新高考下的高中物理實驗教學優化路徑

摘 要：《中國高考評價體系》指出高考要注重基礎性、綜合性、應用性、創新性.實驗是高中物理的重要內容，教學實踐中應按照《中國高考評價體系》內容要求，采取措施對教學活動進行針對性優化，以更好地迎合新高考要求，促進學生物理實驗以及解題能力的有效提升.

關鍵詞：新高考；高中物理；實驗教學；優化

中圖分類號：G632"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2023）09-0072-03

眾所周知，高中物理實驗涵蓋的知識點較多，對學生的理解以及分析問題的能力要求較高［1］.教學實踐中應做好以往教學經驗總結，加強新高考相關文件內容地學習，充分領悟新高考精神，把握新高考下高中物理實驗命題方向，對教學活動進行優化與調整.

1 深化基礎知識理解

高中物理實驗中的基礎知識是新高考考查的重要內容.但是新高考試題對實驗內容的考查并非照搬課本中的內容，而是對實驗進行適當的改進，以檢驗學生對基礎知識的理解深度.針對這一點，物理實驗教學活動中應采取以下優化措施：其一，講解實驗內容凸顯學生主體地位.課堂教學時與學生一起剖析實驗原理，而后提供實驗器材，要求學生自己動腦設計實驗方案、制定實驗步驟、進行實驗操作，尤其預留空白時間要求學生分析實驗誤差，尋找減小實驗誤差的有效措施，不斷地對實驗進行改進［2］.如此既能增加物理實驗樂趣，又能給學生留下深刻印象，使其更好地把握實驗本質；其二，及時鞏固實驗內容.教學時應通過設計相關問題檢驗學生對實驗的理解程度，看其能否靈活地運用所學.如在完成“驗證動量守恒定律”實驗內容后，創設以下實驗情境，要求學生結合對實驗內容地理解進行分析.

例1 使用圖1裝置驗證碰撞中的動量守恒.實驗時將質量為ma的小球a從某一高度單獨釋放，標記出其撞擊擋板上的位置M.將質量為mb的小球b放在水平軌道上.從同一高度釋放小球a，標記兩球撞擊擋板的位置P、N，則（" ）.

圖1 驗證碰撞中的動量守恒實驗裝置

A.為減小誤差，應滿足ma＜mb

B.位置N為小球b撞擊擋板的位置

C.小球離開導軌下落的高度越大，離開導軌的速度越大

D.可用maOM反映小球a的初動量

根據實驗目的以及碰撞規律，為防止小球a碰撞后反彈，應滿足ma＞mb.碰撞后小球做平拋運動，在水平方向上做勻速運動，水平速度越小平拋的時間越長，在豎直方向上下落的距離越大.小球a碰撞后速度變小，豎直方向的位移越大，N點為其撞擊擋板的位置.設平拋的水平位移為x，由平拋運動規律可知小球的水平速度v0=xg2h，則要驗證的是maxg2·OM=maxg2·ON+mbxg2·OP，即maOM=maON+mbOP.綜上分析選項D項.

2 創設綜合性實驗情境

新高考強調設計的習題注重學生綜合知識、綜合能力的考查.在這一精神指引下，高考中的物理實驗習題考查的知識點不止一個，往往涉及到多個物理實驗.針對這一情況，應對高中物理實驗教學進行針對性地優化.一方面，引導學生綜合實驗內容匯總，構建系統知識網絡.為體現綜合性特點，新高考物理實驗習題往往在知識交匯點處設問，因此，教學中應要求學生做好各種物理實驗地整理，尤其借助思維導圖將相近知識點串聯起來，理清物理實驗涉及到的各種知識點，為其更好地解答相關習題帶來指引［3］；另一方面，做好綜合性實驗習題的講解.為使學生體會解答綜合性物理實驗的過程，把握相關解題思路，積累相關解題經驗，在完成物理知識的匯總后應做好綜合性實驗例題的篩選.在課堂上通過互動展開教學，夯實其所學的同時，更好地鍛煉其分析問題的能力.

3 設計生活化實驗情境

新高考下為使學生認識到物理實驗的重要性，檢驗學生運用所學分析問題的靈活性，一些實驗習題往往與人們的生活相關，注重應用層面的考查.針對這一特點，高中物理實驗教學應注重做出以下優化：其一，講解物理實驗內容時應注重從人們的生活情境切入，使學生認識到學習物理實驗知識是為了解決實際問題，激發其學習熱情的同時，幫助其從一開始便樹立良好的應用意識；其二，為防止學生學習過程中死記硬背，促進其應用意識與應用能力的進一步提升，結合實驗內容創設生活化實驗情境，并預留空白時間要求學生先進行作答，而后公布正確答案，以暴露出學生在實驗知識理解、應用方面存在的問題，使其能及時頓悟，結合自身實際及時查漏補缺［4］.例如，在完成“測量電阻絲的電阻率”創設以下生活化實驗情境，更好地檢驗學生的應用能力.

