新課改背景下高中物理實驗教學優化策略探究

摘 要：實驗教學是高中物理教學的重要構成部分。在新課改背景下，教師有必要采取新的教學方法落實高中物理教學工作，推進高中物理實驗教學發展。文章立足新課改背景分析了當下高中物理實驗教學中存在的不足，同時指出了教師可通過創設生動情境、演示實驗過程、組織合作討論、組織操作活動、指導歸納分享、落實隨堂練習六種方式優化高中物理實驗教學，希望為進一步提高物理實驗教學質量，促進學生物理實驗能力發展提供參考。

關鍵詞：高中物理；新課改；實驗教學

中圖分類號：G427" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2097-1737（2024）18-0025-03

教育部《關于做好普通高中新課程新教材實施工作的指導意見》指出，教師應當優化教學管理、綜合素質評價工作方式，為推動高中課程改革做好準備。

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）指出，教師應當采取多種教學方法開展形式多樣的指導活動，指導學生在活動中豐富知識儲備，發展核心素養。在此背景下，高中物理教師應當反思實驗教學中存在的不足，思考優化實驗教學的策略，為不斷改進實驗教學過程、優化實驗教學細節、促進學生實驗能力提升做好準備。

一、目前高中物理實驗教學存在的不足

第一，實驗教學重點偏移。目前的高中物理實驗教學以傳授實驗知識為主，忽略了對學生實驗思維的培養以及實驗能力的鍛煉，導致學生只了解實驗知識，缺乏應用實驗工具獨立實驗的能力。

第二，實驗教學方法單一。部分高中物理教師傾向于應用注入教學法、灌輸教學法等方法傳授實驗知識。此類教學方法無法讓學生充分參與到物理實驗教學過程中，容易使學生的學習陷入被動，難以在學習過程中主動發現、探究實驗問題。

第三，實驗教學的隨堂練習內容不配套。在實驗教學中，部分教師不是根據學生的實驗學習成果鞏固需要整理練習內容，而是僅為學生出示教科書后的練習題。這樣雖然能鞏固學生的課上所學成果，但不利于學生遷移思維、發散思維，難以使學生的實驗能力得到進一步的提升。

二、新課改背景下優化高中物理實驗教學的具體策略

（一）創設生動情境，引發物理實驗興趣

在課堂上創設生動的教學情境有助于增加高中物理實驗教學的趣味性[1]。在新課改背景下，高中物理教師應當使用恰當的教學方法突出實驗教學特點，激發學生的實驗學習興趣。情境教學法是一種趣味教學方法，主要被用作課堂導入教學。教師可在實驗教學的初始階段應用此教學方法，利用生動的情境巧妙導入實驗教學內容，潛移默化地增強學生的實驗探究動機，實現對學生實驗學習興趣的有效培養。

以魯科版高中物理必修（第一冊）“科學測量：做直線運動物體的瞬時速度”一課為例。教師可以使用多媒體教學工具為學生創設如下生動情境，引發學生的探究興趣：讓學生觀看奧運會100米跑項目比賽視頻，并在此過程中滲透實驗教學內容——這些運動員的速度是多少？應該用平均速度評價運動員跑步的快慢，還是用瞬時速度評價運動員跑步的快慢？我們都知道平均速度怎樣計算，那么瞬時速度怎樣計算呢？該如何測算瞬時速度？這樣一來，教師通過創設運動情境、提出物理問題的方式增強了實驗教學的感染性，激發了學生的學習興趣，并讓學生在興趣作用下探究相應問題，激發學生的實驗探究意識。之后，教師切入實驗教學主題：如何測量做直線運動物體的瞬時速度？由此主題驅動學生聯想過去所學知識，主動探究實驗教學內容。

在上述案例中，教師根據教學主題應用多媒體教學工具為學生創設情境，引發了學生對物理問題的探究興趣。之后，教師再提出系列問題，由問題激活學生的實驗探究意識，能夠讓學生從實驗探究的角度思考相關問題，并主動參與實驗學習。

（二）演示實驗過程，激發物理操作意識

教師通過口述的方式為學生講解實驗操作步驟、實驗注意事項、實驗現象，難以使學生對實驗教學內容形成直觀認識[2]。要想在物理實驗教學中有效激發學生的物理操作意識，教師可以應用視覺教學手段和聽覺教學手段開展實驗教學，以增強學生的學習體驗，激發學生的操作意識。因此，教師可將演示教學法應用到高中物理實驗教學過程中，利用充足的實驗工具為學生演示實驗設計、操作、觀察、記錄的全過程，讓學生在觀看的過程中形成操作意識。與此同時，教師還可在演示操作流程的過程中提出問題，進一步引發學生對實驗內容的探究。

