新高考背景下高中物理實驗教學(xué)的實踐研究

陳宇梅

摘 要：隨著全面推進素質(zhì)教育，我國高考制度有了相應(yīng)變化。同時，新高考對高中物理教學(xué)提出了新要求。為適應(yīng)這一變化，教師可采用實驗教學(xué)的方式，引導(dǎo)學(xué)生在實驗中思考，提高物理課程的效果和學(xué)生綜合分析能力?；诖?，本文從新高考模式出發(fā)，針對高中物理實驗教學(xué)策略進行探析，以供參考。

關(guān)鍵詞：新高考；高中物理；實驗教學(xué)；意義

物理是高中生需要掌握的一門學(xué)科知識，有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新的科研精神。為此，教師在進行具體的教育活動時，可以采用各種行之有效的策略，對學(xué)生的學(xué)科成績進行全方位的提升。在高中物理的教育過程中，實驗是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而實驗也是幫助學(xué)生更好地理解和掌握課程內(nèi)容的一種主要方式。所以，教師可以結(jié)合新高考模式的特點，合理地設(shè)計物理實驗的基本過程和方法，引導(dǎo)學(xué)生進行自主實驗，從而培養(yǎng)他們的物理實驗操作能力。

一、新高考背景下高中物理實驗教學(xué)的意義

（一）有利于提高學(xué)生的物理思維能力

物理的內(nèi)容具有抽象和復(fù)雜的特征，因此，教師必須要在實際的工作中，領(lǐng)悟物理現(xiàn)象中的深層奧秘。在實際操作過程中，通過對每個環(huán)節(jié)的實際操作，將知識進行串聯(lián)，從而使學(xué)生對有關(guān)的內(nèi)容有更為系統(tǒng)的了解[1]。只有這樣，學(xué)生才能用正確的思維方式對實驗現(xiàn)象進行分析，并由實驗現(xiàn)象推導(dǎo)出正確的實驗結(jié)論。而且能夠在以后的學(xué)習(xí)和生活中，充分地利用自己的物理思維來解決問題，從而將物理知識融入現(xiàn)實生活中去。

（二）有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

在新一輪的教學(xué)改革中，教師要把學(xué)生放在“主體性”地位。所以，實驗教學(xué)能夠讓學(xué)生在全過程中，根據(jù)自己的理解和安排，進行具體的實施，這種教學(xué)方式能夠很好地符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要和個性化的特點。在學(xué)生主動解決實驗中出現(xiàn)的問題的時候，能夠有效發(fā)揮自身的主觀能動性，通過自主思考，從而對物理知識學(xué)習(xí)有了新的認識。

（三）有利于增強物理課堂趣味性

在高中物理課堂教學(xué)中，單純的物理知識的講解往往會使課堂變得枯燥。而在實驗教學(xué)理念的浸潤下，學(xué)生能夠按照自己的興趣，對物理現(xiàn)象展開實驗。這種方式既能增加物理課堂的趣味性，又能提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，讓每個學(xué)生都能主動地參加到學(xué)習(xí)和交流中去。

（四）有利于落實物理學(xué)科核心素養(yǎng)

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)在物理教學(xué)中具有十分重要的作用。各種類型的物理實驗，具體形象地展示了物理知識的形成和發(fā)展過程，強化了學(xué)生的感知和體會，使學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)活動中來，拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)知識的深度和廣度，加強了物理學(xué)與生產(chǎn)生活的聯(lián)系。在實驗教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)過了一系列的動手、動筆、動口、動腦等活動，體驗物理知識在實際問題中如何得到應(yīng)用，提高學(xué)生的聯(lián)想能力和想象能力，提高學(xué)生“透過現(xiàn)象抓本質(zhì)”的能力，從而建立起形象思維與抽象思維之間的聯(lián)系[2]。在高中物理教學(xué)中對實驗課堂進行有效改革，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力對教學(xué)模式進行創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生參與到物理課程的學(xué)習(xí)過程中，提高教學(xué)效率，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、新高考背景下高中物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