例2 流量計可用于測量污水的電阻，示意圖如圖2（a）所示.其中測量管由絕緣材料制成，直徑為D，兩端開口，勻強磁場方向豎直向下（未畫出）.在前后兩個內側面A、C上固定豎直正對不計電阻的金屬板作為電極（未畫出）.實驗時將金屬板電極和靈敏電流計G（內阻為R0）、電阻箱R、開關S連接，管道內始終充滿污水，污水以恒定速度v自左向右通過.

圖2 例2題圖

（1）使用游標卡尺測量直徑D，如圖2（b）所示，則D=______cm.

（2）和A極相連的是靈敏電流計的______接線柱（填“正”或“負”）.

（3）閉合開關S，調節電阻箱阻值，記錄接入電路的電阻R以及對應靈敏電流表G的讀數I，畫出1I-R圖象，如圖2（c）所示，則污水接入電路的電阻為______.（用字母a、b、c、v、D、R0表示）

答案：（1）D=3.035cm （2）正

（3）acb-a-R0

4 做好實驗情境創新

新高考下高中物理實驗情境更加注重創新，檢驗學生遷移所學知識解決問題能力的同時，為培養學生的創新能力做好鋪墊.為更好地滿足這一要求，高中物理實驗應做好以下優化：一方面，完成物理實驗內容講解后可提問學生：已學物理實驗存在哪些缺點，你有什么改進的辦法、你能根據實驗原理設計新的實驗方案，以提高實驗效率嗎？要求學生認真思考、討論，并根據學生回答問題的情況作出點評，并給予學生積極的評價，避免挫傷其創新的積極性；另一方面，在講解物理實驗知識時具備良好的創新意識，積極應用先進的技術，為學生展示實驗操作，加深學生對物理實驗知識理解的同時，給其以后開展創新活動帶來指引.例如，在進行“驗證機械能守恒定律”實驗教學時可按照以下思路進行授課，給學生帶來耳目一新的感覺.

例3 為驗證機械能守恒定律，某學生使用安裝由phyphox的智能手機，鐵球、刻度尺、鋼尺等器材進行實驗，過程如下：

（1）將鋼尺放在水平桌面上并伸出桌面少許，在鋼尺末端放置一質量為m的鐵球，測量鋼尺上表面與地面的高度差h=78.00cm；（2）運行手機中的聲音“振幅”項目；（3）迅速敲擊鋼尺側面，使鐵球自由下落，傳感器獲得如圖3所示的振幅時間圖象，其中第一、第二尖峰對應的時間為鐵球開始下落和落地時刻，兩尖峰的時間間隔t=0.4s.

圖3 聲音振幅與時間圖象

①若鐵球下落過程中機械能守恒，則應滿足等式：______（用m、g、h表示）

②若鐵球質量為50g，下落過程中減小的重力勢能ΔEp=0.382J，則增加的動能ΔEk=______J.（g取9.8 m/s2，結果保留三位小數）.相對誤差η=ΔEp-ΔEkΔEp×100%=______%＜5%，誤差在允許范圍內.

③若敲擊鋼尺側面鐵球獲得一個較小的水平初速度，則對實驗結果______（填“有”或“沒有”）影響.

答案：①mgh=12m（2ht）2

② 0.380 J 0.5%

③沒有

新高考對物理實驗知識考查要求做出了調整，以充分發揮立德樹人、服務選才、引導教學的作用.教學實踐中應與時俱進，認真貫徹新高考精神，結合自身教學經驗以及物理實驗特點做好實驗教學規劃與實施細節上的優化，提升學生學習體驗，將物理實驗教學質量提升到一個新的高度，以更好地滿足新高考要求.

參考文獻：

［1］ 王丹.新高考改革背景下優化高中物理實驗教學［J］.數理天地（高中版），2022（08）：71-73.

［2］ 涂強春.新高考背景下高中物理實驗優化策略研究［J］.數理化解題研究，2021（36）：52-53.

［3］ 秦曉瑜.新高考改革背景下優化高中物理實驗教學的策略研究［J］.吉林教育，2021（Z6）：27-29.

［4］ 盧福坤.新高考改革背景下優化高中物理實驗教學的策略研究［J］.高考，2021（19）：1-2.

［責任編輯：李 璟］

收稿日期：2022-12-25

作者簡介：李仲春（1983.9-），男，福建省上杭人，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.