新课程背景下初高中物理实验衔接教学的思考

陈卫忠

摘 要： 实验教学是中学物理教學中的重要部分，由于教师的教学理解和学生的学习能力存在差异，出现了初高中物理实验教学衔接不恰当、目标不清晰、内容结构性不一致等问题，影响学生实验能力和实验知识的积累，需要教师深入地观察、研究初高中阶段物理实验教学的现状和衔接问题，并能够针对问题找到实现新课程背景下初高中物理实验教学有效衔接的策略。

关键词： 物理实验教学;初高中衔接;教学策略

中图分类号： G633.7    文献标识码： A    文章编号： 1673-8918（2022）04-0115-04

物理学的知识特点决定了它是以实验为基础发展的严谨学科，初高中学生的学习基础存在一定差异，初高中阶段的学习习惯也大为不同，难免会出现基于认知或学习理解问题而产生的实验教学衔接问题，所以教师不仅要重视物理实验教学，更要重视衔接教学，以帮助学生树立正确的物理学习习惯和理念，让学生能够在知识、能力多渠道进行同步衔接和素质发展。

一、 相关概念阐述

（一）物理实验教学

在教学中利用实验这一形式为学生营造良好的、具体的、有针对性的物理学习氛围，让学生通过参与实验、观察实验、总结实验和反复实验进行知识的验证，思维的升级和能力的锻炼，从而自主获取相关知识，发展和培养学生的科学精神和探究意识。

（二）教学衔接

教学衔接是将教学内容、教学方法，按照学生的成长规律和学习特点进行连贯的、结构性的关系架构，突出教学方向的一致性。而物理实验教学的衔接则是指教师能够把握学生的学习规律和特质，从初高中物理实验的不同内容、不同要求和不同能力方面出发，尽量让学生跟上整体实验教学节奏，能够发展自己的学科知识和能力。

二、 初中物理实验教学现状

（一）实验设备与教学

初中学校的物理实验室设备配备情况基本较为齐全，反映了学校、教师对于物理实验教学的重视。但部分地区，尤其是乡村偏远地区实验设备更新情况较为滞后，反映了经济情况与实验教学之间的关系。在日常教学中，大部分教师也会集中安排5人以上的学习小组，让学生开展实验探究，但示范性实验和操作性实验的占比不均衡，反映了部分教师还习惯于替代学生完成实验或开展实验教学。

（二）初高中实验衔接

在对初中教师对高中实验内容、要求等相关的了解调查中会发现，大部分初中物理教师都了解高中实验的内容、要求和对学生的能力素质考核标准，但在实践教学中却缺乏一些内容的渗透和延展，学生尚未具备为后续学习进行能力铺垫的意识。在具体的实验教学时，教师会对一部分常用的高中实验测量工具进行简单讲解，但学生具体应用的情况有限，在处理专题性问题时的反思不足。初高中教师开展的实验教学交流讨论活动也并不充分。

三、 高中物理实验教学现状

（一）实验设备与教学

高中阶段的学校物理实验室建设情况明显好于初中阶段，大部分学生都会到实验室进行实践操作，教师也会较多地为学生设计自主实验的方案，并引导学生进行实验观察与反思，学生对于物理实验教学抱有较为浓厚的兴趣。但在实际操作，尤其是高一阶段进行操作时，基于自身的学习能力，学生仍会感觉学习困难或实验要求较高，自己原先积累的实验学习习惯不足以应对高中实验教学的能力要求。

（二）初高中实验衔接

在高中阶段，物理教师基本要求学生能够自主开展物理实验和规范实验，能够有良好的自我处理数据、分析数据的能力，与初中阶段学生所具有的学习能力存在一定断层式的要求距离。而大部分高中物理教师对初中物理的实验内容也较为了解，但却缺乏对初中物理课程标准的深入研究，不太了解初中实验的具体教学方法和学生的学习基础习惯和能力。实际教学中也会发现不同的初中物理学习基础的学生对于高中物理教学的接受能力不一致，教师虽然也意识到此类问题，但极少降低实验标准，没有给学生进行顺利过渡的机会。同样的，初高中物理教师在教学研讨方面的交流讨论较少，对双方所采取的实际教学方法、模式了解有限。

