林艷欽

摘? ?要：2021年以來(lái)，福建省開(kāi)始實(shí)行新高考改革，新高考對(duì)物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)要求加大，教師如何有效進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)、喜歡實(shí)驗(yàn)，養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，成為當(dāng)前物理教學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。文章從增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)生活化、進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)增加實(shí)驗(yàn)的趣味性，關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、學(xué)科素養(yǎng)的培育和實(shí)踐能力的提升等多個(gè)方面給出新高考下如何進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建議。

關(guān)鍵詞：新高考改革；物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；素養(yǎng)培養(yǎng)；仿真實(shí)驗(yàn)

自2021年起福建省開(kāi)始實(shí)行新高考，物理學(xué)科由福建省自主命卷，占高考總分100分，并以原始分計(jì)入高考總分。相較于化學(xué)、生物、政治、地理幾個(gè)學(xué)科的等級(jí)賦分，以原始分計(jì)入高考總分更能拉開(kāi)分?jǐn)?shù)差距，由此可見(jiàn)物理學(xué)科在新高考中所占據(jù)的重要地位。同時(shí)新高考物理實(shí)驗(yàn)題又是考驗(yàn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)綜合能力，拉開(kāi)分?jǐn)?shù)差距的一種重要題型，由此可見(jiàn)物理實(shí)驗(yàn)在整個(gè)物理高考試卷中占有重要位置。同時(shí)在現(xiàn)如今這個(gè)科技高速發(fā)展的新時(shí)代要求學(xué)生具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力，動(dòng)手實(shí)踐能力和探究能力，而物理實(shí)驗(yàn)則是培養(yǎng)這些能力的有效途徑。因此，新高考下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的不僅是讓學(xué)生獲得物理學(xué)科知識(shí)，更是對(duì)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)和能力的提升[ 1 ]。那么，在當(dāng)前新高考背景下，針對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題教師應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，值得我們深入地進(jìn)行思考和研究。

1? 當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題

1.1? 實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏，實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)不足

目前，我國(guó)高中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)器材分布不平衡。在城市里，多數(shù)高中實(shí)驗(yàn)設(shè)備齊全，更新也比較快，但是由于實(shí)驗(yàn)員配備不足等原因造成設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)多數(shù)得不到保證。在農(nóng)村中學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)不完善，更沒(méi)有DIS數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室等昂貴先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。由于實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)器材短缺嚴(yán)重，如缺少滑動(dòng)變阻器等因素影響電學(xué)實(shí)驗(yàn)正常開(kāi)設(shè)的事件經(jīng)常發(fā)生。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)嚴(yán)重不足。從目前來(lái)看，各學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)課課時(shí)普遍偏少，物理教學(xué)偏重于理論而非實(shí)踐，以口頭授課形式為主，大多數(shù)時(shí)間用于講解概念、公式及例題習(xí)題，缺乏教師實(shí)驗(yàn)展示以及學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)。不少學(xué)校實(shí)驗(yàn)室只是擺設(shè)，少有開(kāi)放的時(shí)候。因而，學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)只能死記硬背，硬套公式和模版，對(duì)知識(shí)的產(chǎn)生及其原理不求甚解，缺乏探索精神和實(shí)踐精神，這也是當(dāng)前新高考改革著力解決的一個(gè)問(wèn)題，應(yīng)關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手實(shí)操能力的提升。

1.2? 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容趣味性不強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的吸引力不夠

現(xiàn)在我國(guó)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論知識(shí)教學(xué)差別不大。教師留給學(xué)生的實(shí)踐操作空間非常有限。在為數(shù)不多的幾個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程基本上是按部就班，照著實(shí)驗(yàn)教材來(lái)做?？菰餆o(wú)味的實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生的吸引力明顯不夠，分組實(shí)驗(yàn)中很多學(xué)生只看別人操作不愛(ài)動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐，物理學(xué)科素養(yǎng)難以得到培育，動(dòng)手實(shí)踐能力無(wú)法得到提升。

1.3? 實(shí)驗(yàn)程序化，只關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果不關(guān)心實(shí)驗(yàn)過(guò)程

