探究新課標下高中物理實驗教學的有效策略

【摘要】《新課程標準》中提出，物理課程要引導學生運用物理知識、思維和語言，去觀察、理解和表達，從而提高學生的動手能力、創新意識以及科學思維，培養正確的“三觀”和科學的態度，培養其成為一個負責任、有擔當的人.物理實驗教學在高中階段十分重要，在《新課程標準》的指導下，如何有效地對學生進行實驗教學，是教師要探索和解決的問題.本文對新課標下高中物理實驗的有效創新策略進行探討，希望能對高中物理實驗教學的發展起到一定的借鑒作用.

【關鍵詞】新課標；高中物理；實驗教學

高中階段是人生發展的重要階段，進行物理教學工作，是建立在實驗的基礎之上的.通過實驗教學，可以把抽象的物理理論用更為直觀的形式展現在學生面前，既有利于學生掌握相關知識，又可以讓學生了解這些知識的來源及具體內涵.從這一點來看，實驗教學在物理教學中的重要性不言而喻.然而，在傳統的高中物理實驗教學中，因為種種原因，一直未引起人們的足夠關注，從而造成物理實驗教學效果不佳.直到《新課程標準》的出臺，對高中物理實驗教學進行了一定的改革與優化，促進了物理教學的可持續發展.基于此，本文對新課標下高中物理實驗教學的有效策略進行探究.

1 傳統高中物理實驗教學的發展態勢

1.1 學生在實驗教學中的積極性有待提高

《新課程標準》提出了“以學生為主體”的要求.但是，一些物理教師仍然采用傳統的教學方式進行教學，不能有效地調動學生參加實驗教學活動的積極性，無法對學生的發展規律有正確的認識，加之部分教師無法充分理解到學生的認知水平與興趣需求，從而不能靈活、有效地設計實驗教學活動，進一步使得高中物理課堂的實驗教學質量下降.

1.2 高中物理實驗教學課程的發展仍單一

《新課程標準》提出了高中物理課程應該具備一定的時代性，要把前沿科技和科研成果引入到課堂當中，幫助物理實驗教學的內容跟上時代的步伐.但是，在傳統的實驗教學中，部分物理教師不重視對實驗課程的開發和延伸，太過依靠教材，使得實驗的內容過于單一，難以對學生產生足夠的吸引力.這樣的現象，對于實驗興趣不強、實驗能力不強的學生而言，會使其學習效率低下，喪失物理教學促學、助學、導學的作用.

1.3 高中物理實驗教學方式的發展仍滯后

在傳統高中物理的實驗教學中，部分教師怕學生在實驗中出現事故，因此總是自行承擔實驗過程，學生只進行觀看、總結等工作，或是讓學生按照預先設定好的流程、思路和方法進行實驗.這樣雖然可以讓學生獲得預期的實驗結果，但是學生在實驗過程中缺乏挑戰性和生本性，其很難發揮出自己的潛能，這對學生物理概念的學習和科學探究能力的形成和發展不利.

1.4 物理實驗教學評估方式仍然存在不足

新課標對學習質量的含義以及要求進行了界定，目的在于指導教師對自身的學習質量給予足夠的關注，并為教師的教學評估提供依據.但是在傳統的實驗教學中，部分教師在教授物理實驗時，沒有把握好時機，對學生進行有效的評估，而且評估的范圍比較狹窄，常以“結果定勝負”，因此不能發揮出很好的指導作用，導致了物理教學評估的效率下降，對教師提升物理教學質量是不利的，也難以促進學生的全面發展[1].

2 新課標下高中物理實驗教學的發展方向

新課標下，在高中物理學科的教學過程中，教師一定要意識到物理實驗是物理的重要基礎，要充分認識到物理實驗在課程教學中的重要性，積極指導學生將基本的物理知識和實驗內容有機地結合在一起.在高中物理的教學中，教師應該合理地運用物理實驗的教學方法，通過有效的方式，使學生對實驗產生濃厚的興趣，既做到提高學生的實踐能力，又做到提高其觀察、分析和應用能力的效果.