四、 初高中物理实验教学衔接的问题

（一）内容变化

1. 实验仪器和原理由简单到复杂

以测量仪器为例，初中物理实验经常用到的工具有两类，一类是直读式的测量仪器，一类是比较式的测量仪器，主要有刻度尺、电流表、天平等具体的工具，相较而言，工具的使用难度或学生在读数时的难度较低。但高中实验在基本测量之上又增加了较复杂的工具，如数据传感器、多用途电表等，该类仪器密度和精准度大大提高，又突出了与新科技手段的紧密结合，对于学生而言其操作流程更为复杂，读数的严谨性也更高。

2. 实验目标由低到高

高中物理实验本身就是对初中物理实验的拓展，在整体的教学目标上更有了层级上的变化。以运动学相关内容为例，在初中进行物理实验时涉及有关于匀速直线运动相关的内容，学生需要通过实验回顾与之相关的物理学概念，通过设计好的实验进行实验观察和操作，以了解其中包含的物理规律性内容。但在高中的运动学教学中，则将匀速直线运动变成了匀变速的直线运动，学生要在实验中观察物体的运动特点和规律，实现对于概念性知识的整合记忆，还要能够通过对一系列数据的观察、记录来分析物体发生此类运动变化的内在原因，找到与运动相关的各物理因素之间的关系，能够实现对如曲线运动、匀速圆周运动等纵向和横向知识的把握，对学生的观察能力、整合能力、思考能力、实践能力等提出了更多的要求，是综合素养类的教学。

3. 实验数据处理方法的变化

初中物理实验大部分都可以通过学生的直观观察而得到实验结论，而对于不能进行直观观察，需要进行简单处理、分析数据而得出的结论。教师通常引导学生利用列表记录的方式，即将整个实验的数据分表格进行记录，方便学生快速地分类，找到现象与结果之间的关系，探讨现象产生的背后原因，复杂性更低。如滑动摩擦力大小的因素实验，学生就可以直接记录弹簧测力计上反映的数值，将不同的数值进行连线对比，直观地反映实验结果。但高中物理实验所观察的数据更多，内容更复杂，应用的数据处理方法也更加的多样，甚至烦琐。如在研究匀变速直线运动时，学生要利用逐差法来处理纸带上所反映的运动数据，得出必要的实验结果，在此过程中又涉及逐差公式的计算。

（二）对学生学习能力的要求变化

1. 数学能力

物理学知识本身就具有抽象性、逻辑性和严谨性，需要学生有精准的计算能力，也直观反映了物理学科和数学学科的关系。但在初中物理实验教学中，更偏重学生对于整个现象的观察和分析，所涉及的数据既简单又清晰明了。但高中阶段由于所需要观察的规律性、概念性内容更多，则需要学生开始学习定量数据分析方法，能够灵活地结合不同的实验原理、实验要求选择合适的数学处理方式，进行精细化的加工整理。

2. 思维能力

同样的，初中物理实验教学要求学生通过仔细观察得到实验数据。学生在实验开始前期处于静态观察阶段，不需要进行过多的抽象思考，仅需要将观察到的结果进行整理，对应教学内容即可。但高中物理实验涉及更复杂的实验过程，实验数据比较、分析需要学生有发散思维、逆向思维、转换思维，且思维品质要高，可以基于某一现象进行反推验证，并根据自己的验证结果进行二次实验，再思考，最终得出的准确内容。

