新高考背景下高中物理實驗教學探究

【摘要】隨著新高考改革的推進，高中物理教學迎來了新的要求和挑戰(zhàn).為了更好地培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)，教師在日常教學中要落實新高考的理念，精心設計實驗教學，讓學生在觀察、思考、操作、記錄、總結的過程中，深入地理解和記憶物理知識，把抽象的理論、規(guī)律與具體的實驗現(xiàn)象聯(lián)系起來.本文從新高考的背景出發(fā)，對高中物理實驗教學的問題進行分析，并在此基礎上提出幾點教學策略.

【關鍵詞】新高考；高中物理；實驗教學

高中物理課程知識具有較強的抽象性，學習理解的難度較高.在高考升學的壓力下，許多教師過于重視理論知識的講解，很少開展物理實驗活動，認為實驗活動需要花費較多的時間，會導致教學進度放緩.但事實上，實驗不僅是研究物理學的基礎，也是學好物理的必要環(huán)節(jié).學生僅靠閱讀、聽講得來的間接經(jīng)驗，很難真正理解相關的物理規(guī)律和原理.近年來，高考越來越重視對物理實驗技能、實驗過程的考查，所以教師要正視當前實驗教學中的問題與不足，并積極探索改進物理實驗教學的有效途徑.

1 高中物理實驗教學的問題

1.1 學生的操作經(jīng)驗較少

高中物理教學具有知識多、任務重、時間緊的特點，課時安排比較緊湊.為了提升教學效率，許多教師都會用口頭講解或多媒體演示的方式代替實驗操作，向學生簡要說明實驗的過程、現(xiàn)象、結論等，而不會帶領學生走進實驗室.這種方式看起來效率較高，但學生難以形成深刻的理解和記憶，容易出現(xiàn)記錯、漏記實驗步驟的現(xiàn)象.有的教師雖然會組織操作性的實驗活動，但通常以自身的操作演示為主，或者讓個別優(yōu)秀的學生進行演示，大部分學生只能被動地在一旁觀看，缺乏動手參與的機會.在這種實驗教學模式下，學生雖然記住了相關的物理概念，但沒有積累真實的操作經(jīng)驗，對實驗過程、現(xiàn)象的記憶并不深刻，無法將理論知識與現(xiàn)實世界緊密地聯(lián)系起來，實驗操作能力難以獲得有效的提升，在解答實驗類題目的時候也很容易出現(xiàn)錯誤.

1.2 實驗教學存在形式化現(xiàn)象

近年來，在新課程標準的要求下，學校、教師對實驗教學的重視程度有所提升，有時會安排一些實驗活動，但采用的教學方法較為陳舊單一，實驗過程存在形式化的現(xiàn)象.有的教師害怕學生做錯而導致浪費時間、弄壞器材，嚴格掌控學生的實驗過程，要求學生按照既定的實驗方案操作，以此來獲取教師或課本要求得到的實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù).在這一過程中，學生只是被動地按照教師、教材的要求去操作，本身沒有經(jīng)歷深度的思考與探究，思維能力得不到有效的鍛煉，雖然能夠得到正確的實驗結論，但他們不明白為什么要這樣做實驗，實驗中可能會出現(xiàn)哪些意料之外的問題，以及怎樣去解決這些問題.有的教師會通過做測試題的方式，加深學生對物理實驗的記憶，但這種方式無法激發(fā)學生的物理學習興趣，還會增加他們的心理負擔，從而降低學生對物理實驗活動的積極性.思考與探究是科學進步的源泉，而形式化的物理實驗教學活動缺乏開放性與創(chuàng)造性，忽視了學生本身的感受和體驗，難以達到理想的育人效果.

1.3 實驗教學目標不夠全面

新課程標準強調(diào)促進學生的全面發(fā)展，培養(yǎng)學生良好的核心素養(yǎng)，教師不僅要關注學生對課本知識的掌握情況，還要重視他們能力、觀念、情感等方面的發(fā)展情況.但從當前的實驗教學目標來看，教師大多側重于知識和能力目標，要求學生記住實驗的原理、步驟、現(xiàn)象、結論等，但對于情感態(tài)度與價值觀方面的目標不夠重視，學生難以從實驗活動中獲得愉悅、滿意、歡樂等積極的情感體驗.蘇霍姆林斯基將學生的智力比作種子，將學生的情感比作土地，認為只關心種子而忘了耕地，就等于撒下種子喂麻雀.因此，高中物理教師應當設立全面、多維的實驗教學目標，以學生的全面發(fā)展為導向，充分發(fā)揮物理實驗活動的價值.

