胥平兒

（甘肅省永靖縣移民中學(xué)，甘肅永靖 731600）

對于高中物理學(xué)科來說，實驗教學(xué)是關(guān)鍵與支撐，是學(xué)生高效理解物理知識的“敲門磚”，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的“墊腳石”。為此，高中物理“新課標(biāo)”及新教材對實驗教學(xué)都提出了具體的要求，鼓勵教師探究實驗新方向，研究實驗推進新舉措。

一、高中物理“新課標(biāo)”、新教材對實驗教學(xué)的新要求

高中物理“新課標(biāo)”（2022）要求教師在開展實驗教學(xué)的時候，要能將社會、數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程等學(xué)科知識融入進去，能將先進的技術(shù)嫁接到實驗教學(xué)中，能用現(xiàn)代信息技術(shù)推動實驗教學(xué)。高中物理教材在2022 年進行了重大調(diào)整，對實驗教學(xué)也提出了更嚴格的標(biāo)準(zhǔn)，要求其能夠適應(yīng)時代特征，要在社會性、前沿性、技術(shù)性以及融合性等方面體現(xiàn)出實驗教學(xué)的特點。這一要求與“新課標(biāo)”的相關(guān)內(nèi)容不謀而合，也是實驗教學(xué)的新方向。

（一）實驗教學(xué)要具有社會性

高中物理“新課標(biāo)”和新教材都指出學(xué)科知識與社會具有緊密的聯(lián)系，所以，新時期的高中物理實驗教學(xué)也要契合這一要求，實驗?zāi)繕?biāo)要能夠引導(dǎo)學(xué)生認識到高中物理知識對于社會發(fā)展的積極意義，從而利用所學(xué)物理知識解決在生活中遇到的簡單問題，有能力對生活中的一些物理現(xiàn)象進行分析。高中物理實驗社會性教學(xué)對整個實驗教學(xué)的基礎(chǔ)與目標(biāo)都有全新的要求，首先是教師要善于分析社會元素，并將有利于實驗開展的社會元素融入實驗中。其次是實驗教學(xué)的結(jié)論或者成果要能積極應(yīng)用到生產(chǎn)生活中，彰顯出高中物理知識的社會價值。如“力的合成和分解”這個知識點，需要借助實驗教學(xué)來幫助學(xué)生對合成規(guī)律有直觀的理解與認知。根據(jù)“新課標(biāo)”的要求，這一實驗要結(jié)合生活實際來創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)，比如2 個小孩合力提一桶水與1 個成年人獨立提1 桶水，這樣學(xué)生就能對力的合成規(guī)律有更直觀的理解記憶。

（二）實驗教學(xué)要具有前沿性

高中物理知識與前沿科技具有緊密的聯(lián)系，不僅僅體現(xiàn)在前沿科技需要物理知識作為支撐，更體現(xiàn)在一些前沿科技內(nèi)容被編排在新教材中。在2022 年高中物理“新課標(biāo)”中，也指出高中物理課程在內(nèi)容上要關(guān)注當(dāng)代先進的科學(xué)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和成果，要重點培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識和思維，引導(dǎo)學(xué)生多關(guān)注國內(nèi)外先進的科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢。這就要求教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生用新思想、新理念去理解新知識，尤其是能借助合適的實驗活動來探究新技術(shù)的本質(zhì)內(nèi)涵。所以，高中物理教師在開展實驗教學(xué)的時候，要充分遵循“新課標(biāo)”和新教材的要求，保證實驗教學(xué)具有很強的前沿屬性。如“電阻率與溫度的關(guān)系”這個知識點，需要教師開展實驗教學(xué)來幫助學(xué)生總結(jié)規(guī)律。在實驗中，教師要融入最新的超導(dǎo)研究理論，講解超導(dǎo)新材料的特點。這樣的實驗教學(xué)能夠幫助學(xué)生及時了解最前沿的超導(dǎo)研究成就，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神與品質(zhì)具有重要作用。

