新高考改革背景下如何優(yōu)化高中物理實驗教學

摘" 要：在當前新高考改革背景下，物理教師需要對現有的高中物理實驗教學進行優(yōu)化、改善，改變過往不重視物理實驗的現象。在此過程中，物理教師需要引導學生進行高效實驗學習，結合教學內容讓學生探究物理規(guī)律，并且充分發(fā)揮學生逆向假設思維進行實驗驗證以及探索學習，以此來提高學生的學習效率。

關鍵詞：新高考;高中物理;實驗教學

一、高中物理實驗教學的現狀以及存在的問題分析

（一）不重視物理實驗

在當今新課改背景下物理教師在物理教學過程中應當讓學生做到知行合一，即學生所學習到的理論知識需要在物理實驗中得到驗證，學生需要對理論知識進行驗證學習，以此來加深對相關理論知識的學習印象。同時，物理教師還需要在實驗教學過程中側重培養(yǎng)學生實踐操作能力，以此來提高學生的核心素養(yǎng)，但是部分物理教師在現階段高中物理教學中只注重對物理教學知識點以及教材上涉及的知識內容進行教學講解，并且采取題海戰(zhàn)術以及填鴨式教學策略，讓學生進行大量、反復的練習，而很少抽出時間讓學生進行實驗學習。并且在當前高中物理教學中還存在實驗教學時間嚴重不足的狀況，在當前高中物理教學期間物理教師需要盡可能給予學生更多個性化成長探究的空間。除此之外，大部分物理教師在教學講解的過程中只是讓學生通過死記硬背對相關物理公式進行記憶學習，而未讓學生充分探究物理公式內部所蘊含的本質原理。總體來說，由于在高中物理教學中缺乏物理實驗教學，學生很難探究相關知識背后的物理現象。

（二）缺乏有效的實驗教學方法

雖然部分中學在高中物理教學中也進行了物理實驗教學，但是物理教師所采用的教學演示方式以及演示技巧還存在相應的不足，具體來說，物理教師沒有在物理實驗教學過程中給予學生個性化探究學習的空間，學生往往根據課本上已有的知識內容來進行實驗學習，而未實現在實驗學習過程中的探究學習，造成這一現象的主要原因在于物理教師在實驗教學過程中沒有及時更新過往陳舊、落后的教學觀念，并且在物理實驗教學期間也未對學生的行為進行明確要求。除此之外，部分高中學校物理實驗教學資源存在相應的限制，比如實驗器材欠缺，很難保證每一位學生均有機會參與到實驗學習中，從而難以提高學生對相關物理知識的學習效率。

二、高中物理實驗教學優(yōu)化策略分析

當前在高中物理實驗教學中，物理教師應當注重提高學生的綜合素養(yǎng)，在實驗過程中，通過問題教學、現象教學提高學生對物理知識的觀察能力、分析能力和理解能力。同時，在當前素質教育的理念下，物理教師還需要將物理實驗學習探究的自主權交還給學生，讓學生在實驗學習過程中進行自主探究學習，還應當引入數字化、信息化的實驗學習平臺，通過仿真模擬、人工智能來給予每一位學生更加完整的物理實驗學習體驗。

（一）結合教學內容，實現自主學習

在當前高中物理實驗教學中，物理教師需要為學生指出相應的物理知識重點以及難點，并且明確在實驗教學中學生需要進行的實驗操作內容以及操作目的，采取由淺入深、循序漸進的教學指導方式，將原本抽象、難懂的物理知識以及物理原理轉變?yōu)槲锢憩F象、生活現象，以此來提高學生對于相關知識學習的掌握程度。物理教師在物理實驗教學過程中應當注重激發(fā)學生自主探究學習的意識，引導其將生活中以及課本上常見的物理現象進行有效關聯，并且在實驗室中進行學習驗證，以此來幫助學生構建良好的物理學科知識體系，打好學生的物理學科學習基礎，進一步提高學生的物理素養(yǎng)。

