新高考背景下高中物理實驗教學的實踐研究

陳宇梅

摘 要：隨著全面推進素質教育，我國高考制度有了相應變化。同時，新高考對高中物理教學提出了新要求。為適應這一變化，教師可采用實驗教學的方式，引導學生在實驗中思考，提高物理課程的效果和學生綜合分析能力。基于此，本文從新高考模式出發，針對高中物理實驗教學策略進行探析，以供參考。

關鍵詞：新高考；高中物理；實驗教學；意義

物理是高中生需要掌握的一門學科知識，有助于培養學生科學素質和創新的科研精神。為此，教師在進行具體的教育活動時，可以采用各種行之有效的策略，對學生的學科成績進行全方位的提升。在高中物理的教育過程中，實驗是一個非常關鍵的環節，而實驗也是幫助學生更好地理解和掌握課程內容的一種主要方式。所以，教師可以結合新高考模式的特點，合理地設計物理實驗的基本過程和方法，引導學生進行自主實驗，從而培養他們的物理實驗操作能力。

一、新高考背景下高中物理實驗教學的意義

（一）有利于提高學生的物理思維能力

物理的內容具有抽象和復雜的特征，因此，教師必須要在實際的工作中，領悟物理現象中的深層奧秘。在實際操作過程中，通過對每個環節的實際操作，將知識進行串聯，從而使學生對有關的內容有更為系統的了解[1]。只有這樣，學生才能用正確的思維方式對實驗現象進行分析，并由實驗現象推導出正確的實驗結論。而且能夠在以后的學習和生活中，充分地利用自己的物理思維來解決問題，從而將物理知識融入現實生活中去。

（二）有利于提高學生的自主學習能力

在新一輪的教學改革中，教師要把學生放在“主體性”地位。所以，實驗教學能夠讓學生在全過程中，根據自己的理解和安排，進行具體的實施，這種教學方式能夠很好地符合學生的學習需要和個性化的特點。在學生主動解決實驗中出現的問題的時候，能夠有效發揮自身的主觀能動性，通過自主思考，從而對物理知識學習有了新的認識。

（三）有利于增強物理課堂趣味性

在高中物理課堂教學中，單純的物理知識的講解往往會使課堂變得枯燥。而在實驗教學理念的浸潤下，學生能夠按照自己的興趣，對物理現象展開實驗。這種方式既能增加物理課堂的趣味性，又能提高學生對物理的學習興趣，讓每個學生都能主動地參加到學習和交流中去。

（四）有利于落實物理學科核心素養

物理學是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學在物理教學中具有十分重要的作用。各種類型的物理實驗，具體形象地展示了物理知識的形成和發展過程，強化了學生的感知和體會，使學生真正參與到學習活動中來，拓展了學生學習知識的深度和廣度，加強了物理學與生產生活的聯系。在實驗教學中，學生經過了一系列的動手、動筆、動口、動腦等活動，體驗物理知識在實際問題中如何得到應用，提高學生的聯想能力和想象能力，提高學生“透過現象抓本質”的能力，從而建立起形象思維與抽象思維之間的聯系[2]。在高中物理教學中對實驗課堂進行有效改革，結合學生的學習能力對教學模式進行創新，改變傳統的教學方式，能夠激發學生的學習興趣，引導學生參與到物理課程的學習過程中，提高教學效率，促進學生核心素養的培養。

二、新高考背景下高中物理實驗教學的現狀

在高中物理實驗教學中，我們可以發現其中存在諸多問題。比如：由于教學進度壓力等原因，許多學校的實驗內容過于單一，缺乏差異化，不能夠充分發揮實驗在知識教學中的作用，影響學生對物理知識的深入理解和實際應用；許多學校的實驗室設備落后且老化，甚至有些學校沒有足夠的實驗場地，這給物理實驗教學帶來較大的困難，限制了學生接受更廣泛知識內容和加強實踐能力的機會和發展空間；由于實驗裝置本身的危險性以及學生的安全意識不足，很容易在實驗中出現事故，造成學生受傷或財產損失，這不僅對學生健康造成威脅，還可能影響到他們對物理學科的興趣和信心；在一些地區，教師對物理實驗內容的了解和掌握水平不同，有些教師工作經驗不足、實驗操作技能補充不足、教學方法過于呆板等，導致實驗教學效果不佳，難以激發學生學習興趣、提高實驗調查和思考能力。由此可見，在新高考改革背景之下，我們需要針對高中物理實驗教學進行深度探究，不斷分析如何優化物理實驗的引導方式，充分促進學生獨立學習和創新意識的培養。