（三）實驗教學(xué)要體現(xiàn)技術(shù)性

高中物理實驗教學(xué)不能按部就班地按照教材中的實驗步驟來完成，因為這樣的實驗教學(xué)形式化嚴重，難以取得實效。根據(jù)2022 年高中物理“新課標(biāo)”的要求，教師在實驗教學(xué)中要能科學(xué)應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，讓實驗過程更加多元、直觀，尤其是對于難以通過實驗室來完成的實驗，可以通過現(xiàn)代信息技術(shù)模擬出來。在2022 版高中物理新教材中，編排了很多與“靜電場”“電能”“電磁感應(yīng)”有關(guān)的實驗活動，這就需要教師借助現(xiàn)代信息技術(shù)模擬電場、磁場來完成實驗。由此可見，新時期的高中物理實驗教學(xué)離開了信息技術(shù)，將難以有效完成，這充分體現(xiàn)了實驗教學(xué)的技術(shù)性方向。如“拋體運動的規(guī)律”這個知識點，需要教師借助智能手機軟件拍攝頻閃照片，清晰記錄小球在不同時刻的位置。在此基礎(chǔ)上去分析小球在平拋過程中的運動特點，學(xué)生就很容易理解其中的內(nèi)涵。

（四）實驗教學(xué)要體現(xiàn)融合性

高中物理實驗教學(xué)不僅包含物理學(xué)知識，還會涉及其他學(xué)科的知識。根據(jù)2022 年高中物理“新課標(biāo)”的內(nèi)容，教師要能將科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境等要素融入教學(xué)中。在實驗教學(xué)方面，要能積極融合STEM 教育理念。具體來說，高中物理實驗教學(xué)要能融合科學(xué)技術(shù)、工程技術(shù)、數(shù)學(xué)概念等學(xué)科知識。根據(jù)2022 版高中物理新教材的內(nèi)容，實驗教學(xué)需要運用哲學(xué)理論，引導(dǎo)學(xué)生善于批判和質(zhì)疑，能在懷疑中實驗，在實驗中清晰質(zhì)疑，這就是實驗的過程，也是實驗的價值。比如，伽利略對亞里士多德的落體觀產(chǎn)生質(zhì)疑，并通過實驗驗證了自己的判斷，充分體現(xiàn)了科學(xué)家的批判質(zhì)疑精神。同時，教師要將實踐運用充分融合到實驗中，通過實驗教會學(xué)生運用物理學(xué)科知識，并在實踐中分析和解決各種問題，還能借助合適的理論和材料制作一些產(chǎn)品，這對開拓學(xué)生物理思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、增強學(xué)生實踐能力都具有重要的作用。如對于“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”這節(jié)內(nèi)容，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生以生活中常見的雙開關(guān)控制電燈的案例為基礎(chǔ)，在實驗室中完成這一電路的連接，并且分析研判各種電路故障。這個實驗教學(xué)既體現(xiàn)了學(xué)生的物理知識素養(yǎng)，也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)以致用意識與能力。

二、“新課標(biāo)”、新教材背景下高中物理實驗教學(xué)的策略

（一）革新實驗教學(xué)模式，發(fā)揮學(xué)生主體作用

在傳統(tǒng)高中物理實驗教學(xué)中，學(xué)生必須嚴格遵照教師所確定和規(guī)劃的路徑開展實驗活動，教師是實驗教學(xué)中的絕對掌控者，學(xué)生不能獨自嘗試與探究。在這種實驗教學(xué)模式中，學(xué)生只能被動地接受實驗結(jié)果，缺乏參與熱情，很難在實驗教學(xué)中有所思、有所悟，導(dǎo)致實驗教學(xué)流于形式。但是在“新課標(biāo)”、新教材指導(dǎo)下的實驗教學(xué)具有新的方向，需要教師革新實驗教學(xué)模式，立足于以生為本的實驗原則，給予學(xué)生更大的實驗自主權(quán)，能結(jié)合自己理解的社會性、前沿性、技術(shù)性與融合性等要素來開展實驗活動。這樣學(xué)生才能主動思考，結(jié)合自己實驗之前的種種猜想與質(zhì)疑去積極研究，這對于學(xué)生專業(yè)知識深層次學(xué)習(xí)和學(xué)科核心素養(yǎng)高效培養(yǎng)都具有積極的意義。例如，對于“摩擦力”這一節(jié)內(nèi)容，新教材中設(shè)置了一個“科學(xué)漫步”板塊，其中有一個“流體阻力”實驗。這個實驗是對摩擦力深度理解的支撐，也是開放性的探究實驗。在實驗時，教師要為學(xué)生提供各種形狀的玻璃管，包括直管、彎曲管等，還需要提供計時器、流速測量計等，然后引導(dǎo)學(xué)生針對各種玻璃管中水的流速來思考流動阻力的影響因素。這一實驗體現(xiàn)了技術(shù)性和前沿性等特點，學(xué)生有了很大的自主權(quán)，有利于學(xué)生對流動阻力有更加全面深刻的認知。在實驗結(jié)束之后，教師還可以引導(dǎo)有航模的學(xué)生去研究它的構(gòu)造，思考航模外形對于減少摩擦力的作用，而這一實驗教學(xué)正體現(xiàn)了融合性的方向。

