創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué) 促進(jìn)高中學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展

摘" 要" 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是落實(shí)國家課程方案和物理課程標(biāo)準(zhǔn)的必要形式，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力具有重要意義。教育部基礎(chǔ)教育司自2013年起已組織九屆全國中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng)，有力地推動(dòng)了中小學(xué)教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和課程實(shí)踐力的提高，對(duì)加強(qiáng)中小學(xué)科學(xué)教育，在教育“雙減”之下做好科學(xué)教育加法發(fā)揮了積極作用。以第5～9屆說課活動(dòng)由各省市推薦報(bào)送的285件高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課作品為例，分析其分布情況、特點(diǎn)及共性問題，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出意見和建議，期望能為今后參加高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng)的教師提供參考。

關(guān)鍵詞" 高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；核心素養(yǎng)；說課

中圖分類號(hào)：G633.7""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）13-0-06

0" 引言

在國家高度重視人才的大環(huán)境下，國家迫切需要在教育“雙減”之下做好科學(xué)教育的加法，并形成全社會(huì)共同參與的大科普格局，營造全社會(huì)熱愛科學(xué)、崇尚創(chuàng)新的濃厚氛圍，有力支撐科技強(qiáng)國建設(shè)^[1]。物理學(xué)是科學(xué)教育重要支撐學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要地位更加凸顯。實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，是增強(qiáng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)體驗(yàn)性的重要手段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)、達(dá)成必備知識(shí)和關(guān)鍵能力的重要途徑，也是達(dá)成學(xué)科育人目標(biāo)的重要手段。在《教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》（教基〔2019〕16號(hào)）的指導(dǎo)下，科學(xué)教育學(xué)科教師參與全國中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng)（以下簡稱說課活動(dòng)）的熱情日益高漲，各級(jí)教育行政部門和學(xué)校愈發(fā)重視。作為全國性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)教研活動(dòng)，說課活動(dòng)無論從改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法還是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量方面，都發(fā)揮著重要的學(xué)術(shù)引領(lǐng)作用。本文選取第5～9屆說課活動(dòng)中的高中物理作品進(jìn)行簡要分析，以提出高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)建議，研究其創(chuàng)新發(fā)展趨勢。

1" 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課作品分布及分析

1.1" 總體情況

說課活動(dòng)自2013年起至今已成功舉辦九屆。作為一項(xiàng)旨在提高中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平、推進(jìn)實(shí)驗(yàn)改革創(chuàng)新的大型教學(xué)比賽活動(dòng)，說課活動(dòng)為全國高中物理教師搭建了交流學(xué)習(xí)的平臺(tái)，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)方法和實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器提供了改進(jìn)思路，推廣了其應(yīng)用范圍。從入選作品看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng)參賽作品的數(shù)量和質(zhì)量都有提升，逐年優(yōu)化物理學(xué)科育人目標(biāo)的達(dá)成度，具體數(shù)據(jù)如圖1所示。

自第5屆（2017年）至第9屆（2023年）經(jīng)各省份遴選推薦的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課作品共285件，平均每屆有57件。經(jīng)過全國網(wǎng)絡(luò)初評(píng)后，平均每屆入選21.6件，入選率37.9%。第5屆、第6屆和第7屆，平均入選率約35.1%，和初中物理作品的入選率相當(dāng)。自第8屆開始，在征求廣大專家和教師的意見后，上調(diào)了高中物理作品的入選數(shù)量，入選率達(dá)到42.1%，明顯高于初中物理作品入選率。

1.2" 課程模塊分布

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“高中物理課標(biāo)”）規(guī)定了高中物理課程結(jié)構(gòu)為必修、選擇性必修和選修三類課程。其中，必修課程是全體學(xué)生必須修習(xí)的課程，是高中學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的共同基礎(chǔ)，由必修1、必修2和必修3三個(gè)模塊構(gòu)成。選擇性必修課程是學(xué)生根據(jù)個(gè)人需求與升學(xué)要求選擇學(xué)習(xí)的課程，由選擇性必修1、選擇性必修2和選擇性必修3三個(gè)模塊構(gòu)成。選修課程是學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)的課程，由選修1、選修2和選修3三個(gè)模塊構(gòu)成。高中物理九個(gè)課程模塊的教學(xué)都應(yīng)貫徹落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)必然要注重發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

