新高考背景下構建高中物理實驗教學高效課堂策略探析

摘 要：隨著教育改革的深入，新高考制度逐漸在全國范圍內推行，對高中物理實驗教學提出更高的要求。新高考體系著重培育學生的核心素養，涵蓋物理認知、科學邏輯、實驗探究能力、科學態度及責任感等多個維度，并且強調對學科綜合素養的全面評估。本文分析物理實驗在高中物理教學中的重要性以及新高考背景下高中物理實驗教學改革原則，從多方面入手論述構建高效實驗課堂策略。

關鍵詞：新高考；高中物理；實驗教學；高效課堂

作為物理學科不可或缺的一環，物理實驗不僅能夠促進學生深入理解物理原理與定律，還鍛煉其觀測力、解析力及問題解決技巧。然而，現行物理實驗教學模式面臨諸多挑戰，諸如實驗項目單一化、教學手段老化、評估機制不健全等，這些因素限制教學效果的優化[1]。為此，構建高效的物理實驗課堂體系，需從多維度著手：首先是更新實驗教學理念，其次是拓寬實驗內容范疇，再次是探索創新的教學方法，最后是健全實驗教學評價機制。采取上述策略，旨在激發學生的探索熱情與求知欲，增強實驗教學的針對性與有效性，為學生的物理學習旅程及全面發展奠定堅實基礎。

一、物理實驗在高中物理教學中的重要性

（一）深化理論理解

物理知識學習常起始于抽象的公式與概念，而實驗操作則為學生搭建了一座橋梁，以將理論知識具體化。通過親自操控實驗裝置，觀測物理現象，采集數據并解析結果，原本難以捉摸的理論內容變得鮮活且直觀。實驗環節的親身實踐，宛若為理論知識披上了一襲生動的外衣，促使學生能更深入地洞察物理定律與原理的核心本質。

（二）培養實踐能力

在物理實驗領域內，學生需將習得的理論知識轉化為實操技能。實驗的設計規劃、儀器的籌措、操作流程直至數據的記錄與解析，每一個步驟均是對學生動手實踐能力及問題解決策略的嚴峻考

驗[2]。經由實驗途徑，學生掌握了將理論知識應用于解決實際難題的方法，此等能力的培養對其日后的學術探索與職業生涯均意義非凡。

（三）提升科學素養

科學素養不僅涵蓋對科學知識的把握，更側重對科學方法論的領悟與踐行，以及對科學態度的秉持。在物理實驗的實踐中，學生需遵循嚴謹的科學探究流程：提出假設、規劃實驗、采集數據、解析結果直至推導結論。此流程不僅傳授了學生科學研究的技藝，更為關鍵的是，它培育了學生尊重客觀事實、勇于開拓探索、敢于質疑的科學素養精髓。這種科學素養的提升，將持久地伴隨學生的成長軌跡，化作他們探索未知領域時的堅實依托與銳利武器。

（四）培養嚴謹態度

在物理實驗進程中，學生需保持高度的專注與細致，任何細微的疏忽均可能引發實驗結果的偏誤乃至失敗。故而，學生應當培育嚴謹的實驗作風，嚴格遵守實驗流程，精確記錄實驗數據，并客觀剖析實驗結果[3]。此等嚴謹性不僅在物理實驗領域內舉足輕重，更是學生未來生活與職業生涯中不可或缺的品質。它教導學生如何審慎對待工作與學習的每一個細節，以及如何秉持負責任的態度去應對每一項挑戰。

二、新高考背景下高中物理實驗教學原則

（一）目標性

鑒于新高考制度對綜合素質評價的高度關注，高中物理實驗教學已不再局限于單一的知識傳授模式，而是轉向更加重視培育學生的物理認知、科學邏輯思維、主動探索精神以及科學倫理與責任感等核心素養。在構建實驗教學框架時，必須清晰界定教學目標，確保這些目標既嚴格遵循課程標準的指導，又緊密貼合學生個性化成長的需求。因此，實驗教學的規劃應聚焦于核心科學概念，借助精心策劃的實驗環節，引領學生深刻洞察物理現象背后隱藏的基本法則，并在此過程中鍛煉他們的批判性思考能力、創新實踐能力和團隊合作技巧[4]。為實現這一目標導向的優化，教師需要持續革新教育理念，將核心素養的培育融入每一項實驗設計中，確保學生每次踏入實驗室，都能朝著全面能力提升的目標穩步前行。