在高中物理實驗教學(xué)中，我們可以發(fā)現(xiàn)其中存在諸多問題。比如：由于教學(xué)進度壓力等原因，許多學(xué)校的實驗內(nèi)容過于單一，缺乏差異化，不能夠充分發(fā)揮實驗在知識教學(xué)中的作用，影響學(xué)生對物理知識的深入理解和實際應(yīng)用；許多學(xué)校的實驗室設(shè)備落后且老化，甚至有些學(xué)校沒有足夠的實驗場地，這給物理實驗教學(xué)帶來較大的困難，限制了學(xué)生接受更廣泛知識內(nèi)容和加強實踐能力的機會和發(fā)展空間；由于實驗裝置本身的危險性以及學(xué)生的安全意識不足，很容易在實驗中出現(xiàn)事故，造成學(xué)生受傷或財產(chǎn)損失，這不僅對學(xué)生健康造成威脅，還可能影響到他們對物理學(xué)科的興趣和信心；在一些地區(qū)，教師對物理實驗內(nèi)容的了解和掌握水平不同，有些教師工作經(jīng)驗不足、實驗操作技能補充不足、教學(xué)方法過于呆板等，導(dǎo)致實驗教學(xué)效果不佳，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高實驗調(diào)查和思考能力。由此可見，在新高考改革背景之下，我們需要針對高中物理實驗教學(xué)進行深度探究，不斷分析如何優(yōu)化物理實驗的引導(dǎo)方式，充分促進學(xué)生獨立學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

三、新高考背景下高中物理實驗教學(xué)的策略

（一）組織實驗活動，引導(dǎo)學(xué)生自主探究

學(xué)生是物理實驗教學(xué)中的主體，在教學(xué)中要實現(xiàn)對學(xué)生的有效培養(yǎng)，需要積極引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究，激發(fā)學(xué)生的實驗熱情，提高物理實驗的探究積極性，促進學(xué)生的有效培養(yǎng)。學(xué)生學(xué)習(xí)“打點計時器測速度”這部分知識時，首先，引導(dǎo)學(xué)生簡單復(fù)習(xí)了與本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的知識，為學(xué)生講述了打點計時器的計時原理，為提升實驗教學(xué)效率奠定了基礎(chǔ)。其次，將學(xué)生劃分成了學(xué)習(xí)小組，指導(dǎo)學(xué)生對實驗步驟做了分析，安排小組開展了實驗活動，對學(xué)生進行了恰當?shù)闹笇?dǎo)，使學(xué)生懂得了如何用描點法描繪物體的速度—時間圖像，且在這一過程中培養(yǎng)了學(xué)生合作與交流的能力。最后，做了實驗活動總結(jié)，讓學(xué)生談?wù)摿藙邮植僮鲗嶒灥母惺堋＿@樣，通過重視實驗教學(xué)，使學(xué)生感受到了實驗在物理學(xué)習(xí)中的重要性，從而培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力，以及敢于創(chuàng)新和實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，充分實現(xiàn)了高中物理課堂教學(xué)效率的提升。

（二）使用先進教學(xué)工具，提高實驗教學(xué)效率

使用虛擬實驗軟件。虛擬實驗軟件是指通過計算機模擬實驗過程，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進行實驗操作和數(shù)據(jù)處理，以達到類似于真實實驗的效果。使用虛擬實驗軟件可以解決實驗設(shè)備不足、實驗條件不充分、實驗安全問題等一系列實驗教學(xué)中的難題[3]。同時，虛擬實驗軟件還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的實驗熱情，增強學(xué)生的實驗?zāi)芰蛯嶒炈季S。常用的虛擬實驗軟件有PhET、LabVIEW、Easy Java、Simulations等。

使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過互聯(lián)網(wǎng)將各種物品連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和信息交互[4]。在實驗教學(xué)中，可以通過將實驗設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)相連，實現(xiàn)實驗設(shè)備的自動化控制和數(shù)據(jù)采集，從而提高實驗的精度和效率。同時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以實現(xiàn)遠程實驗教學(xué)，讓學(xué)生在家中就可以進行實驗操作和數(shù)據(jù)處理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，需要借助傳感器、控制器、通信模塊等設(shè)備。

