新高考下高中物理实验教学思考

林艳钦

摘   要：2021年以来，福建省开始实行新高考改革，新高考对物理学科的实验要求加大，教师如何有效进行物理实验教学，引导学生主动参与实验、喜欢实验，养成科学严谨的学习态度，成为当前物理教学的一个热点问题。文章从增加实验课时，开放实验室，通过物理实验生活化、进行仿真实验来增加实验的趣味性，关注学生的实验过程、学科素养的培育和实践能力的提升等多个方面给出新高考下如何进行物理实验教学的建议。

关键词：新高考改革；物理实验教学；素养培养；仿真实验

自2021年起福建省开始实行新高考，物理学科由福建省自主命卷，占高考总分100分，并以原始分计入高考总分。相较于化学、生物、政治、地理几个学科的等级赋分，以原始分计入高考总分更能拉开分数差距，由此可见物理学科在新高考中所占据的重要地位。同时新高考物理实验题又是考验学生物理学习综合能力，拉开分数差距的一种重要题型，由此可见物理实验在整个物理高考试卷中占有重要位置。同时在现如今这个科技高速发展的新时代要求学生具有较强的创新能力，动手实践能力和探究能力，而物理实验则是培养这些能力的有效途径。因此，新高考下高中物理实验教学目的不仅是让学生获得物理学科知识，更是对学生学科素养的培养和能力的提升[ 1 ]。那么，在当前新高考背景下，针对高中物理实验教学中存在的主要问题教师应当如何进行高中物理实验教学，值得我们深入地进行思考和研究。

1  当前高中物理实验教学存在的主要问题

1.1  实验设备匮乏，实验教学课时不足

目前，我国高中物理实验设备和实验器材分布不平衡。在城市里，多数高中实验设备齐全，更新也比较快，但是由于实验员配备不足等原因造成设备的维护和保养多数得不到保证。在农村中学实验设备相对不完善，更没有DIS数字化实验室等昂贵先进的实验设备。由于实验经费不足导致实验器材短缺严重，如缺少滑动变阻器等因素影响电学实驗正常开设的事件经常发生。

实验教学课时严重不足。从目前来看，各学校物理实验课课时普遍偏少，物理教学偏重于理论而非实践，以口头授课形式为主，大多数时间用于讲解概念、公式及例题习题，缺乏教师实验展示以及学生的自主实验。不少学校实验室只是摆设，少有开放的时候。因而，学生对于物理知识只能死记硬背，硬套公式和模版，对知识的产生及其原理不求甚解，缺乏探索精神和实践精神，这也是当前新高考改革着力解决的一个问题，应关注学生创新意识和动手实操能力的提升。

1.2  实验内容趣味性不强，对学生的吸引力不够

现在我国的物理实验教学与理论知识教学差别不大。教师留给学生的实践操作空间非常有限。在为数不多的几个学生实验中，整个实验过程基本上是按部就班，照着实验教材来做。枯燥无味的实验课对学生的吸引力明显不够，分组实验中很多学生只看别人操作不爱动手进行实践，物理学科素养难以得到培育，动手实践能力无法得到提升。

1.3  实验程序化，只关注实验结果不关心实验过程

学生实验完全按照教师设计的步骤一步一步来进行，这种做法限制了学生的科学思维。教师和学生只关心物理实验的最终结果对不对，不关注实验的全部过程。学生实践能力薄弱，一旦实验未获得正确的结果，通常无从下手就直接放弃，缺乏实验反思再实验的精神，学生的实践能力无法得到提升。

1.4  实验的目的不太清晰

教师设置实验课程的目的不太清晰。例如，一节实验课的目的主要是让学生熟悉基本仪器的使用，验证某个物理规律，还是主要让学生掌握数据的整理、分析和处理方法，教师没有凸显其实验意图。实验不应只是为了让学生获取物理学科知识，更应是学生物理学科素养的培育和实践探究能力的提升，把学生培养成一个适应社会发展的终身学习者。

2  新高考下加强物理实验教学途径

2.1  完善实验室器材，增加实验课课时

在不少发达国家，对于物理实验的要求很高，物理实验也占课时的很大一部分。美国物理课程注重创新实验和实地调查，在上课前往往先做实验。英国物理课程以实验探究为主。而德国每堂物理课都会做2到3个演示实验。因此，笔者建议，各学校加大实验室器材投入，完善实验室器材，每周定期开放学校物理实验室。同时要增加实验课课时，以便让学生更多地接触实验，认识和熟悉物理实验，从而领会物理的本源。从源头理解物理，领会物理的学科精髓。由于总课时一定，教师无法划出足够的实验课时安排学生实验。针对这一问题，教师可以在物理课教学过程中增加教师的演示实验，还可以布置学生课外自主实验作业。