第5～9屆高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課作品的選題都集中在必修及選擇性必修的六個(gè)模塊內(nèi)，每模塊平均47.5件作品。其中選擇性必修3模塊的作品最少，共20件（見圖2），僅占總數(shù)的7.0%。本模塊的課程內(nèi)容主要是固體、液體和氣體，熱力學(xué)定律，原子與原子核，波粒二象性等知識(shí)，其中能夠在高中物理實(shí)驗(yàn)室完成的實(shí)驗(yàn)較少，限于高中知識(shí)難度和范圍限制，也較難開展實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，所以報(bào)送的作品數(shù)量較少。作品數(shù)量較多的是必修2和選擇性必修2兩個(gè)模塊，分別占21.4%和23.2%，課程內(nèi)容主要是機(jī)械能、曲線運(yùn)動(dòng)、磁場、電磁感應(yīng)。教科書中涉及的知識(shí)點(diǎn)和給出的實(shí)驗(yàn)方案容易在高中物理實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)器材也能方便獲取，實(shí)驗(yàn)方案開放性較強(qiáng)，教師開展的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)點(diǎn)也相對(duì)豐富。報(bào)送作品中沒有涉及選修模塊內(nèi)容，這可能與高中學(xué)校不統(tǒng)一開設(shè)選修模塊，教師平日研究較少等因素有關(guān)。

1.3" 知識(shí)內(nèi)容板塊分布

通常情況下，物理學(xué)可分為五大知識(shí)板塊，分別為力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和原子物理，在高中階段研究較多的是力學(xué)和電磁學(xué)，占用了高中物理四分之三的課時(shí)和學(xué)分。以人民教育出版社普通高中物理教科書2019年7月版（以下簡稱“人教版教科書”）為例，必修和選擇性必修模塊共6冊27章內(nèi)容，粗略劃分一下，力學(xué)和電磁學(xué)占21章，熱學(xué)、光學(xué)和原子物理占六章，所以報(bào)送的實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課作品集中在力學(xué)和電磁學(xué)板塊也就不足為奇。

從圖3可以看出，力學(xué)和電磁學(xué)的作品分別有131件和120件，分別占總數(shù)的46.0%和42.1%；熱學(xué)、光學(xué)和原子物理的作品數(shù)量占比少，分別是熱學(xué)15件（占比5.3%）、光學(xué)14件（占比4.9%）、原子物理5件（占比1.8%）。人教版教科書上約有110個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，報(bào)送的作品中約有20%的實(shí)驗(yàn)沒有涉及，主要集中在光學(xué)板塊、原子物理板塊與熱學(xué)板塊的固體和液體部分。實(shí)際上，無論是從課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上看，還是從教科書呈現(xiàn)內(nèi)容方式上看，熱學(xué)、光學(xué)和近代物理實(shí)驗(yàn)很有深入研究的必要和挖潛的可能，這為今后的參賽作品選題提供了參考。

1.4" 歸屬教科書章節(jié)分布

從實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的來源看，絕大多數(shù)作品是依據(jù)人教版教科書設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，少量作品是依據(jù)其他版本的高中物理教科書設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容。筆者按照作品內(nèi)容作出調(diào)整，將其歸屬到人教版教科書的對(duì)應(yīng)章節(jié)中，再對(duì)285件作品按照其所在章節(jié)做統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見圖4。

從圖4中看到，作品在章節(jié)分布上差異較大，平均每章作品數(shù)是10.6件。按照人教版教科書的27個(gè)章節(jié)統(tǒng)計(jì)，作品數(shù)量超過20件的有三章，分別是選擇性必修2第二章“電磁感應(yīng)”共有32件作品，必修2第八章“機(jī)械能守恒定律”共有24件作品，選擇性必修2第一章“安培力和洛倫茲力”共有23件作品。前言、必修1第一章“運(yùn)動(dòng)的描述”、選擇性必修2第四章“電磁振蕩與電磁波”和選擇性必修3第五章“原子核”均沒有報(bào)送的作品。作品數(shù)量少于三件的有四章，分別是必修2第七章“萬有引力與宇宙航行”僅一件，選擇性必修2第五章“傳感器”僅一件，選擇性必修3第一章“分子動(dòng)理論”僅一件、選擇性必修3第三章“熱力學(xué)定律”僅兩件。需要注意的是，雖然各版本教科書上這三章給出的教學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)量相對(duì)較少，但從知識(shí)內(nèi)容看并非沒有實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)空間。比如：觀察布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，調(diào)整顯微鏡的過程比較煩瑣，如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)裝置以快速觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這也為今后參賽選題提供了參考。