學(xué)生實(shí)驗(yàn)完全按照教師設(shè)計(jì)的步驟一步一步來(lái)進(jìn)行，這種做法限制了學(xué)生的科學(xué)思維。教師和學(xué)生只關(guān)心物理實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果對(duì)不對(duì)，不關(guān)注實(shí)驗(yàn)的全部過(guò)程。學(xué)生實(shí)踐能力薄弱，一旦實(shí)驗(yàn)未獲得正確的結(jié)果，通常無(wú)從下手就直接放棄，缺乏實(shí)驗(yàn)反思再實(shí)驗(yàn)的精神，學(xué)生的實(shí)踐能力無(wú)法得到提升。

1.4? 實(shí)驗(yàn)的目的不太清晰

教師設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程的目的不太清晰。例如，一節(jié)實(shí)驗(yàn)課的目的主要是讓學(xué)生熟悉基本儀器的使用，驗(yàn)證某個(gè)物理規(guī)律，還是主要讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)的整理、分析和處理方法，教師沒(méi)有凸顯其實(shí)驗(yàn)意圖。實(shí)驗(yàn)不應(yīng)只是為了讓學(xué)生獲取物理學(xué)科知識(shí)，更應(yīng)是學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的培育和實(shí)踐探究能力的提升，把學(xué)生培養(yǎng)成一個(gè)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的終身學(xué)習(xí)者。

2? 新高考下加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)途徑

2.1? 完善實(shí)驗(yàn)室器材，增加實(shí)驗(yàn)課課時(shí)

在不少發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的要求很高，物理實(shí)驗(yàn)也占課時(shí)的很大一部分。美國(guó)物理課程注重創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和實(shí)地調(diào)查，在上課前往往先做實(shí)驗(yàn)。英國(guó)物理課程以實(shí)驗(yàn)探究為主。而德國(guó)每堂物理課都會(huì)做2到3個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。因此，筆者建議，各學(xué)校加大實(shí)驗(yàn)室器材投入，完善實(shí)驗(yàn)室器材，每周定期開(kāi)放學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)要增加實(shí)驗(yàn)課課時(shí)，以便讓學(xué)生更多地接觸實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)和熟悉物理實(shí)驗(yàn)，從而領(lǐng)會(huì)物理的本源。從源頭理解物理，領(lǐng)會(huì)物理的學(xué)科精髓。由于總課時(shí)一定，教師無(wú)法劃出足夠的實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)。針對(duì)這一問(wèn)題，教師可以在物理課教學(xué)過(guò)程中增加教師的演示實(shí)驗(yàn)，還可以布置學(xué)生課外自主實(shí)驗(yàn)作業(yè)。

2.2? 增加實(shí)驗(yàn)的趣味性

2.2.1物理實(shí)驗(yàn)生活化

教師要基于物理教材，從學(xué)生熟悉的日常生活中取材創(chuàng)設(shè)情境[ 2 ]，提出問(wèn)題，讓學(xué)生來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)問(wèn)題解決提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和實(shí)踐能力。教師從日常生活中取材，學(xué)生更容易理解，物理不再是冷冰冰的理論，而能感受到親和力，增添了物理的溫度。例如在進(jìn)行牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)時(shí)，可以開(kāi)展拔河游戲。一人對(duì)一人拔河，一人對(duì)多人的拔河，一方腳踩滑板進(jìn)行拔河等，增添學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。讓學(xué)生解決實(shí)際物理問(wèn)題，學(xué)生在物理應(yīng)用中進(jìn)行學(xué)習(xí)，增加學(xué)生探究欲望。教師要積極引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察生活中的物理現(xiàn)象，思考產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因。例如在講超重和失重時(shí)，可以讓學(xué)生上下電梯體驗(yàn)超重和失重。

2.2.2 現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用提升實(shí)驗(yàn)趣味性

利用仿真軟件模擬物理實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)的趣味性。在教學(xué)工具希沃白板上，教師利用內(nèi)嵌的仿真軟件可以將實(shí)驗(yàn)器件調(diào)用到主面板上，正確連接后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，屏幕上會(huì)自動(dòng)展示相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性。

