基于新高考背景簡析高中物理實驗教學的優(yōu)化實踐

摘 要：《普通高中物理課程標準》（2017年版2020年修訂）提到：“在高中物理課程中，應注重科學探究，尤其應注重物理實驗，這在培養(yǎng)學生的探究能力和科學態(tài)度等方面具有重要地位?！蔽锢韺嶒炇歉咧形锢斫虒W中的重中之重，是學生物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的有力載體，值得引起高度重視。尤其是在新課改和新高考持續(xù)推進的背景下，對物理實驗教學提出了更高的要求，如何優(yōu)化物理實驗教學，引領學生積極參與物理實驗，形成良好的探究能力以及科學態(tài)度，是當前廣大教師亟待解決的一項課題。文章圍繞上述課題，重點從四個角度探討新高考背景下高中物理實驗教學的優(yōu)化實踐路徑，以期為物理實驗教學改革創(chuàng)新提供有益參考。

關鍵詞：新高考；高中物理教學；實驗教學；核心素養(yǎng)；創(chuàng)新

時代在發(fā)展變化，許多新政策應運而生，新高考就是其中之一，給高中教育教學工作提供了新的思路。近年來，各個地區(qū)相繼開啟了“3+1+2”模式，即國家統(tǒng)一高考語文、數(shù)學和英語三門科目，學生自主選擇普通高中學業(yè)水平選擇性考試3門科目。這就意味著以往的文理分科模式被打破，物理成為一門選擇性考試科目。在新高考背景下，物理試卷的命題方式、考查內容等都發(fā)生了一定的改變，增設了不少實驗類考題，對學生實驗操作等方面提出了更高的要求。教師作為學生物理學習中的引路人，要肩負起自身的職責，在牢牢把握新高考政策要求的前提下，積極改革和創(chuàng)新實驗教學方式，力求構建高質量實驗課堂，讓學生的實驗操作、創(chuàng)新思維等得到更好的發(fā)展，從而更好地應對新高考的機遇和挑戰(zhàn)。那么，教師可以從哪些角度切入，助推物理實驗教學的優(yōu)化呢？具體如下：