2 新高考背景下高中物理實驗教學的改進對策

2.1 合理設置實驗專題，引發(fā)學生興趣

高中物理課程的知識點較多且較零散，學生在學習過程中容易出現(xiàn)顧此失彼的情況，難以構建起完整的知識系統(tǒng).為了解決物理實驗活動內(nèi)容的“碎片化”問題，教師要根據(jù)單元內(nèi)容與實驗要求，設計具有趣味性的實驗專題，以專題為核心，將相關的物理概念、規(guī)律、器材、操作方法等整合起來，促使學生深入理解知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，構建系統(tǒng)化的知識網(wǎng)絡.同時，考慮到高中物理實驗具有一定的難度，教師要指導學生進行合理分組，增進學生之間的互動交流，指導每個小組合理分工，圍繞實驗專題制訂實驗方案.

例如 在教學“速度變化快慢的描述——加速度”的時候，教師可設計實驗專題活動：探究硬幣下滑過程中的加速度.讓學生4～5人結成一個小組，通過組內(nèi)討論制訂實驗方案，由教師對方案的科學性與可行性進行評估，然后指導各小組準備器材、開展實驗.如有的小組用直尺和厚書本搭建了一個斜面，把紙板粘貼在斜面上，將硬幣放在斜面頂端，輕輕推動硬幣，使硬幣在斜面上勻速下滑.有的小組則將紙板、硬幣和打點計時器結合了起來，通過對紙帶上點的距離的分析，計算硬幣在運動過程中的加速度情況.在實驗過程中，學生們認真地觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)，并充分運用所學知識分析硬幣的受力情況和運動過程，可對加速度的概念形成深入的認識，同時也可鍛煉學生的實驗操作能力，使他們感受到實驗探究的樂趣.

2.2 依據(jù)實驗重組教材，構建知識板塊

在高中物理課程中，各個章節(jié)的內(nèi)容之間有著密切的聯(lián)系，包含的物理實驗也比較多，所以教師不能刻板地按照教材進行授課，而是要深入分析教材，根據(jù)實驗活動的要求，對課本內(nèi)容進行合理的重組，幫助學生更好地理解物理知識之間的聯(lián)系，構建出邏輯嚴密、條理清晰的物理知識板塊.

例如 教師可以圍繞“力學”的主題，對相關的物理實驗進行整理：

（1）彈力.用激光筆顯示微小形變；用放大思想方法顯示硬質玻璃瓶的形變；研究彈簧彈力大小與伸長量的關系.

（2）摩擦力.筷子提米；巧測滑動摩擦力；自制傳送帶模型研究摩擦力；氣墊導軌減少摩擦力原理分析.

（3）力的合成與分解.用橡皮筋研究進行力的合成、變力平衡問題；驗證力的合成平行四邊形定則；橋梁模型制作；用力的合成原理巧測棉線最大拉力；用力分解原理巧拉汽車.

（4）牛頓定律應用.探究牛頓第二定律；估測硬幣與紙間的動摩擦因數(shù)；探究硬幣被紙條帶動的總位移的大小；探究小球與光滑斜面一起加速并相對靜止所需的加速度大小.

（5）超重與失重.研究電梯運動過程中的體重變化；用可樂瓶驗證完全失重現(xiàn)象.

教師可讓學生將學過的實驗集中整理到筆記本上，根據(jù)實驗內(nèi)容進行歸類整理，形成不同的知識板塊，以便隨時查閱翻看，不斷加深學生對物理實驗的理解與記憶.

2.3 關注學生的真實體驗，鼓勵動手探究

在傳統(tǒng)的高中物理教學中，教師大多會采用語言講解的方法，向學生說明實驗的原理、步驟、結論等，教學過程較為枯燥抽象，難以獲得理想的效果.近年來，多媒體設備走進了課堂，許多教師會組織學生觀看物理實驗的演示視頻，這種方式較為形象直觀，但也不能帶給學生真實的體驗.“百聞不如一見，百見不如一練.”高中物理教師要協(xié)調(diào)好理論講解與實驗活動的關系，為學生提供更多操作實踐的機會，讓學生在豐富多彩的實驗活動中積累真實的探究學習經(jīng)驗，引導學生在物理實驗情境中觀察、思考、操作和總結.