在農(nóng)村學(xué)校，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備等條件有限，有些實(shí)驗(yàn)學(xué)生和教師無(wú)法進(jìn)入物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這時(shí)教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)或仿真實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已有了很大的發(fā)展，目前已誕生了不少物理仿真實(shí)驗(yàn)軟件。這些軟件打破了時(shí)間和空間的限制，使得教師和學(xué)生隨時(shí)可以進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)操作。教師在講課時(shí)可利用這些軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，以幫助學(xué)生理解物理概念，了解實(shí)驗(yàn)步驟。學(xué)生在課下也可利用仿真實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，以自學(xué)或鞏固所學(xué)知識(shí)。相較于現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間有限，學(xué)生在家中也能使用仿真實(shí)驗(yàn)室，打破時(shí)間限制，難以理解的實(shí)驗(yàn)還可進(jìn)行多次重復(fù)，反復(fù)琢磨。此外，現(xiàn)實(shí)中的學(xué)校實(shí)驗(yàn)室對(duì)安全性要求較高，且成本預(yù)算受限，學(xué)生只能按照書(shū)上的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行有限次操作，不得自行設(shè)計(jì)并進(jìn)行其它實(shí)驗(yàn)。而虛擬實(shí)驗(yàn)室對(duì)安全性要求幾乎沒(méi)有受到限制，由于認(rèn)知不足造成的操作失誤不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際的不良影響，亦不會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上面的損失。

目前手機(jī)在日常生活中已經(jīng)普及。手機(jī)中的“虛擬實(shí)驗(yàn)” 軟件提供了初高中物理、化學(xué)、生物的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。例如，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以選擇“雙人練習(xí)”或“單人練習(xí)”，以答題闖關(guān)的模式學(xué)習(xí)，既提升了物理實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)意愿，又幫助學(xué)生高效進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)不僅具有將真實(shí)實(shí)驗(yàn)器材等比例縮小的虛擬器材供操作，在實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤時(shí)能夠及時(shí)提出警告，還有針對(duì)實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)的選擇題，將實(shí)驗(yàn)操作和高考實(shí)驗(yàn)題相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐，將實(shí)踐轉(zhuǎn)化為理論。此外，該軟件還會(huì)根據(jù)操作進(jìn)程，實(shí)時(shí)提出實(shí)驗(yàn)中的注意點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生深入了解實(shí)驗(yàn)，鞏固實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，幫助實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行下去。不僅如此，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，歸納實(shí)驗(yàn)中的重要知識(shí)點(diǎn)，并且提供下載功能，方便后期復(fù)習(xí)使用。

2.3? 關(guān)注實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，注重實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)

教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要減少對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過(guò)度關(guān)注，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。如學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器的使用是否規(guī)范，數(shù)據(jù)記錄是否完整科學(xué)，數(shù)據(jù)結(jié)果分析是否邏輯嚴(yán)密，學(xué)生之間協(xié)作配合、交流的情況等。當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生遇到困難和問(wèn)題的時(shí)候，他們是如何解決的，更是教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注的焦點(diǎn)。通過(guò)評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師要做學(xué)生學(xué)習(xí)的陪伴者和引路人。

2.4? 提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和能力培養(yǎng)

教師要在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。例如，在學(xué)習(xí)電學(xué)的黑箱問(wèn)題時(shí)，可以讓學(xué)生合作、交流，共同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)是否正確，從而提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，培養(yǎng)實(shí)踐能力。學(xué)生可以大膽開(kāi)闊思路，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)修改實(shí)驗(yàn)步驟，利用仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。這可以培養(yǎng)學(xué)生物理科學(xué)思維能力和探究能力，提出物理問(wèn)題并通過(guò)親身實(shí)踐來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

實(shí)驗(yàn)后的反思總結(jié)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。例如，用單擺測(cè)定重力加速度，發(fā)現(xiàn)誤差比較大，可以讓學(xué)生思考誤差產(chǎn)生的原因有哪一些，如何利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件來(lái)減少實(shí)驗(yàn)誤差，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)常伴隨著驚險(xiǎn)。例如，在演示馬德堡半球?qū)嶒?yàn)時(shí)，球內(nèi)空氣抽了將近五分鐘后拉扯兩個(gè)半球，半球一下就被拉開(kāi)了，遇到這種尷尬的情況，物理教師可以帶領(lǐng)學(xué)生了解和分析實(shí)驗(yàn)裝置，找到實(shí)驗(yàn)裝置的不足之處，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)更完美的實(shí)驗(yàn)裝置。

3? 結(jié)語(yǔ)

本文探討了新高考背景下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，提出了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的建議，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，加大實(shí)驗(yàn)器材投入，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，利用仿真軟件進(jìn)行物理仿真實(shí)驗(yàn)，關(guān)注實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，反思改進(jìn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生喜歡和愛(ài)上物理實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中提高物理學(xué)科素養(yǎng)和實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)：

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