例如在探究摩擦力的實驗教學中，靜摩擦力的最大值要略大于滑動摩擦力，學生往往很難對相關知識原理進行更加直觀、深刻的理解，此時物理教師需要通過實驗教學，讓學生分別探究滑動摩擦力與靜摩擦力產生的條件，以及突變的過程，讓學生研究一個物體在受力平衡的情況下，從靜摩擦力到滑動摩擦力變化的過程，學生通過積極分析、探討，借用實驗器材進行探究，可以了解到當物體從靜止轉向運動之前其外力大小與靜摩擦力大小保持一致，而當外力達到某一特定值時，物體將開始運動，之后其滑動摩擦力的大小與接觸面的正壓力以及表面粗糙程度成正比，學生通過實驗記錄總結出最大靜摩擦力要略大于滑動摩擦力，雖然其中的具體原理需要學生在進行更高階段的學習之后才能夠有所領悟，但是通過此類實驗教學，學生能夠形成良好的學習印象。

（二）小組合作完成，引入生活化元素

在當前高中物理教學中，物理教師需要盡可能讓學生以小組合作學習的方式來進行物理實驗探究，以此提高學生的物理核心素養(yǎng)。在此過程中學生通過獨立思考、相互探討來發(fā)展自身的思維，實現思想碰撞，在實驗操作過程中進行學習配合，培養(yǎng)團結互助的精神，進而提高學生的物理學科素養(yǎng)。在此過程中，教師需要融入更多生活化的教學元素，讓學生通過生活現象來探討物理知識。具體來說，物理作為一門總結自然規(guī)律的學科，其源自生活，因此在高中物理實驗教學過程中物理教師也需要回歸生活，從生活中引導學生進行學習探究。

比如在“焦耳定律”的教學中，學生需要對電路進行有效分析，通過物理理論知識來探究導致物體產熱的根本原因，以及影響產熱的主要因素，以此形成良好的學科學習印象。此時，教師可以結合微波爐以及電熱烤箱的原理，向學生提問，無論是微波爐還是電熱烤箱，都在220V固定電壓下運作，為什么在加熱食物時電熱烤箱需要等待更多的時間，讓學生探究其中涉及的物理現象。此時，學生通過自主思考、相互交流，通過搜索網上的資料可以得出微波爐與電熱烤箱以不同的原理運作的答案，微波爐是通過微波震動的方式來引起食物內部的分子共振，在經過一段時間之后，便可以將食物加熱，因此微波爐的加熱方式是由內向外，其整個物質的加熱是均勻的;而電熱烤箱則是通過焦耳定律以及熱學定律，借助發(fā)熱源來將食物進行加熱，因此食物往往是從外到內慢慢受熱。此后，教師再讓學生探究在電烤箱內影響加熱效率的因素，讓學生在實驗室內分別控制不同的物理量來探究相應的物理規(guī)律。

在此過程中，教師需要將學生分為不同的學習小組，讓學生在學習小組內探討焦耳定律的本質。比如讓學生根據相應的公式將電壓、電流、時間作為變量，來探討它們之間的關系。之后教師還可以向學生拋出更進一步的問題，若把剛才電路中的電阻換成小風扇的話，在計算小風扇產生的熱量上有什么不一樣的地方，從而引出非純電阻的熱量應當怎樣計算的問題。學生在經過學習探究之后，發(fā)現通過測量小風扇的電壓、電流和時間，結合W=UIt只能測算出整個小風扇的電功，此時電功是不等于熱量的。同時學生還會觀察到逐漸增大小風扇兩端的電壓，風扇會從不轉到正常轉動，發(fā)現：電壓較小時，風扇不轉，此時可以將風扇當作純電阻來處理;若電壓較大，風扇正常轉動，此時風扇應當作非純電阻來處理。之后再根據能量的觀點得出總電功=輸出功+熱量，才可求出相應的熱量。整個分析過程相對較為復雜，學生需要具備較強的分析能力，因此學生之間需要通過相互協同、相互合作，才能夠找出物理規(guī)律。

（三）類比假設，實驗求證

在高中物理實驗教學過程中，學生需要具備相應科學思維，在此期間學生需要對相關知識定理的猜想和假設中存在的關鍵信息進行細致分析和探討，并且推導出特殊狀況下的物理特征，簡而言之，學生需要根據相應的實驗結果來推導出相應的物理現象，通過運用類比假設來探討物理知識，提高學習物理知識的效率。學生結合此類實驗探究的方法可以應對多種因素影響下的物理探究學習，學生需要合理利用科學思維，對其中存在的問題進行分析推導，從而使相關問題能夠得到進一步解決。