在物理實驗改革的背景下，教師要認識到學(xué)生的主體地位，重視學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗課程更好地探索和理解物理學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的物理綜合素養(yǎng)。

（二）營造積極探索氛圍，強化學(xué)生參與意識

為了營造積極的探索氛圍，高中物理教師要注重從生活實際出發(fā)，從學(xué)生的視角出發(fā)，多創(chuàng)設(shè)一些學(xué)生日常生活中的情境，讓學(xué)生在熟悉的生活氛圍中感知實驗教學(xué)內(nèi)容，如此，學(xué)生更容易沉浸到實驗教學(xué)中。教師還可以借助現(xiàn)代信息技術(shù)，用一些虛擬的、科幻的電影片段營造實驗情境，以實現(xiàn)很好的實驗代入感，如此，不需要教師過多的引導(dǎo)，學(xué)生便能夠自覺投身到實驗教學(xué)活動中。教師也可以開展小組互助實驗，引導(dǎo)學(xué)生組成不同的實驗小組，在大自然中、在工廠車間里開展相關(guān)實驗，這種真實的情境既能激活實驗氛圍，也能幫助學(xué)生更高效地完成實驗任務(wù)。例如，教師在帶領(lǐng)學(xué)生完成“圓周運動”中“線速度與角速度”實驗教學(xué)任務(wù)時，為了強化學(xué)生的參與意識，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生活化的教學(xué)情境。如在一個游樂場，游客們正在參加“大擺鐘”游戲活動，大擺鐘不僅在做圓周運動，還在上下擺動，很是刺激，很多學(xué)生都喜歡參與這個游戲活動。教師基于此開展主題實驗活動，一下子抓住了學(xué)生的眼球，吸引學(xué)生參與到實驗活動中。在實驗的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生積極思考以下問題：大擺鐘的角速度是什么？線速度是什么？它們之間的關(guān)系是什么？進而通過相關(guān)的實驗教學(xué)，幫助學(xué)生實現(xiàn)對本節(jié)課知識的深層次理解。

實驗教學(xué)不是按部就班地完成實驗任務(wù)，而是以實驗為載體，鼓勵學(xué)生積極地探究，主動地思考，能夠參與到實驗活動中。為此，教師需要營造積極的探索氛圍，讓學(xué)生更樂于借助實驗器材去探究未知的物理世界。