（二）層次性

在新高考制度的推動下，教育愈發強調學生的個性化發展路徑。高中物理實驗教學應當秉持層次性教學原則，依據學生的認知層次、興趣偏好及學習能力差異，精心設計一個從簡單到復雜、由表及里的實驗序列。此原則意味著實驗內容需涵蓋基礎性的驗證實驗，以及更具探索性、設計性和創新性的實驗項目，旨在全面滿足不同學習水平學生的需求。通過這樣的分層教學策略，不僅能夠系統地幫助學生構建起物理知識架構，還能有效激發他們的探索欲，確保每位學生在各自的基礎上取得進步[5]。此外，層次性原則還體現在對學生實驗活動的個性化指導上，要求教師根據學生的實際情況，給予及時且恰當的支持，激勵學生依據自身能力勇于嘗試更高層次的實驗挑戰，從而促進其個性化成長與發展。

（三）科學性

在新高考教育背景下，物理實驗教學的核心在于其科學性。教學不僅需恪守物理學的基本法則，還需與時俱進，緊密結合科技發展趨勢，巧妙融入現代信息技術元素，以期提升實驗的精準度與執行效率。這要求實驗教學在設計上必須強調科學性，保證實驗方法論的合理性、數據記錄的精確性以及結論推導的可靠性。同時，通過引入計算機模擬實驗、數字化實驗設備等現代技術工具，不僅能夠顯著簡化傳統實驗的操作流程，提升實驗的安全性，還能極大地豐富實驗的內涵與形式，讓學生在虛擬的實驗環境中自由探索復雜的物理現象，從而深化對物理原理的認知與理解。科學性原則還對教師提出更高的專業素養要求，他們需具備敏銳的學術洞察力，能夠緊跟物理實驗領域的前沿進展，將最新的科研成果及時轉化為教學資源，使學生在實驗過程中能夠親身接觸并體驗科學研究的真諦，進而培養他們嚴謹的科學態度與不懈的探索精神。

三、新高考背景下構建高中物理實驗教學高效課堂的策略

（一）精練實驗項目，對接新高考考點

根據《關于深化考試招生制度改革的實施意見》中“增強考試的綜合性，著重考查學生獨立思考和運用所學知識分析問題、解決問題的能力”的要求，高中物理實驗教學內容應當與新高考改革方向緊密銜接。通過優化實驗方案，確保實驗活動既囊括關鍵知識點，又能夠有效促進學生綜合素質的全面提升。這意味著，教師在實驗的選擇與策劃階段，必須深入領會新高考對于物理實驗技能的考核重心，包括實驗構思、數據操控、誤差評估等方面，以保證實驗項目的設計既具有目標針對性，又能實現高效的教學效果。

以“探究機械能守恒定律”的實驗為例，根據新高考標準，實驗教學目標被明確為：學生不僅要深刻理解機械能守恒的基本原則，還需具備設計實驗流程、精確測量并解析數據的能力。在實驗設計環節，教師可啟發學生探索不同條件（如調整物體質量、改變下落高度）下機械能守恒的普遍適用性。實驗執行時，應強調數據收集的全面性和精確性，指導學生采用圖形表示、公式計算等多種方法分析數據，直觀展現機械能守恒的現象特征。此外，納入誤差分析環節，鼓勵學生識別并計算實驗過程中可能出現的系統性和隨機性誤差，以此深化他們對實驗理論與操作方法的掌握。這種精心策劃的實驗教學模式，不僅能夠全面覆蓋新高考對物理實驗技能的考查要求，還能顯著增強學生的實驗設計、數據分析及問題解決的綜合能力。

（二）設計情境實驗，激發學習興趣

在新高考改革趨勢下，《中國教育現代化2035》著重強調“革新人才培養模式，激勵學生參與多元化的探究式學習活動”。情境實驗教學法正是對這一理念的積極響應，它通過構建與生活實際緊密相連或反映科技最新進展的實驗環境，有效激發學生的學習熱情，促使學生在探究未知領域的過程中，逐步培養起創新思維與實踐操作能力。

以“測量金屬絲的電阻率”實驗為例，在課程引入階段，可設定如下情境：假設你是一名電子工程師，面臨為新型產品設計并選取適宜導體材料的任務，而電阻率作為評估材料導電特性的核心參數，顯得尤為重要。為營造逼真的工作氛圍，實驗室可被改造成一個小型研發工作室，學生分組扮演工程師角色，利用實驗室提供的多種材質導線（如銅、鋁、鐵）來設計并執行電阻率的測量任務。教學流程上，首先引導學生重溫電阻定律R=ρL/S（其中R代表電阻，ρ為電阻率，L為導線長度，S為截面積），深入理解電阻率與材料屬性、溫度條件等因素的內在聯系。隨后，指導學生運用毫歐表精確測定各導線的電阻值，并通過調整導線的長度與截面積，觀察電阻值的變化趨勢，以此驗證電阻定律的正確性。更進一步，鼓勵學生探究不同溫度條件下電阻率的變化情況，引入溫度控制裝置，使實驗更加貼近實際工程應用背景。通過這一系列精心設計的情境教學活動，學生不僅熟練掌握電阻率測量的基本技巧，還在角色扮演的過程中，激發探索未知的好奇心，顯著提高學習物理的主動性與積極性。