此外，物理學科核心素養是指在物理教學中，為滿足個人終生發展及社會發展的需求，逐漸形成必要的品質及重要的能力，主要有物理概念、科學思維、科學探索和科學態度等[2].

高中物理教學要注重培養學生的核心素養，而一個完整的科學探究過程在高中物理實驗課堂上，往往從提出問題入手，教師要鼓勵學生表達、提問.在進行了有效的實驗后，要引導學生對實驗進行探索與初步的總結.因此，物理實驗的探究過程包含了豐富的核心素養，高中物理實驗教學是培養高中學生物理學科核心素養的一種重要方式.

3 新課標下高中物理實驗教學的有效策略

3.1 應用信息技術，優化教學效果

以物理實驗為切入點，在新課標要求下，怎樣把現代信息技術應用到實驗教學中，以適應新形勢的需要，是當今高中教育教學需要探討的問題.隨著現代信息技術的快速發展，不僅會給實驗教學、實驗技術和研究方法帶來巨大的變革，也會給教育者的人格觀念和受教育者的知識觀帶來新的挑戰.在創新探索的高中物理實驗教學中，為了更好地讓學生理解實驗的本質和其中所蘊含的物理規律，教師可以充分利用信息技術的直觀性特點，針對不同的實驗內容，通過科學的設計，還原出物理實驗中的場景，使學生在實驗中能感受到更多的真實感，在引起學生注意的同時，也加深了其對實驗原理的認識[3].因此，教師可以利用信息技術和衍生出來的多媒體設備等輔助工具，將物理實驗現象模擬成更為直觀的實驗場景.

例如 在人教版高中物理必修三“電源和電流”的教學內容上，由于章節實驗難度較大，觀測的物體是看不見的，所以教師可以運用信息技術，在多媒體設備上搭建出與實驗需求相匹配的實驗環境，鼓勵學生在模擬實驗過程中，對電流等實驗對象進行觀察，并與教材內容相結合，加深理解.這種模擬實驗環境的建立，有利于提高學生的思維能力.此外，還可以利用信息技術下的微課、慕課等平臺進行教學，如在課前，教師就可以將實驗過程錄制成小視頻并上傳至微課平臺，讓學生在微課中進行預習，從而減少了課堂中的部分繁雜過程，加深了學生對物理實驗的理解，有利于課堂教學的順利進行.

3.2 重視學生主體，轉變實驗性質

新課標指出，在教學過程中，要充分發揮學生的主體性和積極性.讓學生進行自主探究實驗，并非完全靠學生自己來完成，在必要時教師需要對其進行適當的指導.同時，在高中物理實驗教學中，教師也扮演著重要的角色，教師要通過啟發和引導學生，讓其在實驗中有清晰的方向，并在獨立的實踐與探索中，進行觀察與學習.此外，在傳統的物理教學中，實驗一般都是以演示的方式進行，而不能讓學生親自動手操作，這在某種程度上制約了學生的動手能力.因此，改變物理學科的實驗性質，能夠取得較好的實驗效果.把演示性實驗教學轉換成探索性實驗教學，讓學生在探究中提高自己的能力，進而提高整體素質.

例如 以人教版高中物理必修一“運動和力的關系”的章節內容為例，教師要積極給予學生一定的素材，然后鼓勵學生自主實驗，并且要求學生思考“力與力之間的關系”，“力與力之間是否存在著相互作用”等問題.通過改變實驗的性質，讓學生參與到實驗中，根據自身的觀點進行實驗，從而驗證觀點是否正確，并在實驗中觀察到事情的本質，充分發揮探索性實驗的優點.同時，學生可以自主地設計實驗，進行探索，如準備斜面、小車、長木板、毛巾、棉布等，探究小車受到的摩擦力大小與運動距離，從而得出相應的運動和力的關系.這樣一來，學生能使自身在實驗的過程中，各方面的能力都得到明顯的提高.