一、創(chuàng)設生活情境，激發(fā)探究興趣

《普通高中物理課程標準》（2017年版2020年修訂）指出：“創(chuàng)設情境進行教學，對培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)具有關鍵作用?！鼻榫辰虒W法是新時期較為推崇的一種教學方法，有利于引發(fā)學生的態(tài)度體驗，促進學生知識理解以及心理機能的發(fā)展。基于新高考背景的高中物理實驗教學，不論是教學設計還是教學實施環(huán)節(jié)，教師都應當注重情境的創(chuàng)設，為學生物理實驗探究能力以及科學探究發(fā)展提供助力[1]。知識源于生活，又回歸于生活。教師可以根據學生的日常生活經驗、已有認知水平以及身心發(fā)展規(guī)律等，選取學生喜聞樂見的生活元素，將其滲透到物理實驗教學中，為學生創(chuàng)設良好的生活情境，讓學生在熟悉的環(huán)境下展開實驗探究。這樣一來，不但有利于引發(fā)學生的實驗探究興趣，加強學生對物理知識的理解以及實驗技能的掌握，還能夠令其切實感知到物理在現(xiàn)實生活中的價值，更加喜歡、熱愛物理，在后續(xù)物理探究中表現(xiàn)出更強的自主性、積極性和創(chuàng)造性。例如：在教學“牛頓第一定律”時，教師從學生熟悉的人物入手，拋出話題：“經過系統(tǒng)的物理學習，想必大家對亞里士多德和伽利略都有了一定的了解，大家對亞里士多德有哪些印象呢？”因為初中的學習，不少學生對亞里士多德的評價都是負面的。教師不必直接評判對錯，而是可以引導學生了解伽利略對亞里士多德的評價，明確伽利略并未對亞里士多德表示鄙夷，而是對其著作表示贊成。亞里士多德的著作中提到了“有力才有運動，力撤去運動就停止”的結論，教師可以從這一點入手，通過日常生活中的事物來演示實驗：在講臺上，教師用手推動黑板擦，從靜止開始慢慢向前運動，撤去推力，黑板擦立刻停止運動。接著借助信息化設備呈現(xiàn)“力是維持物體運動的原因”，引申出伽利略對這一結論的研究：“同學們，你們覺得亞里士多德的這個結論正確嗎？我們不妨來做一個實驗?！苯處熇^續(xù)進行實驗演示：一個小車靜止在水平面上，手用力推，小車運動起來。在這個過程中，教師的手扶著，一邊推一邊解釋，手松開，小車慢慢停止。需要注意的是，為了呈現(xiàn)出更好的效果，教師在演示時要用力些，保證小車運動一段時間后停止。演示完畢后，教師可以引導學生：“同學們，當老師用力推的時候，小車運動；當老師把手松開時，小車停止。亞里士多德的結論是對的呀！有力小車運動，當力撤去時，小車停止?！辈⒔柚畔⒒O備呈現(xiàn)四個大字——“生活習慣”，適當引申：“其實呀，在我們的日常生活中，類似上述實驗的現(xiàn)象是非常多的，長時間以來，我們的經驗是要讓物體運動，就要對其進行推或拉，只要停止推拉，那么物體也會停止運動。在幾千年前，亞里士多德在生活中觀察到了這些現(xiàn)象，因此憑借自己的感覺得出了這個結論?！蓖瑫r呈現(xiàn)亞里士多德的相關圖片和結論。此時，有的學生提出了自己的發(fā)現(xiàn)，即小車運動了一段時間后才停止運動。教師可以先肯定學生的發(fā)現(xiàn)，再告知學生伽利略正好也注意到了這個問題，并悟出了一個道理，即在地球上，任何物體的運動都無法避免摩擦力和空氣阻力的影響，物體之所以最終會停下來，主要是由于摩擦力的作用，因此力并非維持運動，實際正相反，摩擦力是物體減速的原因。教師借助信息化設備展示伽利略一部分的結論，并引導學生深入探究：“伽利略得到了‘摩擦力導致物體停止運動’這個結論，但他并沒有停止研究，而是繼續(xù)探究：失去了摩擦力后，物體會如何運動呢？”通過這樣的方式，為學生演示生活中較為常見的現(xiàn)象，引申出本節(jié)課的重點內容，讓學生產生強烈的探究興趣，在興趣的驅動下開展深入探究[2]。而且，這樣也使得學生不再誤會前人及其研究結論，學會以正確的眼光來看待事物。