（三）實施項目驅動，強化實驗探究

在高中物理實驗教學的實踐中，引入項目導向策略，旨在通過精心設計的實驗項目，有效激發學生的求知欲與探索精神，促使學生在解決實際物理問題的過程中，自主構建知識體系，并顯著提升其實驗探究技能。相較于傳統的實驗知識灌輸模式，項目導向教學法更契合新高考對物理實驗探究能力的強調，同時也是培育學生創新意識與實踐能力的關鍵手段。

以“探究平拋運動規律”實驗為例，依據教學內容教師設定探究任務，如“規劃并執行一項實驗，深入探究平拋運動軌跡與初始速度、釋放高度等參數的關聯性”，隨后，將學生劃分為若干小組，每組聚焦于一個子課題，諸如探究初始速度對平拋軌跡的具體影響、分析釋放高度與水平射程之間的內在聯系等。在項目推進階段，教師應指導學生獨立制訂實驗計劃，涵蓋實驗設備的選擇、實驗步驟的設定、預期結果的預測等環節。在實驗操作過程中，鼓勵學生細致觀察實驗現象，運用所學物理知識對數據進行深入分析，并據此得出科學結論。為進一步拓展實驗的探究深度，教師可提出一系列開放性問題，如“有哪些策略可以有效減少實驗誤差？”“平拋運動規律在哪些實際場景中發揮著重要作用？”等，以此激發學生的深度思考與小組討論。通過此類項目導向的教學模式，學生不僅能夠深刻把握平拋運動的本質規律，還能在實驗探究的實踐中，錘煉創新思維，增強團隊合作技能，為新高考中的實驗探究題型做好充分準備。

（四）融合數字技術，確保精準實驗

《中國教育現代化2035》明確指出要“加快信息化時代教育變革，利用現代技術加快推動人才培養模式改革”。在新高考制度的引領下，高中物理實驗教學應當積極擁抱數字化技術，借助智能實驗設備、高精數據分析工具等，有效提升實驗的精確性與執行效率，旨在培養學生的科學探究素養與創新思維能力。數字化技術的融入，不僅能顯著減少人為操作帶來的誤差，還能實現實驗數據的即時采集與深度分析，為打造高效課堂奠定堅實基礎[6]。

以“探究牛頓第二定律”教學為例，通過整合數字化技術，我們采用智能傳感器來取代傳統的彈簧測力計與刻度尺，實現對力與物體加速度的直接且精確測量。這些傳感器能夠即時將數據傳送至計算機終端，利用如Excel辦公軟件或專業的物理實驗分析軟件，自動化處理數據并生成圖表。在教師的引導下，學生利用軟件的擬合分析功能，深入探索加速度與力、質量之間的內在聯系，從而更加準確地把握牛頓第二定律的精髓。此外，虛擬現實（VR）技術的引入，為學生提供一個沉浸式的實驗環境。學生可以在虛擬空間內反復進行實驗操作，靈活調整實驗參數，直至摸索出最優的實驗條件。這種創新的教學方式不僅能夠極大提升實驗的精準度，還能有效增強學生的實驗操作技能與安全意識。例如，在“平拋運動”的虛擬實驗場景中，學生佩戴VR眼鏡，即可直觀觀察物體在不同初始速度、不同釋放高度下的運動軌跡。通過自由調整實驗參數，精確測量并計算水平位移、豎直位移以及運動時間，從而深刻領悟平拋運動的內在規律。

（五）推行小組合作，保證實驗質量

在新高考教育背景下，高中物理實驗教學需著重體現學生的主體地位，通過實施小組合作學習模式，激勵學生合作探究、互幫互助，以強化實驗的協同研究特性。小組合作不僅能夠有效激發學生的學習熱情，還能培養其團隊協作精神和問題解決技巧，是打造高效教學課堂的關鍵策略。

基于此，在“驗證動量守恒定律”的實驗中，教師將全班學生劃分為若干小組，并為每組配備完整的實驗裝置，如氣墊導軌、滑塊、測力彈簧、光電計時器等。隨后，小組成員需集體商討實驗方案，規劃實驗流程，并明確各自的任務分工。在實驗執行階段，部分學生將負責操控氣墊導軌，調整滑塊的速度與碰撞條件；而另一部分學生則專注于利用光電計時器精確測量滑塊速度，并記錄相關數據。數據收集完畢后，全體小組成員需共同參與數據分析，以驗證動量守恒定律的正確性。在此過程中，教師可指導學生運用Excel等工具進行數據處理，繪制動量變化曲線，通過對比與解析，深化對動量守恒原理的理解。為進一步拓展實驗的探究深度，教師可提出諸如“若改變滑塊的質量或初始速度，動量守恒定律是否依然適用？”等開放式問題，激勵學生展開更深入的探索與討論。通過小組合作的學習模式，學生不僅能在互動交流中深化對物理概念的理解，還能在思想碰撞中激發新的靈感，共同提升實驗操作技能與科學素養水平。