（三）深入探索實驗原理，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思維

發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科思維是整個教學(xué)的重點與難點，因為思維的虛擬性與抽象性，需要借助直觀的物理實驗來幫助學(xué)生認識和理解學(xué)科思維。為了實現(xiàn)這一教學(xué)目標(biāo)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生在實驗過程中深入探索實驗原理，思考實驗過程中用到的物理學(xué)科理論，并且能探索新的實驗方法、實驗路徑，進而實現(xiàn)學(xué)生學(xué)科思維的有效培養(yǎng)。為了激發(fā)學(xué)生的探究欲望，教師需要根據(jù)教學(xué)實際和學(xué)生的思維能力，適當(dāng)設(shè)計一些巧妙的問題，引導(dǎo)學(xué)生通過問題的思考與探索，獲取實驗的原理及思路，以此促進學(xué)生學(xué)科思維的發(fā)展。例如，教師在帶領(lǐng)學(xué)生完成“磁生電”這個實驗任務(wù)時，需要將培養(yǎng)學(xué)生物理思維作為教學(xué)的重點。在實驗開始之前，教師要為學(xué)生設(shè)置一些問題，如：是不是只要有磁場就會產(chǎn)生電流？感應(yīng)電流的產(chǎn)生有條件嗎？通過問題的引導(dǎo)，充分激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣。為了輔助學(xué)生探索和思考問題，教師還可以繼續(xù)創(chuàng)設(shè)問題情境，將虛擬的磁場產(chǎn)生電流的過程直觀地展示在大屏幕上，讓學(xué)生對這一實驗過程有更加直觀的認識。如此，不僅能推動實驗的完成，還能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握虛擬的磁電思維。

高中物理教師在實驗教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，搜集實驗過程中的數(shù)據(jù)，深入系統(tǒng)地分析實驗結(jié)果，并借助實驗去驗證自己的猜想，去論證物理理論，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維。

（四）鼓勵學(xué)生自主實驗，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

創(chuàng)新是發(fā)展的原動力，也是一切學(xué)科教學(xué)的根本目標(biāo)。對于物理學(xué)科來說，更強調(diào)創(chuàng)新與創(chuàng)造。為此，在高中物理實驗教學(xué)中，教師要鼓勵學(xué)生自主完成整個實驗，包括實驗步驟的設(shè)計、實驗過程的推進、實驗結(jié)果的分析，全部都由學(xué)生自主完成。同時，教師要鼓勵學(xué)生跳出教材中有關(guān)實驗要求的束縛，能展開深入思考，并且結(jié)合自己的思考去開展探究實驗，以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。在學(xué)生創(chuàng)新實驗過程中，教師要少一些約束，多一些鼓勵，為學(xué)生打造創(chuàng)新的實驗平臺，以便更好地發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維。例如，教師在帶領(lǐng)學(xué)生完成“電磁感應(yīng)”實驗活動后，可以鼓勵學(xué)生結(jié)合先前所學(xué)內(nèi)容，開動思維自主創(chuàng)設(shè)新的實驗方案。在自主實驗之前，教師將班級學(xué)生分為幾個實驗小組，由組長帶領(lǐng)完成創(chuàng)新實驗。如有一小組用線圈、MP3、錄音機等為實驗器材，首先將一組線圈兩端接在MP3 的音頻輸出端，另一組線圈的兩端連在錄音機的輸入端，這樣就能形成兩個相對獨立的閉合電路。然后用音頻線連接錄音機和MP3，此時錄音機播放出了MP3 中的聲音，這一現(xiàn)象就說明第二個線圈中已經(jīng)產(chǎn)生了電信號。這種自主實驗過程，既能幫助學(xué)生理解電池感應(yīng)的原理，也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

高中物理教師在借助自主物理實驗培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的時候，還需要規(guī)劃好學(xué)生的創(chuàng)新思路，引導(dǎo)學(xué)生在可行的范圍內(nèi)去創(chuàng)新實驗，保證自主實驗?zāi)軌蛴行嵤?，從而確保在實驗中有更多的收獲。

綜上所述，作為高中物理教學(xué)根本的實驗活動，需要教師立足于“新課標(biāo)”、新教材的新要求，把握實驗教學(xué)的新方向，全面落實好實驗教學(xué)社會性、前沿性、技術(shù)性、融合性等要求。在具體的實驗教學(xué)過程中，教師需要積極探索和改革實驗教學(xué)的模式，重視學(xué)生的主體地位和作用，明確自身引導(dǎo)者的角色，積極為學(xué)生營造良好的探索氛圍，增強學(xué)生的參與感，引導(dǎo)學(xué)生深入探索實驗原理，鼓勵學(xué)生自主實驗，最終發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。落實好“新課標(biāo)”的要求和新教材的內(nèi)容，最終實現(xiàn)學(xué)生物理知識水平的提升和學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。