2.2  增加实验的趣味性

2.2.1物理实验生活化

教师要基于物理教材，从学生熟悉的日常生活中取材创设情境[ 2 ]，提出问题，让学生来解决实际问题，通过问题解决提高学生学习的兴趣和实践能力。教师从日常生活中取材，学生更容易理解，物理不再是冷冰冰的理论，而能感受到亲和力，增添了物理的温度。例如在进行牛顿第三运动定律的学习时，可以开展拔河游戏。一人对一人拔河，一人对多人的拔河，一方脚踩滑板进行拔河等，增添学生学习物理的兴趣。让学生解决实际物理问题，学生在物理应用中进行学习，增加学生探究欲望。教师要积极引导学生仔细观察生活中的物理现象，思考产生这些现象的原因。例如在讲超重和失重时，可以让学生上下电梯体验超重和失重。

2.2.2 现代教育技术应用提升实验趣味性

利用仿真软件模拟物理实验，提升实验的趣味性。在教学工具希沃白板上，教师利用内嵌的仿真软件可以将实验器件调用到主面板上，正确连接后进行实验仿真，屏幕上会自动展示相应的实验结果，增强实验的趣味性。

在农村学校，由于实验设备等条件有限，有些实验学生和教师无法进入物理实验室进行实验操作，这时教师可以利用互联网或仿真实验软件进行实验。现在虚拟现实技术已有了很大的发展，目前已诞生了不少物理仿真实验软件。这些软件打破了时间和空间的限制，使得教师和学生随时可以进行物理实验操作。教师在讲课时可利用这些软件进行辅助教学，以帮助学生理解物理概念，了解实验步骤。学生在课下也可利用仿真实验软件进行预习、复习，以自学或巩固所学知识。相较于现实实验室的时间有限，学生在家中也能使用仿真实验室，打破时间限制，难以理解的实验还可进行多次重复，反复琢磨。此外，现实中的学校实验室对安全性要求较高，且成本预算受限，学生只能按照书上的实验步骤进行有限次操作，不得自行设计并进行其它实验。而虚拟实验室对安全性要求几乎没有受到限制，由于认知不足造成的操作失误不会产生实际的不良影响，亦不会造成经济上面的损失。

目前手机在日常生活中已经普及。手机中的“虚拟实验” 软件提供了初高中物理、化学、生物的虚拟仿真实验。例如，用打点计时器测速度实验时，可以选择“双人练习”或“单人练习”，以答题闯关的模式学习，既提升了物理实验的乐趣，增加学生学习物理实验意愿，又帮助学生高效进行物理实验的学习。仿真实验内不仅具有将真实实验器材等比例缩小的虚拟器材供操作，在实验操作错误时能够及时提出警告，还有针对实验原理，实验现象以及实验数据处理设计的选择题，将实验操作和高考实验题相结合，引导学生将理论应用于实践，将实践转化为理论。此外，该软件还会根据操作进程，实时提出实验中的注意点和知识点，帮助学生深入了解实验，巩固实验知识点，让学生关注实验注意事项，帮助实验顺利进行下去。不仅如此，实验结束后，系统还会自动生成实验报告，归纳实验中的重要知识点，并且提供下载功能，方便后期复习使用。

2.3  关注實验的过程，注重实验课程评价

教师在实验过程中要减少对实验结果的过度关注，重点关注学生的实验过程，及时准确地进行实验评价。如学生实验仪器的使用是否规范，数据记录是否完整科学，数据结果分析是否逻辑严密，学生之间协作配合、交流的情况等。当实验过程中学生遇到困难和问题的时候，他们是如何解决的，更是教师应当关注的焦点。通过评价引导学生学会实验，正确进行实验。教师要做学生学习的陪伴者和引路人。

2.4  提升学生的学科素养和能力培养

教师要在实验探究过程中提升学生的学科素养和实践能力的培养。例如，在学习电学的黑箱问题时，可以让学生合作、交流，共同进行实验设计，通过实验验证自己的设计是否正确，从而提升学生的学科素养，培养实践能力。学生可以大胆开阔思路，进行创新设计修改实验步骤，利用仿真实验进行检验。这可以培养学生物理科学思维能力和探究能力，提出物理问题并通过亲身实践来解决实际问题的能力。

实验后的反思总结，改进实验设计。例如，用单摆测定重力加速度，发现误差比较大，可以让学生思考误差产生的原因有哪一些，如何利用现有的实验条件来减少实验误差，通过实验设计来进一步改进实验。

实验操作经常伴随着惊险。例如，在演示马德堡半球实验时，球内空气抽了将近五分钟后拉扯两个半球，半球一下就被拉开了，遇到这种尴尬的情况，物理教师可以带领学生了解和分析实验装置，找到实验装置的不足之处，引导学生设计更完美的实验装置。

3  结语

本文探讨了新高考背景下高中物理实验教学过程中存在的一些问题，提出了提高实验教学有效性的建议，增加实验课时，加大实验器材投入，开放实验室，利用仿真软件进行物理仿真实验，关注实验全过程，反思改进优化实验的设计，让学生喜欢和爱上物理实验，在实验中提高物理学科素养和实践能力。

参考文献：

［1］ 甘秉洪.新高考背景下构建高中物理实验教学高效课堂的实践研究[J] .中国教育学刊，2022（s1）：152-154.

［2］ 孙建忠. 新高考改革背景下优化高中物理实验教学的策略研究 [J] .物理教学，2017（12）：7-8.