（三）創(chuàng)建實驗情境，引入物理概念

開展實驗情境式的教學(xué)是新課程改革中的一個重要方面，它對激發(fā)學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣和熱情起到了很大的作用，并且還可以很好地呈現(xiàn)知識形成的過程，而物理實驗最大的特征就是生動形象。因此，教師要將情境式教學(xué)引入到課堂中去，以此來激起學(xué)生的好奇心和求知欲，充分發(fā)揮他們的主觀能動性，讓他們能夠更集中、更認真地進行物理知識的學(xué)習(xí)。

在講授“超重和失重”的物理概念之前，教師可以通過一個小實驗來激發(fā)學(xué)生的興趣。首先，教師需要準備一張質(zhì)地較好的白紙、一根細鐵線、彈簧測力計以及可以固定鐵線的支架。將鐵線的一端固定在支架上，使鐵線自然垂下。接著，把白紙折疊成一個紙環(huán)，穿過鐵線，使紙環(huán)懸掛在鐵線下方，并保持平衡狀態(tài)。教師可以先向?qū)W生展示這個裝置，并邀請兩位學(xué)生上前，讓他們用兩根手指分別夾住白紙的兩端。接著，教師可以讓學(xué)生嘗試猜測，如果他們同時向下拉白紙，鐵線將會如何移動。學(xué)生可能會直觀地認為鐵線會向下移動，因為他們正在向下拉紙。然而，當學(xué)生實際進行操作時，他們會驚訝地發(fā)現(xiàn)，盡管他們向下拉紙，但鐵線并沒有被拉下，反而白紙在鐵線處被撕裂。這個現(xiàn)象立刻引發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲。此時，教師可以提出問題：“為什么白紙會在鐵線處撕裂，而不是鐵線被拉下呢？”通過引導(dǎo)學(xué)生思考這個問題，教師可以逐漸引出超重和失重的概念。

為了進一步加深學(xué)生對這些概念的理解，教師可以利用彈簧測力計進行進一步的實驗。首先，將彈簧測力計固定在支架上，然后將鐵線掛在彈簧測力計的掛鉤上。接著，教師可以進行勻速或變速滑動實驗，讓學(xué)生觀察彈簧測力計示數(shù)的變化。在實驗過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生注意觀察彈簧測力計的示數(shù)在不同運動狀態(tài)下的變化，并解釋這種變化與超重和失重現(xiàn)象的關(guān)系。通過這種方式，學(xué)生可以更加直觀地理解超重和失重的物理原理。

（四）結(jié)合生活實驗，加強理論聯(lián)系實際

物理是一門應(yīng)用性較強的科學(xué)，其知識與生活密不可分。所以，更多地了解物理知識和規(guī)律，并在實踐中應(yīng)用這些知識來解決問題，是學(xué)習(xí)物理課程的一個重要目標。在開展實驗教學(xué)的時候，教師可以與生活中的案例進行實驗?zāi)M，從而激發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生能夠在實踐和理論之間相互聯(lián)系、相互促進。通過將物理知識與日常生活緊密結(jié)合，教師可以讓學(xué)生深入了解物理知識的實際應(yīng)用，從而提高學(xué)生對物理的興趣和學(xué)習(xí)積極性[5]。

例如：在進行“光的反射與折射”教學(xué)時，教師通常會引導(dǎo)學(xué)生通過實驗來感性認識光的折射和反射現(xiàn)象。而對于光的折射問題，教師則可以在適當?shù)臈l件下，通過一些簡易的實驗來指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。例如：在教室里，教師把一支鋼筆或一雙筷子傾斜地放進一個盛有水的罐子里，然后讓同學(xué)們觀察鋼筆或一雙筷子在水中劃過時是否會出現(xiàn)“折曲”的現(xiàn)象。通過這種形式的實驗教學(xué)，學(xué)生不僅能夠直觀地感受到光的折射現(xiàn)象，還能夠深入理解光線在兩種介質(zhì)之間傳播時的規(guī)律。類似地，在進行光的反射教學(xué)時，教師可以借助一面鏡子以及一根圓珠筆或筷子來進行實驗演示。當學(xué)生拿著一支圓珠筆或一雙筷子站在鏡子面前時，他們在鏡中所見的一支筆或一雙筷子都沒有彎曲，這就是光反射現(xiàn)象。通過實驗?zāi)M的方式，學(xué)生不僅可以體驗到光的反射現(xiàn)象，還可以了解光的傳播規(guī)律和相關(guān)物理量的定義。