細(xì)分其實(shí)驗(yàn)選題，數(shù)量差異也較大。各省市遴選推薦的作品選題相對(duì)集中，即使是作品數(shù)量較多的章節(jié)依然存在這類問題，比如數(shù)量最多的實(shí)驗(yàn)是“探究磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力”，共有20件作品，教科書中直接給出了安培力大小的計(jì)算公式F=BILsinθ，大多數(shù)作品設(shè)計(jì)了探究實(shí)驗(yàn)，以定量或半定量的方法探究安培力大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、通入電流大小I、導(dǎo)線長度L及B與I方向之間的關(guān)系。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)裝置都相對(duì)成熟，從近三屆報(bào)送的作品看，相比較之前的作品，無論方法上還是裝置上都沒有明顯的創(chuàng)新點(diǎn)，所以入選的數(shù)量少。

與此情況類似的還有“法拉第電磁感應(yīng)定律”的實(shí)驗(yàn)作品共有12件，教科書直接給出定律的表達(dá)式，參賽教師為了讓學(xué)生更好地理解體會(huì)其物理意義就自制了教具，設(shè)計(jì)了探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)都比較理想，教學(xué)效果較好。

再者，“探究功和速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)作品共9件，屬于報(bào)送數(shù)量較多的實(shí)驗(yàn)，入選率也偏低。

1.5" 實(shí)驗(yàn)選題來源分布

實(shí)驗(yàn)選題主要來源有三類：第一類是高中物理課標(biāo)規(guī)定的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，第二類是高中物理課標(biāo)內(nèi)容要求、活動(dòng)建議提到的實(shí)驗(yàn)，第三類是各版本高中物理教材呈現(xiàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)線索。第二類和第三類可以合稱為非學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，教師依據(jù)教學(xué)需要，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)，以演示實(shí)驗(yàn)或分組實(shí)驗(yàn)的組織方式實(shí)施教學(xué)。教師網(wǎng)上購買或利用學(xué)校已有實(shí)驗(yàn)器材，開發(fā)除學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)之外的非必做實(shí)驗(yàn)，可以豐富校本實(shí)驗(yàn)課程資源，并組織學(xué)生親自動(dòng)手多做實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

從圖5呈現(xiàn)的第5～9屆比賽報(bào)送作品來源看，學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)作品共89件，平均每屆17.8件，占比31.2%；非學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)作品共196件，平均每屆39.2件，占比68.8%。非學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)作品選題的占比有逐年走高趨勢，這些數(shù)據(jù)可以說明一線教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究已越來越深入。

1.6" 學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)分布

高中物理課標(biāo)中的21個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，有九個(gè)探究類實(shí)驗(yàn)、七個(gè)測量類實(shí)驗(yàn)、兩個(gè)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)、三個(gè)儀器制作和使用類實(shí)驗(yàn)。從圖6所示報(bào)送的作品數(shù)量看，每個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)作品的數(shù)量差異較大，數(shù)量較多的是探究類實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)，儀器制作和使用類實(shí)驗(yàn)因其缺少探究的必要，所以報(bào)送作品數(shù)量少，共三件。超過10件作品的實(shí)驗(yàn)有：探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，共14件；探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，共13件；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)，共11件。這三個(gè)實(shí)驗(yàn)共計(jì)報(bào)送38件作品，占學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)作品數(shù)量的42.7%。但這些作品的共性問題是相似度較高，入選率偏低。