以魯科版高中物理必修（第一冊）“科學探究：力的合成”一課為例。教師可以使用方木板、白紙、彈簧秤、橡皮筋、細繩、三角板、圖釘等實驗器材，為學生演示物理實驗：將兩個彈簧秤分別掛在細繩上，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長至結點，達到某一位置，此時記錄結點位置、細繩拉扯方向、兩個彈簧秤的示數；只用一只彈簧秤通過細繩把橡皮筋的結點拉到同一位置，記錄細繩方向、彈簧秤的示數。在演示過程中，教師可以提出問題，如：怎樣選擇研究對象？怎樣保證兩個分力的作用效果與一個合力的作用效果相同？怎樣準確記錄一個力？如此，教師通過演示增強了學生的視覺感受，通過提問增強了學生的聽覺感受，讓學生在觀察、思考的過程中領會實驗操作方法。

在上述案例中，教師應用實驗器材為學生演示實驗全過程，并在演示過程中提出具體問題引發學生思考，增強了學生的實驗學習體驗，激發了學生的操作意識。

（三）組織合作討論，激活物理實驗思維

在高中物理實驗教學中，教師集中學生的意見與智慧可以收獲更好的教學效果[3]。在新課改背景下，教師不能用“一言堂”的教學模式進行物理實驗教學，否則會導致學生出現機械模仿的問題。教師可以將合作教學法應用到實驗教學過程中。圍繞實驗教學內容，教師可組織學生以小組為單位合作討論，提出實驗假設、說明實驗思路、交換實驗想法，讓學生在思考、交流的過程中學會從不同角度看待實驗問題，發散學生的物理實驗思維。

以魯科版高中物理必修（第二冊）“科學驗證：機械能守恒定律”一課為例。為在實驗教學中激活學生的實驗設計、探究思維，教師可布置實驗任務：“如何設計能夠驗證機械能守恒定律的物理實驗？”基于此任務，教師可組織學生以小組為單位進行討論，得出以下結論：需要明確實驗主題及實驗原理；需要確定實驗方案；需要準備完善的實驗器材……在學生明確大致思路后，教師可細化任務，如“實驗步驟該如何規劃”，引發學生進一步討論。學生在討論過程中探究安裝實驗器材、接通和關閉電源的操作方法以及可能出現的實驗現象等，由此激活學生的推理、抽象、檢驗等物理實驗思維。

在上述案例中，教師圍繞實驗教學主題布置實驗任務，由任務驅動學生在實驗操作前進行客觀分析、理性推理，讓學生合作探究，實現了對學生物理實驗思維的有效激活。

（四）組織操作活動，鍛煉實驗操作能力

培養學生的實驗操作能力是新課改背景下高中物理實驗教學的重要目標[4]。要培養學生的實驗操作能力，教師需要為學生提供更多學習實驗操作的機會，確保學生在操作過程中感悟實驗方法。為此，教師可以在實驗教學過程中組織操作教學活動。教師通過組織學生以小組為單位合作整理實驗工具，合作完成實驗設備的組裝、實驗條件的控制、實驗現象的記錄，能夠讓學生在操作、記錄的過程中積累實驗經驗，提高實驗操作能力。

以魯科版高中物理必修（第三冊）“科學測量：金屬絲的電阻率”一課為例。為使學生在實驗教學中掌握螺旋測微器、游標卡尺的讀數方法，掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法，學會應用伏安法測量電阻的阻值、測量金屬的電阻率，教師可在課上組織“測金屬絲的電阻率”這一操作活動。在活動中，教師可組織學生以小組為單位，合作分析實驗目的，收集實驗資料，準備實驗器材，如測定金屬絲直徑的器材、連接電路的器材、測量長度的器材等。之后，教師組織學生合作完成實驗操作，確保學生在操作活動中能夠鍛煉實驗測量、實驗操作、實驗觀察、實驗器材整理等能力，積累實驗操作經驗。

在上述案例中，教師根據課程教學目的組織實驗操作活動，并在活動中組織學生合作完成實驗準備、操作、整理工作，有利于確保學生在參與活動的過程中積累操作經驗，鍛煉實驗操作能力。