例如 以“磁場對通電導線的作用力”為例，本課的教學重點是安培力與左手定則，但由于磁場和電流難以用肉眼來觀察，所以學生在學習中會感到晦澀難懂.為了幫助學生更好地掌握本課內(nèi)容，教師可組織實驗活動，指導學生利用電源、導線、開關、磁鐵、導體棒等器材，動手制作實驗裝置.連接好電路后，讓學生閉合開關，觀察導體棒的運動狀態(tài).接著，要求學生改變電流的方向，可以發(fā)現(xiàn)導體棒開始向相反的方向運動.然后，教師讓學生調(diào)換磁鐵的兩極位置，這時導體棒再次向反方向運動.最后，教師讓學生對三次實驗現(xiàn)象進行對比與歸納，從中總結物理規(guī)律，得出“左手定則”的結論，并讓學生通過多次實驗操作檢驗左手定則的正確性.教師通過物理實驗操作活動，能夠充分調(diào)動他們思維的活躍性，使其在手腦并用的過程中，深入準確地理解物理知識，達到“知其然更知其所以然”的學習效果.

2.4 結合生活設計實驗，解決實際問題

物理知識源自現(xiàn)實生活，并且在生活中有著廣泛的應用.新高考強調(diào)對學生問題解決能力的考查，學生不僅要記住課本上的理論知識，還要能夠靈活運用所學知識分析和解決現(xiàn)實生活中的問題.因此，高中物理教師在設計實驗活動的時候，要適當?shù)亟Y合現(xiàn)實生活，引入學生熟悉的相關生活

事務和現(xiàn)

象，使學生感受到物理知識和技能在社會生活、生產(chǎn)中的應用價值，增強他們對物理課程的學習積極性.

例如 在教學“超重與失重”的時候，教師提出問題：“同學們，你們乘坐過電梯嗎？當電梯開始上升和停止的時候，你們會產(chǎn)生什么樣的感受？”讓學生聯(lián)想自己的生活經(jīng)驗進行思考和討論，結論為：當電梯加速上升的時候，感到電梯對人腳底的壓力增大；當電梯停止的時候，產(chǎn)生“上浮”感.然后，教師可讓學生站在體重秤上，先快速下蹲，然后快速站起來，觀察體重秤上數(shù)值的變化情況，通過這個簡單的實驗，讓學生理解“超重”和“失重”的概念.接著，教師可列舉一些超重與失重在實際生活中應用的例子，比如游樂園中的很多設施都會使人產(chǎn)生超重感和失重感，一般的人很難適應，所以身體素質不好的人不能乘坐這些設施；又如為了適應太空環(huán)境，航天員需要在人為創(chuàng)造的失重環(huán)境中進行大量的訓練；在失重條件下，熔化的金屬液滴呈絕對球形，從而制作出絕對球形的軸承滾珠，解決軸承的磨損問題等.借助這些實例，讓學生了解超重與失重相關知識的實用價值，培養(yǎng)學生運用物理知識解決現(xiàn)實問題、改善生活的意識，提升學生的科學責任感，增強學生對物理學科的探究興趣.

3 結語

綜上所述，新高考對物理實驗教學提出了更高的要求，實驗教學有助于深化學生對理論知識的理解，培養(yǎng)他們的實踐操作能力，使學生形成豐富多樣的認知體驗.但當前的高中物理實驗教學存在一定的問題與不足，教師要正確看待實驗活動對學生物理素養(yǎng)發(fā)展的意義，改變傳統(tǒng)的教學模式，把控好理論講解與實驗活動的課時比例，合理設計實驗專題.依據(jù)物理實驗整合教材知識，為學生提供更多動手操作的機會，使他們參與實驗的過程中產(chǎn)生真實的認知體驗.同時，也要注意理論知識與現(xiàn)實生活之間的聯(lián)系，在物理實驗中融入生活元素，以此來拉近物理課堂與生活之間的距離，降低物理學習的難度，讓學生認識到物理知識的重要價值，增強學生參與物理實驗活動的動力，激發(fā)學生對物理課程的學習熱情.

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