2" 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課作品內(nèi)容分析

2.1" 創(chuàng)新趨勢

第5～9屆說課活動(dòng)中的高中物理作品，展現(xiàn)了各省份高中物理教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)素養(yǎng)和學(xué)科專業(yè)能力。每屆入選的說課作品其創(chuàng)新點(diǎn)和改進(jìn)措施總能給人以耳目一新的感覺，主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)方案創(chuàng)新、方法遷移創(chuàng)新、儀器裝置優(yōu)化創(chuàng)新等方面。逐屆表現(xiàn)出的清晰可見的創(chuàng)新元素越來越多，參賽教師的教學(xué)信息化和數(shù)字化應(yīng)用水平的提高也是顯著的，跨學(xué)科的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也越來越豐富。具體表現(xiàn)為以下三個(gè)方面。

2.1.1" 自制教具，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)高中物理課標(biāo)和教科書給出的物理概念與物理規(guī)律，對(duì)教科書教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行方法的改進(jìn)，自制實(shí)驗(yàn)儀器，把教科書上的定性實(shí)驗(yàn)改為定量實(shí)驗(yàn)，把直接給出的結(jié)論設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，基于若干實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得出影響物理量大小的因素，確定物理量的表達(dá)式等，大大提高了學(xué)生對(duì)物理概念和物理規(guī)律的理解深度，提高了學(xué)生的學(xué)科思維能力。例如，浙江寧波慈湖中學(xué)的孔大海老師在第8屆全國中小學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng)中，根據(jù)教科書上給出的卡文迪什實(shí)驗(yàn)示意圖，選取純度為99.9%的兩個(gè)鉛球和兩個(gè)玻璃球，組建卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn)學(xué)生興趣小組，測量得到萬有引力常量的數(shù)量級(jí)大小。這種研究歷程對(duì)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的提升極為有利。

2.1.2" 以信息化手段創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)證據(jù)的獲取途徑

從作品表現(xiàn)看，信息技術(shù)形式呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)，且能夠與實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)結(jié)合得比較自然、恰當(dāng)。參賽教師將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、Tracker軟件應(yīng)用、手機(jī)羅盤定位、人工智能、傳感器、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法等技術(shù)手段融入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度，縮短了實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間。大多數(shù)教師的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，可視化程度提高，達(dá)到預(yù)期效果，為學(xué)生提供了多彩的實(shí)踐、體驗(yàn)和探究性學(xué)習(xí)環(huán)境，信息技術(shù)手段與物理教學(xué)的深度融合已較為常態(tài)化。

2.1.3" 自制實(shí)驗(yàn)教具，取材生活化

每屆作品中都不乏自制教具的成功典范，實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)簡單，成本低廉，取材于日常用品、廢舊材料等，且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、直觀，使得學(xué)生參與度高，有了更多動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，更多親歷實(shí)驗(yàn)演示的機(jī)會(huì)。比如，第7屆全國實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課作品“油膜法估測油酸分子直徑”中，參賽教師用油菜籽類比油酸分子，遷移測量微觀量的方法，形象直觀。自制實(shí)驗(yàn)教具應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng)的發(fā)展趨勢之一。

2.2" 待商榷問題

部分實(shí)驗(yàn)說課作品也暴露出一些問題和不足。為了推進(jìn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)說課活動(dòng)的質(zhì)量，下面提出較常見的三類共性問題并舉例和簡要分析。

2.2.1" 實(shí)驗(yàn)主題重復(fù)，缺乏有效的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

各省區(qū)市推薦的實(shí)驗(yàn)作品匯集到全國平臺(tái)上后，顯得實(shí)驗(yàn)主題重復(fù)較多，表現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的同質(zhì)化，比如前幾屆探究磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力的實(shí)驗(yàn)共報(bào)送20件作品，該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案已經(jīng)相對(duì)成熟，裝置也已經(jīng)相對(duì)完善。第9屆報(bào)送的作品中仍有4件是該實(shí)驗(yàn)主題，雖然是教科書內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充和實(shí)驗(yàn)拓展，但是相比較前幾屆的作品，在創(chuàng)新方面不突出，這或許是因?yàn)閰①惤處熁蚴〖?jí)評(píng)審專家對(duì)往屆已有作品的情況了解不多所致。