三、新高考背景下高中物理實驗教學的策略

（一）組織實驗活動，引導學生自主探究

學生是物理實驗教學中的主體，在教學中要實現對學生的有效培養，需要積極引導學生進行自主探究，激發學生的實驗熱情，提高物理實驗的探究積極性，促進學生的有效培養。學生學習“打點計時器測速度”這部分知識時，首先，引導學生簡單復習了與本節課教學內容相關的知識，為學生講述了打點計時器的計時原理，為提升實驗教學效率奠定了基礎。其次，將學生劃分成了學習小組，指導學生對實驗步驟做了分析，安排小組開展了實驗活動，對學生進行了恰當的指導，使學生懂得了如何用描點法描繪物體的速度—時間圖像，且在這一過程中培養了學生合作與交流的能力。最后，做了實驗活動總結，讓學生談論了動手操作實驗的感受。這樣，通過重視實驗教學，使學生感受到了實驗在物理學習中的重要性，從而培養了學生的實踐能力，以及敢于創新和實事求是的科學態度和科學精神，充分實現了高中物理課堂教學效率的提升。

（二）使用先進教學工具，提高實驗教學效率

使用虛擬實驗軟件。虛擬實驗軟件是指通過計算機模擬實驗過程，讓學生在虛擬環境中進行實驗操作和數據處理，以達到類似于真實實驗的效果。使用虛擬實驗軟件可以解決實驗設備不足、實驗條件不充分、實驗安全問題等一系列實驗教學中的難題[3]。同時，虛擬實驗軟件還可以提高學生的學習興趣，激發學生的實驗熱情，增強學生的實驗能力和實驗思維。常用的虛擬實驗軟件有PhET、LabVIEW、Easy Java、Simulations等。

使用物聯網技術。物聯網技術是指通過互聯網將各種物品連接起來，實現數據共享和信息交互[4]。在實驗教學中，可以通過將實驗設備與物聯網相連，實現實驗設備的自動化控制和數據采集，從而提高實驗的精度和效率。同時，物聯網技術還可以實現遠程實驗教學，讓學生在家中就可以進行實驗操作和數據處理。物聯網技術的應用，需要借助傳感器、控制器、通信模塊等設備。

（三）創建實驗情境，引入物理概念

開展實驗情境式的教學是新課程改革中的一個重要方面，它對激發學生對物理知識的學習興趣和熱情起到了很大的作用，并且還可以很好地呈現知識形成的過程，而物理實驗最大的特征就是生動形象。因此，教師要將情境式教學引入到課堂中去，以此來激起學生的好奇心和求知欲，充分發揮他們的主觀能動性，讓他們能夠更集中、更認真地進行物理知識的學習。

在講授“超重和失重”的物理概念之前，教師可以通過一個小實驗來激發學生的興趣。首先，教師需要準備一張質地較好的白紙、一根細鐵線、彈簧測力計以及可以固定鐵線的支架。將鐵線的一端固定在支架上，使鐵線自然垂下。接著，把白紙折疊成一個紙環，穿過鐵線，使紙環懸掛在鐵線下方，并保持平衡狀態。教師可以先向學生展示這個裝置，并邀請兩位學生上前，讓他們用兩根手指分別夾住白紙的兩端。接著，教師可以讓學生嘗試猜測，如果他們同時向下拉白紙，鐵線將會如何移動。學生可能會直觀地認為鐵線會向下移動，因為他們正在向下拉紙。然而，當學生實際進行操作時，他們會驚訝地發現，盡管他們向下拉紙，但鐵線并沒有被拉下，反而白紙在鐵線處被撕裂。這個現象立刻引發了學生的好奇心和求知欲。此時，教師可以提出問題：“為什么白紙會在鐵線處撕裂，而不是鐵線被拉下呢？”通過引導學生思考這個問題，教師可以逐漸引出超重和失重的概念。

為了進一步加深學生對這些概念的理解，教師可以利用彈簧測力計進行進一步的實驗。首先，將彈簧測力計固定在支架上，然后將鐵線掛在彈簧測力計的掛鉤上。接著，教師可以進行勻速或變速滑動實驗，讓學生觀察彈簧測力計示數的變化。在實驗過程中，教師可以引導學生注意觀察彈簧測力計的示數在不同運動狀態下的變化，并解釋這種變化與超重和失重現象的關系。通過這種方式，學生可以更加直觀地理解超重和失重的物理原理。

（四）結合生活實驗，加強理論聯系實際

物理是一門應用性較強的科學，其知識與生活密不可分。所以，更多地了解物理知識和規律，并在實踐中應用這些知識來解決問題，是學習物理課程的一個重要目標。在開展實驗教學的時候，教師可以與生活中的案例進行實驗模擬，從而激發學生的思考，讓學生能夠在實踐和理論之間相互聯系、相互促進。通過將物理知識與日常生活緊密結合，教師可以讓學生深入了解物理知識的實際應用，從而提高學生對物理的興趣和學習積極性[5]。

