新課改背景下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略探究

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要構(gòu)成部分。在新課改背景下，教師有必要采取新的教學(xué)方法落實(shí)高中物理教學(xué)工作，推進(jìn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展。文章立足新課改背景分析了當(dāng)下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足，同時(shí)指出了教師可通過(guò)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)情境、演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程、組織合作討論、組織操作活動(dòng)、指導(dǎo)歸納分享、落實(shí)隨堂練習(xí)六種方式優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，希望為進(jìn)一步提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Πl(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：高中物理；新課改；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G427" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號(hào)：2097-1737（2024）18-0025-03

教育部《關(guān)于做好普通高中新課程新教材實(shí)施工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，教師應(yīng)當(dāng)優(yōu)化教學(xué)管理、綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)工作方式，為推動(dòng)高中課程改革做好準(zhǔn)備。

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）指出，教師應(yīng)當(dāng)采取多種教學(xué)方法開(kāi)展形式多樣的指導(dǎo)活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生在活動(dòng)中豐富知識(shí)儲(chǔ)備，發(fā)展核心素養(yǎng)。在此背景下，高中物理教師應(yīng)當(dāng)反思實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足，思考優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略，為不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)細(xì)節(jié)、促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ嵘龊脺?zhǔn)備。

一、目前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足

第一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)偏移。目前的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以傳授實(shí)驗(yàn)知識(shí)為主，忽略了對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維的培養(yǎng)以及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ腻憻?，?dǎo)致學(xué)生只了解實(shí)驗(yàn)知識(shí)，缺乏應(yīng)用實(shí)驗(yàn)工具獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力。

第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一。部分高中物理教師傾向于應(yīng)用注入教學(xué)法、灌輸教學(xué)法等方法傳授實(shí)驗(yàn)知識(shí)。此類教學(xué)方法無(wú)法讓學(xué)生充分參與到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，容易使學(xué)生的學(xué)習(xí)陷入被動(dòng)，難以在學(xué)習(xí)過(guò)程中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、探究實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。

第三，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的隨堂練習(xí)內(nèi)容不配套。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分教師不是根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)成果鞏固需要整理練習(xí)內(nèi)容，而是僅為學(xué)生出示教科書(shū)后的練習(xí)題。這樣雖然能鞏固學(xué)生的課上所學(xué)成果，但不利于學(xué)生遷移思維、發(fā)散思維，難以使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫竭M(jìn)一步的提升。

二、新課改背景下優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體策略

（一）創(chuàng)設(shè)生動(dòng)情境，引發(fā)物理實(shí)驗(yàn)興趣

在課堂上創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的教學(xué)情境有助于增加高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性[1]。在新課改背景下，高中物理教師應(yīng)當(dāng)使用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣。情境教學(xué)法是一種趣味教學(xué)方法，主要被用作課堂導(dǎo)入教學(xué)。教師可在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初始階段應(yīng)用此教學(xué)方法，利用生動(dòng)的情境巧妙導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，潛移默化地增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣的有效培養(yǎng)。

以魯科版高中物理必修（第一冊(cè)）“科學(xué)測(cè)量：做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度”一課為例。教師可以使用多媒體教學(xué)工具為學(xué)生創(chuàng)設(shè)如下生動(dòng)情境，引發(fā)學(xué)生的探究興趣：讓學(xué)生觀看奧運(yùn)會(huì)100米跑項(xiàng)目比賽視頻，并在此過(guò)程中滲透實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容——這些運(yùn)動(dòng)員的速度是多少？應(yīng)該用平均速度評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員跑步的快慢，還是用瞬時(shí)速度評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員跑步的快慢？我們都知道平均速度怎樣計(jì)算，那么瞬時(shí)速度怎樣計(jì)算呢？該如何測(cè)算瞬時(shí)速度？這樣一來(lái)，教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)運(yùn)動(dòng)情境、提出物理問(wèn)題的方式增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的感染性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并讓學(xué)生在興趣作用下探究相應(yīng)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)。之后，教師切入實(shí)驗(yàn)教學(xué)主題：如何測(cè)量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度？由此主題驅(qū)動(dòng)學(xué)生聯(lián)想過(guò)去所學(xué)知識(shí)，主動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

在上述案例中，教師根據(jù)教學(xué)主題應(yīng)用多媒體教學(xué)工具為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)了學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題的探究興趣。之后，教師再提出系列問(wèn)題，由問(wèn)題激活學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)，能夠讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)探究的角度思考相關(guān)問(wèn)題，并主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

（二）演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，激發(fā)物理操作意識(shí)