3. 操作能力

初中物理实验的工具简单，原理清晰，所涉及的实验材料、设备也更易操作，学生在进行组装、设计甚至实验数据的采集、读取过程中的难度较低，操作只需要具有初步的实验技能即可，不会有更复杂的要求，基本上可以对照实验器材的说明书，做到正确认读，规范使用，文字图像相一致即可。而高中物理实验涉及一系列实验仪器的识别选取，实验器材的安装调试，实验装置的操作观察，实验数据的读取记录，要求学生在已经掌握基础的实验技能之外，还能够具备自我进行调试，自我进行组装、观察，选择合适器材和方法的能力。

（三）实验教学方法的变化

在初中阶段，大部分学生都对可以自己开展实验抱有较浓厚的兴趣，教师的教学目的也贴合学生的生活实际，引用丰富的实验形式，让学生可以在趣味实验中感受物理学科的魅力。同时，以示范性实验加讲解实验为主，学生主要是进行观察或模拟。但高中物理教学则需要进行一定的探究和深度学习，学生需要自己参与实验的设计、操作、观察、记录、反思和整理，相较而言实验的趣味性更低，科学探索意味更充足，教师从知识讲授者变为知识引导者，学生慢慢地变成了实验的主体。

五、 新课程背景下初高中物理实验衔接教学的策略

（一）组织教师参加教师技能大赛，加强跨学段学习

初中到高中的物理实验，无论从实验教学的内容、实验教学知识的深度、广度以及抽象性、对学生学科思维的要求上，都有了较大程度的增加，所以为了能够帮助学生顺利地完成实验学习的过渡，适应更高标准的教学内容，教师首先应当立足教材内容，努力钻研。尤其是初中物理教师，应当走进高中实验教学课堂中，了解教师对于高中生物理实验能力的要求，在教学中不断地渗透该部分内容，并增加与高中物理教师的跨学段研讨，从提升自己的专业技能和水平入手，为学生提升学习能力做好前提和准备。

例如，在教学力学相关知识时，初中物理教师习惯运用刻度尺或停表引导学生测量长度、时间，进而测量物体运动的平均速度。但在重新设计该实验时，可以考虑到高中物理实验教学中也会运用到打点计时器、纸带等不同的工具，也会让学生自己根据实验目标或实验内容进行工具的选择，所以在初中物理教学阶段，教师也可以将此种方法或思维融入进来，为学生提供更多实验工具，给学生自主权，让学生根据具体的实验目标选择恰当的方式或手段完成实验，对于出现的如打点计时器运用不规范等问题，教师也可以先请学生自己去思考问题产生的原因，再进行讲解和示范。

从学校层面来看，也应积极地组织、鼓励教师参加教师技能大赛，如创新教具的设计比赛，让教师可以在比赛中加强与同学段和不同学段学科教师之间的沟通、交流，学习他人从不同角度设计教学工具、组织教学活动的方法和理念，将其融入提升自己的素养，创新课堂教学形式之中。

（二）让学生亲历实验的理论研究、方案设计、实验操作

学生经常会出现受限于自己的认知经验、认知习惯而形成僵化思维的情况，不利于发展知识和能力，所以在教学中，初高中物理教师都应当引导学生自己去经历实驗的理论研究、方案设计、实验操作过程，让学生能够通过实验激活自己的积极思维，促进自己接受新知识，消化旧知识。

以使用电流表探究电路关系的内容为例，在初中阶段，学生只需要进行简单的观察即可，但在高中时期，学生既要能够观察电容器的充放电现象，还要能够利用如金属丝等测量电阻率，更多地使用电表。教师就可以在教学过程中让学生以尝试改装电表为问题方向，让学生学习去了解电表的内部结构和测量的原理，尝试自己通过观察，改装设计将表头改装为电压表，学生在此过程中会以问题为原动力去仔细观察，认真思考，找到电表中某一元件和解答问题之间的关系。并在实践验证中不断地去解决如何增大改装后电压表量程等一系列问题，既让学生对新知识产生印象，还可以借由旧知识实现对自我学习能力的提升。

