新課程背景下高中物理實驗教學有效方法探索

朱玲

【摘要】新課程背景下，核心素養成為了課程教育的指導方向和核心理念，物理作為一門實驗性課程，更應當從實際學情出發，培養學生的物理核心素養與各項綜合能力。本文圍繞高中物理實驗教學實踐，對于實驗教學設計的新方向、新模式提出一點看法和思考。

【關鍵詞】高中物理;新課程背景;核心素養;實驗教學

新課程背景下的物理實驗更加強調學生的自主性，側重于對其科學探究、物理思維、科學態度以及創新意識等多方面的均衡培養。作為教學的組織者與設計者，更應當從學科基本屬性與實際學情出發，探索更有助于學生成長發展的教學模式和策略方法。

一、高中物理實驗設計原則

1、目的性

目的性是教育的本質屬性，因此教師在設計物理實驗教學時既要遵循學生的認知規律，也要充分體現出一定的趣味性和創新性，是實驗的目的更加明確，提高學生的參與積極性，從而在實驗探究中獲取知識，形成技能。具體從教學實踐角度出發來看，任何一項實驗都需要依托于明確的目的，這是選擇實驗器材，確定實驗步驟，培養學生科學思維的重要前提條件。來到實驗教學過程中，教師則需要結合新課程標準所強調的核心素養理念，培養學生良好的物理觀念，通過實驗來滲透和傳遞物理規律與概念知識，幫助學生深入理解和把握事物的本質以及物質間存在的相互關系。最終，實驗教學結束，要落實對學生科學探究、數據收集、總結歸納、得出結論等各項能力的提升。

2、科學性

實驗是物理作為一門自然科學的基本屬性，也是重要特征，而教師在設計和呈現物理實驗時一定要確保實驗原理的科學性與實驗現象的真實性，以落實對學生科學求知態度的培養，切忌投機和造假。另一方面，物理學科核心素養中也強調了科學態度與責任這項內容，說的即是嚴謹認真、實事求是、規范操作的科學精神，在實驗過程中絕不隨意下定論，始終堅信科學實踐是檢驗真理的唯一標準。

3、參與性

新課標強調學生在教學活動中的主體性，因此只有使學生充分參與才能夠保證一切教學行為的有效性，在物理實驗教學中從設計實驗方案到把握實驗原理，再到確定實驗步驟，分析歸納數據等等，都應該體現出對于學生參與性和可操作性的考量，根據學生的已有認知經驗循序漸進地來實現實驗探究學習效果的理想化。

二、科學思維培養下的物理實驗

基于學生對物理概念和規律有一定認識的基礎上，教師要通過物理實驗來引導學生完整經歷猜想假設、分析、演繹推理、探究論證等一系列過程，使學生對于問題能夠形成一個批判質疑的態度，建立起一個成熟的科學思維。這里所指的科學思維是指邏輯、抽象、你想、發散、批判以及創新等高階思維，諸多方面所組成的科學思維是學生形成自主學習意識和實際能力的關鍵。課上，教師一般需要通過生活化的情境創設來為學生拋出一些問題，以問題來激發學生的質疑和探究興趣，從而進入到實驗探究環節當中。在實驗設計中，教師可以讓學生通過自己或與同伴合作的方式來擬定方案，充分表現自己的思維觀點，進而具現化到實驗步驟當中，這是一個從理論到實際的過程，是一個不斷試錯和改正的過程。物理實驗本質上對于程序性知識的驗證，所以需要依托于一定的方法來進行建構，從而能夠使學生概括描述物理問題，沿著正確的思路一步一步走下去，直至解決問題。

根據學生的已有認知經驗來結合實驗的優缺點進行選擇是一種較為科學合理的教學設計思路。演示實驗，實驗現象較為明顯且容錯率高，不會占用課堂太多的時間;驗證實驗，實驗各步驟十分明確，且是在已知結論的情況下進行，目的是增強學生對于知識的理解以及實驗操作素養。這兩種實驗都過于強調實驗本身，而忽視了學生的主體性以及思維的發展性，那么教師則應當更多地去考慮探究性實驗，本著遷移學生思維，幫助其內化知識的目標出發，來實現實驗教學的高質量生成。

例如，在“探究物體的加速度與作用力關系”實驗中，教師可以根據教材實驗圖來進行方案改進，利用雙小車的方式來引導學生進行新實驗，從而驗證牛頓第二定律。首先，取來兩個質量相同的小車，將小車置于光滑的水平桌面上，要求同時釋放和停止，感受兩小車位移的比與加速度的比相等。左邊小車的拉力由小盤中的砝碼來決定，小盤依靠滑輪懸掛于桌子一側，通過該裝置在進行實驗時，教師要保證小盤、小車和砝碼三者的總質量不變，在此基礎上引導學生通過調整砝碼來改變力和加速度，從而得知二者之間的關系。根據所學知識與裝置水平方向上的實際情況得出，mg-T=ma，T=ma，則a=mg/m+M。該裝置的實驗方案體現出最明顯的優勢就是不用保證兩個小車的質量會遠大于拉力。在這個實驗中，教師可以為裝置增加氣墊導軌和力傳感器（也可以用彈簧測力計替代）。將打點計時器、紙帶、小車置于同一水平面上，桌子另一端放置兩個滑輪，一個滑輪支撐在桌子拐角處，用彈簧測力計勾住下垂處的滑輪，再用下垂滑輪懸掛鉤碼，依托于裝置的改進，在此基礎上還可以增加遮光條、物塊、光電門等器材，目的就是利用氣墊導軌來使摩擦力無需平衡，利用力傳感器或彈簧測力計很方便地直接測出拉力，減少了實驗原本會產生的系統誤差。通過改進實驗來提高學生的自主設計與邏輯推理能力。

綜上所述，高中物理實驗教學應當始終秉承物理學科核心素養與素質教育內涵的理念，注重每次實踐后的反思，在交流、探討、實踐、反思中不斷調整、改進和優化，設計出真正符合學生實際認知特點且對其成長發展有積極意義的實驗課堂。

參考文獻：

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