2.2.2" 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟磺逦?，有嘩眾取寵之感

一些實(shí)驗(yàn)舍棄了學(xué)校統(tǒng)一配置的簡單、傳統(tǒng)而經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)器材，用相對(duì)復(fù)雜的自主制作的實(shí)驗(yàn)器材取而代之，表面看起來是實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，實(shí)則不實(shí)用，在使用過程中需要占用較多的課堂教學(xué)時(shí)間對(duì)其作出解釋和說明。這種為了改進(jìn)而改進(jìn)、為了創(chuàng)新而創(chuàng)新，使簡單問題復(fù)雜化的做法不可取，丟失了經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)含的對(duì)于物理方法、操作技能等隱性知識(shí)和技能的傳授，給學(xué)生理解物理概念和規(guī)律設(shè)置了思維障礙點(diǎn)。

2.2.3" 實(shí)驗(yàn)過程不能再現(xiàn)，缺乏真實(shí)感

部分教師使用提前錄制好的實(shí)驗(yàn)視頻取代現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)操作，沒有再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，觀摩的評(píng)委和老師看不到實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。還有的教師只完成了部分實(shí)驗(yàn)過程，展示一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看不到其他組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集過程，也看不到對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析論證過程及誤差分析過程等。這些表現(xiàn)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求不相符，能夠反復(fù)再現(xiàn)現(xiàn)象，才是實(shí)驗(yàn)的魅力。

3" 建議與展望

3.1" 恰當(dāng)選題，為成功入選未雨綢繆

高中物理課標(biāo)提出物理教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四方面的核心素養(yǎng)，科學(xué)探究能力的培養(yǎng)是滲透在物理教學(xué)全過程的，是達(dá)成育人目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)^[2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課的選題應(yīng)從最優(yōu)的學(xué)習(xí)方法視角尋找挑戰(zhàn)性的問題，將問題設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)思考，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題，根據(jù)解決問題的需要，收集和選擇有價(jià)值的信息，然后基于證據(jù)和邏輯對(duì)探究的問題作出合理解釋。反復(fù)研讀高中物理課標(biāo)和各版本的教科書，相信一定能從中尋找到這樣的問題。

物理學(xué)是綜合性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，除了關(guān)注物理學(xué)科知識(shí)外，還應(yīng)引入跨學(xué)科主題，以拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的場景。近幾屆已經(jīng)出現(xiàn)越來越多的跨學(xué)科主題作品，比如第9屆“探究電荷之間的相互作用”作品使用了工程技術(shù)中的激光水平儀測量距離?？鐚W(xué)科主題能夠豐富作品內(nèi)涵，加強(qiáng)學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)，帶動(dòng)課程綜合化實(shí)施，強(qiáng)化教學(xué)的實(shí)踐性，將單一的物理學(xué)科拓寬到多個(gè)學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)場景，有利于培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科運(yùn)用物理知識(shí)的能力、分析和解決問題的綜合能力、動(dòng)手操作的實(shí)踐能力。

高中物理課標(biāo)給出選修課程，包含“物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展”“物理學(xué)與技術(shù)應(yīng)用”和“近代物理學(xué)初步”三個(gè)模塊^[2]，是學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)的課程，也是前面九屆實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課選題的空白點(diǎn)。在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)和個(gè)性化學(xué)習(xí)需求日益增長的今天，有必要在選修課程中開發(fā)學(xué)生感興趣的物理學(xué)前沿實(shí)驗(yàn)選題，如物理學(xué)與醫(yī)療技術(shù)、與新能源、與新材料、與信息技術(shù)結(jié)合方面的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生課題研究等綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。

3.2" 創(chuàng)設(shè)情境，解決物理學(xué)習(xí)的思維障礙

創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境進(jìn)行物理教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要作用。物理概念的建立、物理規(guī)律的探究和應(yīng)用物理知識(shí)解決具體問題是物理教學(xué)三大重要任務(wù)，都需要真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，來解決高中物理概念多、規(guī)律多且抽象難懂，物理研究方法遷移難等問題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)本質(zhì)就是創(chuàng)設(shè)情境的現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)，關(guān)鍵是要了解學(xué)生的思維障礙點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生全身心地參與體驗(yàn)過程，發(fā)生情感認(rèn)同、獲得情感體驗(yàn)，最終形成和發(fā)展其科學(xué)態(tài)度與責(zé)任高階素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人目標(biāo)。