教師通過(guò)口述的方式為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，難以使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容形成直觀認(rèn)識(shí)[2]。要想在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有效激發(fā)學(xué)生的物理操作意識(shí)，教師可以應(yīng)用視覺(jué)教學(xué)手段和聽(tīng)覺(jué)教學(xué)手段開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的操作意識(shí)。因此，教師可將演示教學(xué)法應(yīng)用到高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，利用充足的實(shí)驗(yàn)工具為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、觀察、記錄的全過(guò)程，讓學(xué)生在觀看的過(guò)程中形成操作意識(shí)。與此同時(shí)，教師還可在演示操作流程的過(guò)程中提出問(wèn)題，進(jìn)一步引發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的探究。

以魯科版高中物理必修（第一冊(cè)）“科學(xué)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(xì)繩、三角板、圖釘?shù)葘?shí)驗(yàn)器材，為學(xué)生演示物理實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)彈簧秤分別掛在細(xì)繩上，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長(zhǎng)至結(jié)點(diǎn)，達(dá)到某一位置，此時(shí)記錄結(jié)點(diǎn)位置、細(xì)繩拉扯方向、兩個(gè)彈簧秤的示數(shù)；只用一只彈簧秤通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置，記錄細(xì)繩方向、彈簧秤的示數(shù)。在演示過(guò)程中，教師可以提出問(wèn)題，如：怎樣選擇研究對(duì)象？怎樣保證兩個(gè)分力的作用效果與一個(gè)合力的作用效果相同？怎樣準(zhǔn)確記錄一個(gè)力？如此，教師通過(guò)演示增強(qiáng)了學(xué)生的視覺(jué)感受，通過(guò)提問(wèn)增強(qiáng)了學(xué)生的聽(tīng)覺(jué)感受，讓學(xué)生在觀察、思考的過(guò)程中領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)操作方法。

在上述案例中，教師應(yīng)用實(shí)驗(yàn)器材為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，并在演示過(guò)程中提出具體問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生的操作意識(shí)。

（三）組織合作討論，激活物理實(shí)驗(yàn)思維

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師集中學(xué)生的意見(jiàn)與智慧可以收獲更好的教學(xué)效果[3]。在新課改背景下，教師不能用“一言堂”的教學(xué)模式進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，否則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)機(jī)械模仿的問(wèn)題。教師可以將合作教學(xué)法應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中。圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，教師可組織學(xué)生以小組為單位合作討論，提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)、說(shuō)明實(shí)驗(yàn)思路、交換實(shí)驗(yàn)想法，讓學(xué)生在思考、交流的過(guò)程中學(xué)會(huì)從不同角度看待實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，發(fā)散學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)思維。

以魯科版高中物理必修（第二冊(cè)）“科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律”一課為例。為在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中激活學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、探究思維，教師可布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)：“如何設(shè)計(jì)能夠驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的物理實(shí)驗(yàn)？”基于此任務(wù)，教師可組織學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論，得出以下結(jié)論：需要明確實(shí)驗(yàn)主題及實(shí)驗(yàn)原理；需要確定實(shí)驗(yàn)方案；需要準(zhǔn)備完善的實(shí)驗(yàn)器材……在學(xué)生明確大致思路后，教師可細(xì)化任務(wù)，如“實(shí)驗(yàn)步驟該如何規(guī)劃”，引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步討論。學(xué)生在討論過(guò)程中探究安裝實(shí)驗(yàn)器材、接通和關(guān)閉電源的操作方法以及可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，由此激活學(xué)生的推理、抽象、檢驗(yàn)等物理實(shí)驗(yàn)思維。

在上述案例中，教師圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)主題布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，由任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作前進(jìn)行客觀分析、理性推理，讓學(xué)生合作探究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)思維的有效激活。

（四）組織操作活動(dòng)，鍛煉實(shí)驗(yàn)操作能力

培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力是新課改背景下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目標(biāo)[4]。要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，教師需要為學(xué)生提供更多學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)，確保學(xué)生在操作過(guò)程中感悟?qū)嶒?yàn)方法。為此，教師可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中組織操作教學(xué)活動(dòng)。教師通過(guò)組織學(xué)生以小組為單位合作整理實(shí)驗(yàn)工具，合作完成實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組裝、實(shí)驗(yàn)條件的控制、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄，能夠讓學(xué)生在操作、記錄的過(guò)程中積累實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)操作能力。

以魯科版高中物理必修（第三冊(cè)）“科學(xué)測(cè)量：金屬絲的電阻率”一課為例。為使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中掌握螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法，學(xué)會(huì)應(yīng)用伏安法測(cè)量電阻的阻值、測(cè)量金屬的電阻率，教師可在課上組織“測(cè)金屬絲的電阻率”這一操作活動(dòng)。在活動(dòng)中，教師可組織學(xué)生以小組為單位，合作分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，收集?shí)驗(yàn)資料，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，如測(cè)定金屬絲直徑的器材、連接電路的器材、測(cè)量長(zhǎng)度的器材等。之后，教師組織學(xué)生合作完成實(shí)驗(yàn)操作，確保學(xué)生在操作活動(dòng)中能夠鍛煉實(shí)驗(yàn)測(cè)量、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)器材整理等能力，積累實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)。