由于學生在學習新的物理知識時，往往很難以理解或接受相應的物理現象，此時教師需要充分利用學生思維的逆向來引導學生通過物理實驗的現象來驗證相關知識內容。比如當學生學習電勢能與電勢時，由于其涉及的概念相對較為抽象，學生需要判斷電荷在電場中是否具備相應的能量，但是在判斷的過程中，往往存在相應的想象障礙，學生很難通過已有的知識和認知做出精確的判斷。因此，教師需要引導學生將重力勢能與電勢能進行類比分析，以此來幫助學生理解領悟相應的電荷在電場中做功的狀況，將電場類比為重力場，通過類比學習來加深學生的學習印象。

在高中物理教學中，學生需要學習“加速度”與“力”之間的關系，對牛頓第二定律進行有效分析學習。此時教師應當讓學生對相關物理現象進行猜想，通過學習假設，結合生活中常見的交通圖片，幫助學生將所學習到的理論知識在生活實踐中進行有效應用，通過猜想假設來激發(fā)學生對于相關知識點的學習興趣。此時，教師需要將加速度、合力大小與質量之間的關系進行分析探討，并且?guī)椭鷮W生理順相應的學習思路，通過實驗驗證來證明自己的猜想。在具體的物理實驗過程中，教師應當讓學生學會運用控制變量法，根據實驗結果來探討實驗現象，在學生進行實驗學習時，教師需要適時進行教學指導，及時跟進學生在每個實驗操作階段所存在的具體學習問題，給予學生有效的教學引導。學生通過對數據的分析總結，可以計算出：當質量一定時加速度與合力大小成正比，而當合力大小一定時加速度與質量成反比。因此通過相應的實驗分析探討，學生可以總結出相應的物理規(guī)律，教師再將表示加速度、合力大小與質量之間關系的物理公式在黑板上板書出來，學生借此可以更好地完成對相關章節(jié)的學習。

（四）進行深度實驗探究，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識

在當前高中物理實驗教學期間，物理教師需要指導學生進行實驗操作學習，幫助學生完成對物理現象的分析學習，協助學生完成對物理規(guī)律的學習、總結，盡可能將物理知識理論與實驗進行有效結合，使學生具備獨立思考、分析問題的能力，通過教學引導的方式，設置有關實驗的問題，來幫助學生進一步完成實驗操作學習，從而得出實驗結論，完成對相關知識點的有效學習。

在此過程中，物理教師借用提問教學法能夠引導學生實現更加高效地學習，為學生在實驗探究過程中指明方向，同時也能夠使學生帶著疑問參與到實驗課堂的學習中，但是教師需要把握提問的方式以及提問的時機，結合當前學生實際的學習狀態(tài)，為其設置相應的學習問題，幫助其分析問題、解決問題，激發(fā)學生的探索欲。因此，教師需要將學生放在物理實驗教學的核心位置，秉承人本管理的思想理念，轉變過往填鴨式、照本宣科式的知識講解策略，提高學生參與課堂學習的積極性和主動性，轉變應試思維。

例如在傳感器應用的實驗教學中，物理教師需要為學生設置開放的實驗主題，通過提出問題、分析問題，讓學生探討相應的生活現象以及實驗現象。比如物理教師可以借用壓敏電阻讓學生嘗試在實驗室中模擬交通信號燈與拍攝違章的電路關系，學生通過自主學習探索，在教師由淺入深、循序漸進的問題引導下，能夠更加高效地完成實驗操作，如教師可以提問“如何將行人的重量與車輛的重量進行有效區(qū)分”，學生通過實驗分析探索之后可以找到答案，即可以根據通過壓敏電阻的電流值大小來判斷，當壓敏電阻受到的壓力相對較小時，其電阻較大，使得整個電路處于斷路狀態(tài)，而當車輛通過時，整個壓敏電阻受到的壓力相對較大，電阻值變小，使得線路處于閉合的狀態(tài)，從而引導拍攝儀抓拍違章。此時教師又可以提問“應當如何實現對壓敏電阻的精確管控”，學生通過分析計算以及實驗操作，回答“可以選擇在線路中增加其他的保護電阻，通過額外的電阻來管控線路中電流值的大小，以此來實現對壓敏電阻的有效調節(jié)”。

三、結語

總體來說，在當前高中物理實驗教學過程中，物理教師應當采取因材施教的教學策略，并且充分發(fā)揮學生在物理實驗學習過程中的積極性和主動性，進行深度實驗探究，結合物理教材的教學內容，完成對學生的實驗教學指導。

參考文獻：

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（責任編輯：鄒宇銘）