教師要從過多關(guān)注知識(shí)點(diǎn)的傳授和對(duì)學(xué)生進(jìn)行解題方法的訓(xùn)練中解脫出來，通過實(shí)驗(yàn)過程的體驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生在應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題時(shí)建立問題和概念與規(guī)律的關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)物理思維能力，提高學(xué)習(xí)物理的積極性和成就感。比如：豐富作業(yè)形式，適當(dāng)減少紙筆作業(yè)，設(shè)計(jì)拓展性實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐類作業(yè)，鼓勵(lì)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室以獨(dú)立或小組合作方式開展實(shí)驗(yàn)探究；創(chuàng)造機(jī)會(huì)，廣泛利用校外資源開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，組織學(xué)生到高校實(shí)驗(yàn)室、社會(huì)科技館和博物館等各類校外場館參與實(shí)踐類活動(dòng)^[2]。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施形式，關(guān)注學(xué)生參與度，探索基于情境、問題導(dǎo)向的啟發(fā)式、探究式、互動(dòng)式和體驗(yàn)式的教學(xué)形式，促進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與現(xiàn)代新興科技有機(jī)融合，切實(shí)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性和吸引力^[3]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用計(jì)算機(jī)軟件的可視化功能和處理能力，把抽象的物理知識(shí)用形象的方式表達(dá)出來，使抽象難懂的物理知識(shí)變得生動(dòng)，有助于改善學(xué)習(xí)效果。對(duì)于因受時(shí)空限制而在現(xiàn)實(shí)世界中無法觀察和控制的事物與現(xiàn)象、變化太快或太慢的過程，以及有危險(xiǎn)性、破壞性和對(duì)環(huán)境有危害的實(shí)驗(yàn)，可用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段呈現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中借用Tracker、Phyphox等常見數(shù)據(jù)處理軟件采集數(shù)據(jù)，可以極大改善實(shí)驗(yàn)效果，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

3.3" 合理分配時(shí)間，謹(jǐn)記實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課的評(píng)價(jià)重點(diǎn)

自第9屆全國中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng)開始，組織方使用了修訂后的作品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。新評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包含五個(gè)評(píng)分項(xiàng)目，分別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作要領(lǐng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)。每個(gè)評(píng)分項(xiàng)目都有比較詳細(xì)的考核內(nèi)容，參評(píng)教師應(yīng)當(dāng)熟悉，合理分配說課時(shí)間，突出實(shí)驗(yàn)操作過程，力求實(shí)驗(yàn)教學(xué)作品在每個(gè)評(píng)分項(xiàng)目中都要可測量，不能有缺失，更不可偏離評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。比如：有的作品在教學(xué)目標(biāo)中仍使用三維目標(biāo)的話語體系來表述，高中物理課標(biāo)頒布已有六年之久，對(duì)于核心素養(yǎng)一無所知的情況，大概率是要被一票否決的。

評(píng)審過程，最看重的是創(chuàng)新。在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)兩個(gè)項(xiàng)目中有對(duì)創(chuàng)新的要求，具體為：實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新，教學(xué)方法是否具有創(chuàng)新性。創(chuàng)新是基于已有的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造出在研究或生產(chǎn)活動(dòng)中未曾出現(xiàn)的新思想或新事物。雖然比賽規(guī)則中有查重的要求，但是目前對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的查重還顯得有些無力。就評(píng)審情況看，評(píng)審專家可以對(duì)其創(chuàng)新性作出合理準(zhǔn)確的判斷。說課過程，應(yīng)突出實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)并將其有機(jī)嵌入教學(xué)過程。

4" 參考文獻(xiàn)

[1] 國務(wù)院關(guān)于印發(fā)全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要（2021—2035年）的通知[A/OL].（2021-06-25）[20023-03-21].https：//www.gov.cn/zhengce/content/2021-06/25/content_5620813.htm.

[2] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[3] 教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見[A/OL].（2019-11-29）[2021-05-28].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/201911/t20191128_409958.html.