在上述案例中，教師根據(jù)課程教學(xué)目的組織實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)，并在活動(dòng)中組織學(xué)生合作完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、操作、整理工作，有利于確保學(xué)生在參與活動(dòng)的過(guò)程中積累操作經(jīng)驗(yàn)，鍛煉實(shí)驗(yàn)操作能力。

（五）指導(dǎo)歸納分享，總結(jié)物理實(shí)驗(yàn)技巧

培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)性思維可使學(xué)生養(yǎng)成系統(tǒng)分析、系統(tǒng)記憶的學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的內(nèi)化吸收。在新課改背景下，教師應(yīng)當(dāng)發(fā)揮自身的指導(dǎo)作用，在課上指導(dǎo)學(xué)生在小組或班級(jí)范圍內(nèi)歸納實(shí)驗(yàn)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)方法，讓學(xué)生在歸納、分享的過(guò)程中回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程，總結(jié)實(shí)驗(yàn)方法以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)認(rèn)知。

以魯科版高中物理必修（第三冊(cè)）“科學(xué)測(cè)量：用多用電表測(cè)量電學(xué)量”一課為例。在完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，教師可以組織學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)收獲，并用表格歸納分享內(nèi)容。例如，有學(xué)生分享了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意觀察多用電表指針是否在左側(cè)電流“0”刻度，若不在此刻度，要用螺絲刀對(duì)其進(jìn)行調(diào)零操作。在學(xué)生結(jié)束分享后，教師可適當(dāng)補(bǔ)充，進(jìn)一步完善學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，確保學(xué)生通過(guò)總結(jié)豐富自身實(shí)驗(yàn)技巧。

在上述案例中，教師在完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)后組織開(kāi)展學(xué)生總結(jié)、師生互動(dòng)總結(jié)的教學(xué)活動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)學(xué)生系統(tǒng)歸納實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)操作方法，確保學(xué)生在總結(jié)過(guò)程中豐富自身實(shí)驗(yàn)技巧。

（六）落實(shí)隨堂練習(xí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)遷移能力

高中物理教師在實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后落實(shí)隨堂練習(xí)，可以鞏固學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)階段的所得，同時(shí)激活學(xué)生的知識(shí)遷移、技能遷移思維，使學(xué)生在解決隨堂練習(xí)題的過(guò)程中形成應(yīng)用實(shí)驗(yàn)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究水平[5]。在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)主題整理隨堂練習(xí)題，按照由簡(jiǎn)到難的順序依次呈現(xiàn)題目。教師可先組織學(xué)生回答簡(jiǎn)單問(wèn)題，激活學(xué)生的答題思維，再組織學(xué)生綜合已掌握知識(shí)和已有解題經(jīng)驗(yàn)解決復(fù)雜問(wèn)題，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)以致用的能力。

以魯科版高中物理選擇性必修（第一冊(cè)）“科學(xué)測(cè)量：用單擺測(cè)量重力加速度”一課為例。為使學(xué)生學(xué)會(huì)使用單擺測(cè)重力加速度，學(xué)會(huì)減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法并將其運(yùn)用到物理解題過(guò)程中，教師可在實(shí)驗(yàn)教學(xué)完成后依次出示如下練習(xí)題。

（1）“用單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，依照教材實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量的物理量應(yīng)該是_________、_________ 、_________ ，其公式為 _________ 。（2）用單擺測(cè)量重力加速度根據(jù)的原理是什么？（3）某用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)如下：擺長(zhǎng)（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(jù)上述數(shù)據(jù)，做出T2-l圖像。

三道習(xí)題分別考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理的掌握情況以及學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖像的能力。教師通過(guò)設(shè)計(jì)此類習(xí)題開(kāi)闊學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的視野，能夠使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中形成實(shí)驗(yàn)遷移能力。

在上述案例中，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后按照由簡(jiǎn)到難的順序設(shè)計(jì)了三道習(xí)題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)知識(shí)并遷移應(yīng)用相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能，促進(jìn)了學(xué)生能力的綜合發(fā)展。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在教學(xué)內(nèi)容單一、教學(xué)過(guò)程僵化的問(wèn)題，不利于學(xué)生理解與學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能。新課改背景下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)以挖掘?qū)W生的實(shí)驗(yàn)潛能、提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)。要想滿足《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，教師需要深入反思當(dāng)下實(shí)驗(yàn)教學(xué)不足的原因，同時(shí)根據(jù)具體原因嘗試不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化方法，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。為此，高中物理教師應(yīng)當(dāng)積極將情境教學(xué)法、演示教學(xué)法、討論教學(xué)法、活動(dòng)教學(xué)法等應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)組織多樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，為學(xué)生提供更多實(shí)驗(yàn)分析、操作、總結(jié)的機(jī)會(huì)，確保學(xué)生在活動(dòng)中有更多收獲。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)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(xué)，中級(jí)職稱，本科學(xué)歷。