时教学目标而设立的，因此活动目标要从属于课时教学目标。活动目标的撰写也应体现目标的三个维度，为了直指活动的意义，目标应尽量简洁明了，所以可以将三个维度融合在一起进行撰写。
适用章节：注明活动适用的学段，适用的教学内容，为方案的使用精确定位，便于使用和借鉴。
器材：活动所需要的器材尽量详细罗列，并注明规格。
过程：活动的主要内容以及开展的主要步骤和过程，便于方案使用者把握活动要求，从而实现活动成功移植。当然使用者也可以在此基础上进行个性化的发展，在保障活动效果的基础上更贴合实际是最好的。
说明：完成活动的注意事项，活动设计的原理背景等等。特别是活动的一些关键点，只有点明这些关键点才能保障活动的顺利实施，才能更好地发挥活动的效果。
二、 方案分类
为了使方案开发、整理和使用都更有针对性，有必要对方案进行分类。当然按照不同分类标准，有不同的分类。如按照参与的人数来分，可以分为：全体、部分、个别；按照参与者的关系来分，可以分为：独立、合作；按照时空来分，可以分为：课内、课外。还可以按照知识的板块来分、教材的章节来分等等。
由于本课题主要聚焦于课堂，根据课堂展开的次序，同时也体现二期课改新教材提倡的“情境—探究—应用”教学模式的要求，把方案根据作用分为：“引入新课型”“探究规律型”“解决问题型”三类。（具体方案示例请参见本书附录A）
(一) 引入新课型
用在课堂引入部分，起到创设情境引入新课的作用。
学生课堂思维活动分为启动、最佳和疲劳三个阶段。在启动阶段，学生往往注意力不集中，思维活动比较迟缓。针对这一特点，运用学生活动，产生学生意想不到的奇特现象，使新信息的刺激出乎学生已有的认知结构，引起学生的注意，唤起学生的思考，从而造成良好的心理态势和思维环境。
示例2：
名称：“巧断铁丝”
目标：通过完成拉断铁丝这个看似不可能完成的任务，引发认知冲突，激发对将要学习的力的分解知识的兴趣。
适用章节：高中物理力的分解
器材：铁丝、两块铰接的长木板、导轨槽
过程：
1. 出示铁丝，请一个男生上前，用手扯拉铁丝，铁丝拉不断。
2. 将铁丝固定在两个滑块上，用两块铰接的长木板搭一个“人”字形支架，两边分别放在滑块上。请一个女学生上台，在“人”字形支架顶部用手向下按压，铁丝被拉断，如图4-2所示。
前后两种情形的对比，引起学生极大的惊奇，教师可趁机通过“为什么坚韧的铁丝，在借助一个简单的装置后，被一个女生施加一个向‘下’的力就很轻松地‘拉断’了呢？”的设问，引入新课，并激发学生兴趣，将学生的注意力很快地吸引到教学上。
示例3：
名称：“千人跳”
目标：通过安全电击，引起强烈的感觉刺激，也引发认知冲突，激发强烈地找寻答案的意愿。
适用章节：高中物理自感现象
器材：200匝线圈、10~15Ω电阻、干电池若干
过程：
1. 组装如图4-3所示的电路，电感L用变压器的200匝线圈代替，并在线圈两端引出两根裸露的导线。
2. 让若干名同学依次连接在变压器线圈的两端。
3. 闭合、断开电键，让同学感觉。电键闭合瞬间以及稳定后，人没有什么感觉；当断开电键瞬间，人立即感到被电击了（因时间短，通过人体的电量小，不会有危险）。
小小的几节干电池，竟产生如此强烈的电击效果（参与活动的几名同学又惊又叫），出人意料的结果魔术般地吸引着学生。导线间的高压究竟是如何产生的呢？疑问油然而生，教师顺势引入课题。
相关的活动示例还有许多，如《玻意耳定律》一课“吹哈勃瓶”的活动等等。总之，在新课引入阶段的活动应起到如下作用：
引起思维冲突，激发学生强烈的兴趣；
与教学内容紧密相关，能提出要探究的问题。
(二) 探究规律型
用在物理新知识的学习过程中，起到增强直观、加速认知的作用。
物理教学过程是一种特殊的认知过程，在这个过程中学生所要认识的是一种间接的、理性的物理知识，对学生来说认知过程是在已知的基础上建构新知识的过程。这一过程，单靠记忆现成的物理规律是不可能真正掌握，特别是比较抽象的地方，也即我们常说的教学难点，需要让学生在体验和探索的过程中获取知识，降低思维坡度、丰富表象，才能加速学生的认知过程，发展学生的认知能力。
示例4：
名称：“画s-t图像”
目标：通过绘制s-t图像活动，感受s-t图像的产生过程，从而加深对其的理解。
适用章节：高中物理直线运动
器材：白纸、直尺、铅笔
过程：
1. 将一直尺如图4-4垂直搁在白纸条上，并且固定在这个位置。
2. 其中一个同学始终保持恒定的速度匀速拉动白纸，另一个同学使铅笔运动：
1） 较快地沿尺向上匀速运动；
2） 较慢地沿尺向上匀速运动；
3） 先沿尺向上匀速运动，再沿尺向下匀速运动。
匀速直线的s-t图像虽然是运动图像中最简单的一种，但学生在刚开始接触这种描述物理规律的方式时，还是感到比较抽象，在实际教学中也发现学生的理解经常容易出错。而用上述的活动开展教学，展示了图像生成的过程，加强了学生直观体验，加深了他们的理解。
示例5：
名称：“摆波形”
目标：利用图钉摆放各个时刻的波形，体会机械波传播的过程，从而构建机械波传播的图景，理解机械波的传播特点。
适用章节：高中物理机械波的产生与传播
器材：A3纸大小的硬纸板、如图4-5（a）的塑料柄图钉若干、印有如图4-5（b）所示图案的纸张
过程：
1. 将图纸固定在硬纸板上。
2. 将图钉并排地插在图纸的当中的水平线上与竖直线的交点上。
3. 分别排列经过1/4，1/2，3/4，5/4等周期波的图样。
机械波的教学一直是高中物理教学的一个难点，主要是因为研究对象由单个质点向质点群转换，机械波传播的过程和学生的“前概念”有冲突等。学生很容易把波的传播认为是介质中质点的迁移。对于波源的振动与波的传播之间的关系，很多学生容易产生混淆。在传统教学中，教师经过反复讲解和大量的练习，使一些学生记住了结论，但还是没能理解相应的内容。为了学生能在头脑中建立正确的机械波传播的图景，就必须要实现机械波传播过程的固化，将教师的“讲解”
变为学生的“亲身体验”，从而真正实现机械波传播特点的认知。
示例6：
名称：“制作电场线”
目标：通过电场线模型的制作，构建电场线正确的空间模型。
适用章节：高中物理电场
器材：各色橡皮泥、细铁丝
过程：
1. 教师介绍电场线概念及其特点。
2. 根据介绍，制作几种典型的电场（如图4-6所示，点电荷、等量异种电荷电场等）的电场线模型。
3. 交流展示，挑选出正确的制作。
……
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