（六）借助類比假設，深化知識理解

在高中物理實驗教學環節中，學生不僅需要掌握堅實的理論基礎，還需具備科學的思維方式，能夠依據課程內容構想假設，并通過親手實踐來驗證這些假設，同時對獲取的實驗數據進行深度剖析，以實現知識的深度內化。簡而言之，學生應依據實驗的最終結果，反推出相應的物理現象，運用類比推理的方法展開探究，通過嚴謹的科學分析得出最終結論，從而提升物理學習的實效性。因此，在實驗操作過程中，學生應充分發揮科學思維的作用，對遇到的問題進行主動探究，并在小組成員的協作下共同完成理論推導，從而在有效解決問題的同時，增強知識應用能力，促進物理素養的提升。

以“串聯電路與并聯電路”教學為例，本實驗重點探討串聯與并聯電路中總電阻與支路電阻之間的關系。在研究限流電路與分壓電路時，學生通過實驗來驗證其調節效果。選取額定電壓為12V、額定電流為0.1A的小燈泡作為實驗對象，通過觀察燈泡亮度的變化來推斷其兩端電壓的變化情況。學生結合所學知識提出初步猜想，隨后，教師利用多媒體教學設備播放滑動變阻器阻值設定為200歐的實驗視頻，直觀展示隨著小燈泡亮度的增加，電壓表的讀數也隨之上升的現象。這是因為當滑動變阻器的滑片P向右移動時，其電阻值R減小，導致變阻器分得的電壓降低，進而使得小燈泡分得的電壓升高，從而驗證限流電路確實具有調節電路電壓的功能。通過類比推理的方法，學生可以更加深入地理解本課內容，實驗教學的輔助則進一步提升學習效率。

（七）強化實操考核，錘煉實驗技能

在新高考制度的改革進程中，實驗操作技能的評價被賦予更為顯著的重要性，其目的在于培育學生的實驗操作能力和問題解決技巧。因此，加強實驗操作考核，保證每位學生均能熟練掌握實驗技能，是提升物理實驗教學質量的核心要素。通過嚴謹的實驗操作考核，可以有效激勵學生重視實驗流程，深化對物理原理的認知，并錘煉其觀察、解析及解決問題的綜合能力。

以“實驗：用單擺測量重力加速度”為例，該實驗不僅要求學生熟練掌握單擺周期公式其中代表周期，代表擺長，代表重力加速度）的應用，更強調通過親身實踐，精確測定并計算出重力加速度的具體數值。為確保實驗技能的真實反映和數據的準確性，在教學過程中，應鼓勵學生自主規劃實驗方案，涵蓋擺長的合理選擇、測量工具（例如卷尺、計時器）的挑選以及數據記錄的方法設計。在實驗實施階段，教師應嚴格監督，保證每位學生都能獨立完成擺長的精確測量、周期的多次記錄以及數據的初步整理。隨后，引導學生運用Excel、Python等數據分析工具，對實驗數據進行統計分析，計算出重力加速度的平均值及其誤差區間。實驗結束后，組織學生撰寫實驗報告并進行成果展示，要求詳盡記錄實驗步驟、數據、分析結果以及潛在的誤差來源，并在班級范圍內進行分享與探討。通過此類實操考核，學生不僅能夠鞏固單擺運動的物理知識，還能全面掌握科學實驗的全過程管理技能，包括設計、實施、分析與報告，為未來學術研究和深入學習奠定堅實的基礎。

結束語

總而言之，在新高考制度下，物理實驗教學應順應時代發展的潮流。學校應當結合自身條件、學生心理需求等多方面因素做出相應改革，在注重實驗結果的同時，也要保證實驗過程的嚴謹性，以端正學生的學習態度，培養學生自主探究能力與創新思維為目標，從而發揮物理實驗教學的真正作用，為社會培養更多的優秀人才。

參考文獻

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[3]蔣秀琴.合作學習 高效課堂：高中物理教學中開展合作學習的有效策略探討[J].數理化解題研究，2020（12）：49-50.

[4]甘秉洪.新高考背景下構建高中物理實驗教學高效課堂的實踐研究[J].中國教育學刊，2022（S1）：152-154.

[5]梁志祥.新課改下高中物理教學現狀與高效課堂的構建策略[J].智力，2021（36）：121-123.

[6]張成文.核心素養下高中物理高效課堂的構建：以“實驗探究”核心素養為例[J].求知導刊，2021（46）：34-36.