二、組織合作探究，促進優(yōu)勢發(fā)展

“自主、合作、探究”是新時期較為推崇的學習方式?；谛赂呖急尘暗母咧形锢韺嶒灲虒W，教師要明確和尊重學生的主體地位，多給學生創(chuàng)造實驗探究的機會，讓學生真正參與其中，成為物理學習的主人[3]。當然，在學生實驗探究環(huán)節(jié)，教師要注重對學生的引導和點撥，鼓勵學生積極交流、溝通，通過小組合作的方式來完成學習任務，鍛煉問題解決、團結協(xié)作、數(shù)據分析、反思評估等能力，為全面發(fā)展保駕護航?！疤焐也谋赜杏?，千金散盡還復來?！逼鋵?，每個人往往都有自己的閃光點，每個人都有其價值。如：有的人擅長動手操作，有的人有著較強的實驗方案設計能力，有的人則能夠較好地處理實驗數(shù)據……在物理實驗教學中，教師可以根據學生的實際情況，對學生進行科學劃分，形成若干個小組，讓學生以小組為單位展開實驗探究，這樣有利于其優(yōu)勢、特長的發(fā)揮，并令其及時發(fā)現(xiàn)自己的短板和不足，積極改正不足、發(fā)揚長處，實現(xiàn)原有基礎上的進步和提高。例如：在教學“實驗：驗證機械能守恒定律”時，教師就在把握學生基本情況的前提下，將其合理劃分為不同的小組，并為各個小組安排了探究任務，讓學生以小組合作的方式展開探究，共同完成探究任務：1.如何有效改變功和測量功？2.如何準確測量出小車的速度變化？對于任務1，要求學生就“實驗中小車受到的摩擦力需要被平衡，如何做到這一點呢？”進行思考；對于任務2，則要求學生重點探究小車運動之間的關系。當學生對探究任務以及要解決的問題有一定的認知后，就要進行實驗方案的設計，為后續(xù)操作做好鋪墊。對于實驗方案的設計，各個小組可以通過交流和討論的方式來進行，也可以進行合理分工，由某位擅長實驗方案設計的組員來完成，其余組員負責監(jiān)督和優(yōu)化。在此基礎上，各個小組在實驗方案的指導下，進行相關操作，完成探究任務，達成探究目標。如此一來，通過小組劃分，讓學生合作探究，有效挖掘和開發(fā)其實驗探究潛能，積極思考、探索，提高物理實驗探究的質量和效率，并從中積累豐富經驗、方法，助推學生物理核心素養(yǎng)和綜合素質良好發(fā)展[4]。

三、巧用智慧平臺，展示特殊實驗

基于新高考背景的高中物理實驗教學，要求教師緊跟時代發(fā)展步伐，合理改進物理實驗教學形式、方法，進一步優(yōu)化物理實驗教學成效?，F(xiàn)如今，各種新一代信息技術，如大數(shù)據、云計算等蓬勃發(fā)展，在各個行業(yè)、領域獲得了廣泛應用。尤其是在教育教學領域，更是成為不可或缺的一部分。在高中物理實驗教學中，教師可以巧妙應用新一代信息技術，為學生搭建智慧學習平臺，創(chuàng)新物理實驗的呈現(xiàn)方式，讓學生獲得不一樣的學習體驗。具體而言，高中階段涉及許多物理實驗，其中有部分難度較大，且難以在課堂上展開的物理實驗，這些實驗影響著學生對物理知識的理解、掌握[5]。為了幫助學生更好地消化課堂所學，教師可以將智慧平臺利用起來，通過生動、直觀的視頻來展示物理實驗，將其具體化、簡單化，促進學生對物理實驗的認知，提高物理實驗教學有效性。例如：在教學“電磁波”時，涉及電磁波特點，赫茲證明電磁波存在的實驗過程、方法以及意義等內容。對學生而言，赫茲的電火花實驗具有一定的安全隱患，且教師也難以在課堂上演示這項實驗。這個時候，教師就可以適當轉變思路，通過智慧平臺來展示這一物理實驗的視頻，讓學生細致觀察視頻畫面，深化對物理實驗內容的理解、掌握。在視頻中，實驗人員用導線連接兩個金屬球和感應圈，當兩個金屬球出現(xiàn)火花時，周邊的電磁場發(fā)生改變，這正體現(xiàn)了電磁場以電磁波的形式在空間中的傳播。當電磁波與導線環(huán)相遇時，會發(fā)出感應電動勢，使得導線環(huán)中間的空隙出現(xiàn)電火花。當學生看到電火花時，就意味著該導線環(huán)接收到了電磁波。其實，肉眼是無法看見電磁波的，學生有了直觀畫面的輔助，通過對導線環(huán)變化的觀察以及磁場變化的判斷，從而得出結論。為了讓學生對電磁波位置變化有更加清晰的認知，教師可以適當編輯、處理視頻，將電磁波的產生、發(fā)射過程標注出來，讓學生明確物理實驗要素，增進學生對物理實驗的理解，對赫茲實驗形成更深刻的記憶。