（五）指導歸納分享，總結物理實驗技巧

培養學生的系統性思維可使學生養成系統分析、系統記憶的學習習慣，促進學生對所學實驗知識的內化吸收。在新課改背景下，教師應當發揮自身的指導作用，在課上指導學生在小組或班級范圍內歸納實驗知識與實驗方法，讓學生在歸納、分享的過程中回顧實驗過程，總結實驗方法以及實驗注意事項，提高學生對實驗教學內容的系統認知。

以魯科版高中物理必修（第三冊）“科學測量：用多用電表測量電學量”一課為例。在完成實驗教學后，教師可以組織學生分享實驗學習收獲，并用表格歸納分享內容。例如，有學生分享了實驗注意事項：實驗時，要注意觀察多用電表指針是否在左側電流“0”刻度，若不在此刻度，要用螺絲刀對其進行調零操作。在學生結束分享后，教師可適當補充，進一步完善學生的實驗學習成果，確保學生通過總結豐富自身實驗技巧。

在上述案例中，教師在完成實驗教學后組織開展學生總結、師生互動總結的教學活動，以驅動學生系統歸納實驗注意事項、實驗操作方法，確保學生在總結過程中豐富自身實驗技巧。

（六）落實隨堂練習，培養實驗遷移能力

高中物理教師在實施實驗教學之后落實隨堂練習，可以鞏固學生在實驗學習階段的所得，同時激活學生的知識遷移、技能遷移思維，使學生在解決隨堂練習題的過程中形成應用實驗知識解決物理問題的能力，提高學生的實驗探究水平[5]。在實際教學中，教師應當圍繞實驗教學主題整理隨堂練習題，按照由簡到難的順序依次呈現題目。教師可先組織學生回答簡單問題，激活學生的答題思維，再組織學生綜合已掌握知識和已有解題經驗解決復雜問題，進一步提高學生學以致用的能力。

以魯科版高中物理選擇性必修（第一冊）“科學測量：用單擺測量重力加速度”一課為例。為使學生學會使用單擺測重力加速度，學會減小實驗誤差的方法并將其運用到物理解題過程中，教師可在實驗教學完成后依次出示如下練習題。

（1）“用單擺測重力加速度”實驗中，依照教材實驗直接測量的物理量應該是_________、_________ 、_________ ，其公式為 _________ 。（2）用單擺測量重力加速度根據的原理是什么？（3）某用單擺測定重力加速度的實驗中獲得的數據如下：擺長（l/m）分別為0.5、0.6、0.8、1.2，周期的二次方（T2/s2）分別為2.0、2.4、3.2、4.8。根據上述數據，做出T2-l圖像。

三道習題分別考查學生對實驗內容、實驗原理的掌握情況以及學生根據實驗數據繪制圖像的能力。教師通過設計此類習題開闊學生實驗學習的視野，能夠使學生在實驗學習中形成實驗遷移能力。

在上述案例中，教師在實驗教學之后按照由簡到難的順序設計了三道習題，驅動學生回顧實驗知識并遷移應用相關實驗技能，促進了學生能力的綜合發展。

三、結束語

綜上所述，目前高中物理實驗教學仍然存在教學內容單一、教學過程僵化的問題，不利于學生理解與學習實驗知識、實驗技能。新課改背景下的高中物理實驗教學應當以挖掘學生的實驗潛能、提升學生的物理學科核心素養為教學目標。要想滿足《課程標準》對高中物理實驗教學的要求，教師需要深入反思當下實驗教學不足的原因，同時根據具體原因嘗試不同的實驗教學優化方法，改進實驗教學模式，提高實驗教學效果。為此，高中物理教師應當積極將情境教學法、演示教學法、討論教學法、活動教學法等應用于實驗教學中，通過組織多樣的實驗教學活動，為學生提供更多實驗分析、操作、總結的機會，確保學生在活動中有更多收獲。

參考文獻

劉耀民.思維進階視域下高中物理實驗教學路徑探索：以“用單擺測量重力加速度”為例[J].中學物理教學參考，2022，51（36）：11-13.

劉莉敏.提升高中物理實驗教學實效的策略探析[J].高考，2022（36）：114-116.

陳國軍.微課在高中物理教學中的應用研究[J].數理天地（高中版），2022（24）：69-71.

張順平.核心素養視野下的高中物理實驗教學策略探析[J].中學課程輔導，2022（35）：108-110.

王威.核心素養導向下高中物理探究性實驗教學策略研究[J].中學物理，2023，41（21）：29-32.

作者簡介：方雄兵（1983.6-），男，湖北漢川人，

任教于福建省三明市第九中學，中級職稱，本科學歷。