例如：在進行“光的反射與折射”教學時，教師通常會引導學生通過實驗來感性認識光的折射和反射現象。而對于光的折射問題，教師則可以在適當的條件下，通過一些簡易的實驗來指導學生的學習。例如：在教室里，教師把一支鋼筆或一雙筷子傾斜地放進一個盛有水的罐子里，然后讓同學們觀察鋼筆或一雙筷子在水中劃過時是否會出現“折曲”的現象。通過這種形式的實驗教學，學生不僅能夠直觀地感受到光的折射現象，還能夠深入理解光線在兩種介質之間傳播時的規律。類似地，在進行光的反射教學時，教師可以借助一面鏡子以及一根圓珠筆或筷子來進行實驗演示。當學生拿著一支圓珠筆或一雙筷子站在鏡子面前時，他們在鏡中所見的一支筆或一雙筷子都沒有彎曲，這就是光反射現象。通過實驗模擬的方式，學生不僅可以體驗到光的反射現象，還可以了解光的傳播規律和相關物理量的定義。

再如：教師在教授“導體電阻率的測量”這個實驗時，就可以采用生活化的物理實驗教學。在這個過程中，教師可以搜集各種生活中常見的導體，如各種金屬、各種溶液等，然后在課堂上為學生進行演示，將導體電阻率的測量方法教授給學生，在此基礎上，為學生布置生活化的實驗任務，讓學生在課下運用所學的實驗方法，測量一種生活中常見導體的電阻率，然后上課之后分享經驗，交流心得。通過這樣的方式，就將學生的實驗學習代入到了現實生活中，在生活中運用了實驗知識，有效提升了教學效果。

（五）運用翻轉課堂，增強學生實驗學習能力

物理實驗教學重在實踐，只有讓學生親身實踐，才能使學生在動手動腦中，增強實驗學習的能力[6]。因此，在實驗教學中，教師還應當積極開展翻轉課堂，轉換師生地位，讓學生親自動手開展實驗，以此來獲得親身體會，使實驗學習能力得到增強，為實驗教學的順利開展奠定基礎。

比如：教師在教授“驗證機械能守恒定律”時，就可以運用翻轉課堂開展教學。在這個過程中，教師要對學生進行引導，讓學生根據所學內容，自主設計實驗，自主開展實驗，在這樣的過程中，學生不管是對所學理論知識，還是實驗教學內容，都會有一個深入的理解和體會，在親身實踐中增強實驗學習能力，促進實驗學習的發展與進步。

（六）運用多媒體，增強實驗教學的趣味性

興趣激發動力，學生只有實驗學習興趣濃厚，才會積極學習，特別是新高考改革以來，更強調讓學生認識到學習不僅僅是為了考試，更是學會知識運用，是為了提升學生綜合素養[7]。因此，教師在實驗教學中，就要以新高考的理念為依據，對實驗教學模式進行優化完善，通過多媒體教學的積極運用，轉變以往口授加演示的實驗教學方式，以此來將學生實驗學習的興趣調動起來，使學生全身心投入實驗教學當中，從而促進學生實驗學習[8]。

比如：教師在教授“探究加速度與力、質量的關系”時，教師可以先上網搜集一些日常生活中車禍的視頻，然后用多媒體為學生播放，讓學生分析這些車禍發生的原因，看看學生是否能夠總結出加速度與力、質量的關系。在此基礎上，教師用多媒體為學生演示加速度與力、質量關系的實驗動畫，在動畫效果的吸引下，學生就會將注意力集中到實驗學習中，感受實驗學習的樂趣，并且在直觀生動的演示下，學生就能對三者的關系有一個深入而明確的理解，從而使實驗教學的效果得到有效提升。

結束語

總而言之，實驗是物理課程改革的重要環節，是落實物理課程目標、全面提高學生科學素養的重要途徑，也是物理課程改革的重要資源。教師必須緊密結合新高考的要求，對實驗教學不斷創新，依靠科學的教學策略激發學生興趣，提升實驗教學效率，確保學科核心素養的培育，促進學生全面健康發展。

參考文獻

[1]尚永權.新高考背景下高中物理實驗教學有效性思考[C]//中國管理科學研究院教育科學研究所.2021教育科學網絡研討會論文集（五）.甘肅省慶陽第七中學，2021：3.

[2]趙連棟.新高考背景下高中物理實驗教學與智慧課堂有效結合實踐研究[J].科學咨詢（教育科研），2020（12）：235.

[3]張明.新高考改革背景下優化高中物理實驗教學的策略[J].科普童話，2019（31）：35.

[4]鄭偉.新高考改革背景下優化高中物理實驗教學的策略研究[J].試題與研究，2019（30）：129.

[5]周流.新高考改革背景下優化高中物理實驗教學的策略探討[J].文淵（高中版），2019（8）：595.

[6]江海云.淺析高中物理教學中學生創新能力培養路徑[J].高考，2019（36）：103.

[7]羅顏軍.新高考背景下高中物理教學創新模式初探[J].試題與研究，2020（22）：57.

[8]白會翔.新高考背景下高中物理教學創新模式芻探[J].成才之路，2020（6）：46-47.