再如：教師在教授“導(dǎo)體電阻率的測量”這個實驗時，就可以采用生活化的物理實驗教學(xué)。在這個過程中，教師可以搜集各種生活中常見的導(dǎo)體，如各種金屬、各種溶液等，然后在課堂上為學(xué)生進行演示，將導(dǎo)體電阻率的測量方法教授給學(xué)生，在此基礎(chǔ)上，為學(xué)生布置生活化的實驗任務(wù)，讓學(xué)生在課下運用所學(xué)的實驗方法，測量一種生活中常見導(dǎo)體的電阻率，然后上課之后分享經(jīng)驗，交流心得。通過這樣的方式，就將學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)代入到了現(xiàn)實生活中，在生活中運用了實驗知識，有效提升了教學(xué)效果。

（五）運用翻轉(zhuǎn)課堂，增強學(xué)生實驗學(xué)習(xí)能力

物理實驗教學(xué)重在實踐，只有讓學(xué)生親身實踐，才能使學(xué)生在動手動腦中，增強實驗學(xué)習(xí)的能力[6]。因此，在實驗教學(xué)中，教師還應(yīng)當積極開展翻轉(zhuǎn)課堂，轉(zhuǎn)換師生地位，讓學(xué)生親自動手開展實驗，以此來獲得親身體會，使實驗學(xué)習(xí)能力得到增強，為實驗教學(xué)的順利開展奠定基礎(chǔ)。

比如：教師在教授“驗證機械能守恒定律”時，就可以運用翻轉(zhuǎn)課堂開展教學(xué)。在這個過程中，教師要對學(xué)生進行引導(dǎo)，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，自主設(shè)計實驗，自主開展實驗，在這樣的過程中，學(xué)生不管是對所學(xué)理論知識，還是實驗教學(xué)內(nèi)容，都會有一個深入的理解和體會，在親身實踐中增強實驗學(xué)習(xí)能力，促進實驗學(xué)習(xí)的發(fā)展與進步。

（六）運用多媒體，增強實驗教學(xué)的趣味性

興趣激發(fā)動力，學(xué)生只有實驗學(xué)習(xí)興趣濃厚，才會積極學(xué)習(xí)，特別是新高考改革以來，更強調(diào)讓學(xué)生認識到學(xué)習(xí)不僅僅是為了考試，更是學(xué)會知識運用，是為了提升學(xué)生綜合素養(yǎng)[7]。因此，教師在實驗教學(xué)中，就要以新高考的理念為依據(jù)，對實驗教學(xué)模式進行優(yōu)化完善，通過多媒體教學(xué)的積極運用，轉(zhuǎn)變以往口授加演示的實驗教學(xué)方式，以此來將學(xué)生實驗學(xué)習(xí)的興趣調(diào)動起來，使學(xué)生全身心投入實驗教學(xué)當中，從而促進學(xué)生實驗學(xué)習(xí)[8]。

比如：教師在教授“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時，教師可以先上網(wǎng)搜集一些日常生活中車禍的視頻，然后用多媒體為學(xué)生播放，讓學(xué)生分析這些車禍發(fā)生的原因，看看學(xué)生是否能夠總結(jié)出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，教師用多媒體為學(xué)生演示加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗動畫，在動畫效果的吸引下，學(xué)生就會將注意力集中到實驗學(xué)習(xí)中，感受實驗學(xué)習(xí)的樂趣，并且在直觀生動的演示下，學(xué)生就能對三者的關(guān)系有一個深入而明確的理解，從而使實驗教學(xué)的效果得到有效提升。

結(jié)束語

總而言之，實驗是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)，是落實物理課程目標、全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，也是物理課程改革的重要資源。教師必須緊密結(jié)合新高考的要求，對實驗教學(xué)不斷創(chuàng)新，依靠科學(xué)的教學(xué)策略激發(fā)學(xué)生興趣，提升實驗教學(xué)效率，確保學(xué)科核心素養(yǎng)的培育，促進學(xué)生全面健康發(fā)展。

參考文獻

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