3.3 結合數學思維，輔助實驗教學

物理實驗教學注重考查學生的綜合能力，尤其是實驗所含有的跨學科知識，需要學生利用如數學邏輯思維等能力來處理實驗中產生的數據與錯誤信息.因此，需要教師在教學中建立起跨學科的教學理念.在高中物理實驗中，往往會涉及數據的采集和分析，教師要積極引導學生運用有關的數學知識，對實驗數據進行分析和處理，提高其對物理知識的理解和認識.在物理實驗中，往往需要構建物理模型，因此教師可以引導學生通過數學知識構建全面、準確的物理模型，以便讓學生更好地理解和應用物理知識[4].在物理實驗中，往往會有波動實驗、力學實驗等數學性很強的實驗，通過對這些實驗的指導，能夠提高學生的實驗技巧和動手能力.

例如 在人教版高中物理必修二“機械能守恒”章節的教學中，為了培養學生對打點計時器的理解和分析，教師在指導學生正確地理解和掌握打點計時器的工作原理和特性的基礎上，應要求學生使用毫米刻度尺，在紙帶上測量從起始點到每一個標記點之間的距離，并按照公式進行計算和驗證，要使學生明白為什么會出現這樣的實驗誤差.盡量選擇離地面較遠的位置或者是多個位置進行測試，然后取平均值，這樣就可以使學生更好地運用數學的思維和方法來處理這些實驗誤差.

3.4 支架式教學，創新教學評估

“支架”一詞最早是建筑中“腳手架”的意思，后來得到了擴展，并逐步與課堂教學融合，形成了一種“支架式”的教學方式.在高中物理的“支架式”教學中，如何科學有效地評估學生的學習行為是十分關鍵的環節.因為教學評估具有很強的指向性、檢查性和鑒定性，所以教師要想使教學效果更好地發揮作用，就必須使學生能夠正確地認識物理事物；反之，如果沒有建立起一套科學的教學評估系統，不僅無法發揮教育評估的價值作用，也無法實現教育評估所要達到的教學目的.以此為基礎，高中物理教師在構建支架式實驗教學評價體系的時候，應該將物理核心素養的內容作為目標，將“物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任”四個方面相結合，借助多層次、多形式的方法，對學生及其實驗情況展開客觀、公正的評價[5].

首先，從發展的角度來進行評估.高中物理教師在評估學生的實驗行為時，一定要拋棄目光短淺的觀點，把注意力集中在學生已經具備的認知水平上，用發展的眼光來看待學生，并在評價的過程中，用恰當的激勵來激發學生的實驗動機；其次，要遵循多元評價的基本原理.在新課程改革的背景下，高中物理教師在實施實驗評價時，不只是要對學生的實驗成果展開評價，同時也要綜合考查學生在實驗中的表現、活躍度、探索能力等，要使教學評價標準能客觀、全面地反映學生的真實狀況；最后，要堅持差異性的原則，實行差異性實驗評估.在新課改的大背景下，高中物理教師在進行支架方式的教學評估時，還應該遵循因材施教的原則，制定差異性評估標準、實行差異化評估等，以滿足全體學生的實驗需要為目標，以促進全體學生的全面發展為目標.

4 結語

綜上所述，實驗是物理教學的重要組成部分，在高中階段的物理實驗過程中，教師要充分發揮作用，提高學生的動手操作能力和學習思維水平.針對傳統實驗教學的不足與缺位，物理教師應該采取行之有效的方法來改革教學方式，按照新課程標準的要求，更好地進行物理實驗，讓學生在實驗探索的過程中學會知識，培養其學習能力，提高其核心素養.

參考文獻：

［1］王啟超.高中物理數字化實驗研究——基于Arduino平臺的應用例談[J].中學物理，2023，41（13）：63-65.

［2］朱文敬.聚焦核心素養，改革實驗教學——以高中物理教學為例[J].數理天地（高中版），2023（08）：72-74.

［3］賴毅標，張寧，高永偉.科學思維導向下高中物理創新實驗教學設計——以“安培分子電流假說”為例[J].中學理科園地，2023，19（03）：16-18.

［4］王琳.應用信息技術2.0促進高中物理實驗教學創新的策略研究[J].天天愛科學（教學研究），2023（06）：4-6.

［5］王潔潔，王健，周春.支架式教學在高中物理實驗教學中的應用——以“探究加速度與力、質量的關系”實驗為例[J].中學教學參考，2022（29）：46-49.