（三）利用生成资源拓展和延伸实验知识

初中物理实验教学基本是对于概念、规律类内容的简单解释，不会如高中阶段一般进行深入的细致化探讨，所以学生在学习特定问题时会产生认知上的观念分歧，但简单地引述高中物理内容势必与初中阶段学生的认知规律和认知基础相悖，所以教师可以善用课堂上的生成性资源，引导学生主动地对实验知识进行拓展和延伸;利用学生的兴趣、注意力、思维方式，引导其能够去反思和审视，大胆地发表自己的观点、建议和看法，教师再适时给出相应的拓展知识。

将电流与电阻关系和并联电路电压规律的内容融合在一起开展实验教学，过程中提问学生如果想要了解电流和电阻之间的关系，在实验中应当保持哪一种因素不改变、哪一个因素又要适当进行调整，学生会给出电阻电压不变，电阻数值大小改变的答案。教师再提问学生，如果有了该思路，应该怎样进行实验，学生也会给出保持干电池数量的答案，教师按照学生给到的方案进行电路的设计和示范实验，但结果却并不如预期。此时学生会主动提问，为什么电池数没有改变，电压表的指数却出现了变化？引导学生不断地进行思考。在教学中会涉及一些原有课程并未出现的知识内容，如果不将此部分知识进行简单渗透，学生则会粗浅地对知识进行理解，在后续学习时只会产生模糊或混淆;反倒是引导学生主动地去思考去观察，顺理成章地给出相应内容，会为学生留下印象，方便其在延伸学习该部分内容时有更好的基础。

（四）设计过渡性的实验教学，培养学生的分析思维

初中物理实验教学以定性教学为主，高中物理实验教学以定量教学形式为主;初中实验教学中学生的角色仅停留在观察基础的操作和简单的数据整理、归纳方面，高中则需要学生进行深入的理解分析，处理更复杂的问题，在教学的广度深度上都有较大的鸿沟。所以教师可以在教学中设计适当的过渡型、半定量实验，逐步培养学生的分析性思维，以适应教学方式、内容的转变。

如在进行浮力实验时，请学生将观察到的浮力随食盐或水的加入而产生变化的实验规律进行记录，绘制成以对数关系为主要内容的图像，教师要向学生明确该图像的绘制标准，让学生能够逐步培养自己的学科思维，通过对图像的绘制、图像的分析，找到图像与数据分析处理之间的关系，从而使将简单的看实验变成用数据描述实验，让学生可以实现基于简单认知的科学探究。

（五）安排学生参加创新大赛及物理竞赛实验培训

初中生的物理学习思维受到教师教学方法和教学理念的影响，受到学校学习氛围和学习环境的影响，处在半封闭状态，认为自己学习到的、接收到的内容是完整的，又缺乏对自我学习主动性的激发。所以教师可以鼓励学生参加创新型的物理大赛，增加实验培训和实践思考的机会，让学生走出自己的知识视野，去学习，去交流，去感受，看到自己学习中的不足，并发展成长性学习思维，唤醒自己的实验能力和探究意识。

如鼓励学生参加青少年科技创新大赛、青少年科技创新选拔赛、全国中学物理竞赛等，利用所学到的知识自己设计针对课题的实验方案或科技项目，既能看到行业前沿或社会趋势对于物理学习的要求，又能激活自己的既有知识记忆，进行有效的整合，在独立的设计完成中，在不断的深化反思中培养良好的物理学科能力，更好地适应学习角色的转变。

六、 结语

初高中物理实验教学的难度差异较大，对学生的学习能力和认知能力要求也不同，教师要结合本身任教年龄段开展实验教学的现状和问题，认知到初高中进行物理实验衔接的主要问题，找到问题产生的原因，从教学目标、教学内容、教学方法等多方面实现创新和变革，让学生更好地发展自己的知识与技能。

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