四、適當引入真題，鍛煉解題能力

高中物理實驗教學中包含了豐富多樣的內容，除了操作實驗器材、探究原理、整理數(shù)據以外，還蘊藏著不少理論知識。在開展實驗教學活動時，教師可以將理論性內容融入其中，增強學生的認知。特別是在新高考背景下，為了幫助學生更好地掌握解決實驗問題的方法，教師可以在實驗教學中滲透高考真題，給學生創(chuàng)造動手操作的機會，讓學生展開實踐，在此基礎上探究物理實驗問題[6]。具體來說，教師可以先給學生演示物理實驗，接著引入相關的高考真題，鼓勵學生展開思考、探究，完成高考真題，并就這個過程中獲得的知識、技能進行整理，深化物理實驗認知。除此以外，教師還可以在學生進行實驗操作的期間引入相關的高考真題，讓學生在真題的引領下，學會留意物理實驗的細節(jié)，明晰解題思路，強化解題能力，在后續(xù)解題中更加得心應手、游刃有余[7]。例如：在教學“測量電源的電動勢和內電阻”時，教師組織學生去實驗室，展開了“電源電動勢和內電阻測量”的實驗，使學生全面深入理解伏安法測量電源電動勢和內電阻的實驗原理，清晰掌握電源路端電壓與電流之間的變化關系，本教學將引導學生嘗試分析測量誤差的來源，并探討在實際測量中如何采取有效措施來減少誤差，從而提高實驗的準確性和可靠性。在實驗結束后，教師可以引入與之相關的高考真題——2022年全國甲卷高考物理真題非選擇題9，要求學生根據題意，將實驗電路的原理圖畫出來，并計算微安表的內阻[8]。上述真題具有一定的難度，許多學生可能會有些不知所措。此時，教師及時伸出援手，引導學生梳理物理實驗中內阻測量、計算步驟，再將物理實驗、真題實驗電路有機聯(lián)系起來，分析二者的差異，在此前提下進行解題，并借助相關實驗器材來進行檢驗，達到鍛煉學生解題能力的目的。

結束語

總而言之，新高考背景下，教師要與時俱進、推陳出新，在高度重視物理實驗教學的基礎上，通過更加新穎、先進的方式來開展物理實驗教學，提高物理實驗教學的有效性，助推學生綜合能力的發(fā)展。具體而言，教師可以從學生生活實際入手，創(chuàng)設實驗情境，使學生生成濃厚探究興趣；組織學生合作探究實驗，有效促進學生優(yōu)勢發(fā)展；巧妙運用智慧平臺，呈現(xiàn)特殊物理實驗；適當引入高考真題，有效鍛煉學生解題能力。如此，實現(xiàn)對物理實驗教學的優(yōu)化、完善，更好地適應新高考改革，更加順利地達成預期的目標。

參考文獻

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[2]林宗英.新高考形勢下高中物理教學模式的轉變與策略[J].數(shù)理天地（高中版），2023（18）：38-40.

[3]邵才龍.“新高考”方案下普通高中物理課程教學的變革與創(chuàng)新[J].基礎教育論壇，2022（11）：100-101.

[4]林秀莉.新高考背景下高中物理教學改革的路徑研究[J].數(shù)理化解題研究，2022（36）：86-88.

[5]朱晉明.核心素養(yǎng)培育下的高中物理實驗探究課堂構建：以“電磁感應現(xiàn)象及應用”為例[J].實驗教學與儀器，2022，39（5）：3-4.

[6]姚小龍.思維碰撞有奇跡 實驗探究出真知：談高中物理創(chuàng)新實驗的任務導向教學研究[J].考試周刊，2022（21）：127-130.

[7]郭丹.核心素養(yǎng)背景下培養(yǎng)高中生物理實驗探究能力的有效方法[J].學周刊，2021（7）：24-25.

[8]袁小娟，楊利勇.核心素養(yǎng)背景下高中物理電學實驗教學改進：以“熱敏電阻阻值特征實驗”為例[J].中學物理教學參考，2022，51（36）：68-70.