馬娟莉

［摘 要］在落實新課標以及新高考理念的背景下，基于高考物理備考過程中學(xué)生實驗探究能力差、實驗題目得分低的現(xiàn)象，提出高考物理備考過程中面向高三學(xué)生開放實驗室的構(gòu)思，以期讓學(xué)生在實驗室中有效開展實驗探究和操作，進一步化解物理實驗備考中的困惑。

［關(guān)鍵詞］開放實驗室；高考物理；備考；新課標；新高考

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）30-0042-04

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，而在高考的影響下，物理實驗教學(xué)常常被擠壓并存在著“應(yīng)試化”現(xiàn)象。在高中物理實驗教學(xué)中，部分教師枯燥抑或空洞地講解實驗原理；學(xué)生照著固有的實驗步驟進行實驗操作，簡單地記錄實驗數(shù)據(jù)，最后再將書本上的實驗結(jié)論和誤差情況進行死記硬背。因此，實驗部分的成績往往不盡如人意。隨著新課改的不斷推進，新課標明確要求：加強實驗室的建設(shè)，充分利用實驗器材，積極創(chuàng)造實驗條件，建立實驗室開放制度，促進學(xué)生實驗?zāi)芰Φ陌l(fā)展。新高考也將實驗?zāi)芰α袨槲锢韺W(xué)科重點考查的內(nèi)容之一。基于此，筆者提出在高考物理備考時面向高三學(xué)生開放實驗室，鼓勵學(xué)生借助實驗器材進行具體的探究和操作，通過實驗進一步化解物理實驗備考中的困惑，切實培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

一、開放實驗室的必要性

（一）從高考試題考查來看

依據(jù)新課標的要求，高中階段必修課程中學(xué)生必做的物理實驗有12個，選擇性必修課程中學(xué)生必做的物理實驗有9個，共21個。統(tǒng)計近四年來全國卷高考物理實驗題的考查內(nèi)容情況（見表1），發(fā)現(xiàn)考查的18個實驗項目中有13個來自教材中的必做實驗，另外5個（打*標記）則是在教材必做實驗的基礎(chǔ)上進行了一定的創(chuàng)新。

通過分析近三年的全國卷高考物理試題發(fā)現(xiàn)，實驗內(nèi)容除在實驗題中出現(xiàn)以外，在選擇題與計算題中也時有出現(xiàn)，具體統(tǒng)計情況見表2。這說明了掌握好實驗知識的重要性，也突出強調(diào)了物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)方面具有重要的地位和作用。

將表1與表2進行對比分析發(fā)現(xiàn)，新課標要求學(xué)生掌握的必做實驗一般在實驗題中進行考查，而以必做實驗為背景在其他題型中進行考查的較少。但創(chuàng)新性實驗，即在教材必做實驗的基礎(chǔ)上進行變換和創(chuàng)新而得的實驗，在各題型中出現(xiàn)的頻率有增加的趨勢，尤其是對貼近科技進步的傳感器的應(yīng)用的考查變得越來越頻繁。

因此，從高考試題分析來看，為學(xué)生開放實驗室，讓學(xué)生掌握好實驗十分必要。

（二）從實驗備考情況來看

在時間緊迫、任務(wù)繁重的高考物理備考中，教師和學(xué)生一心想著靠題海戰(zhàn)術(shù)、死記硬背來提高實驗部分的復(fù)習(xí)效率。這不僅壓縮了實驗教學(xué)的時間，剝奪了學(xué)生實驗探究的機會，而且阻礙了學(xué)生實驗?zāi)芰Φ陌l(fā)展，消磨了學(xué)生實驗探究的積極性。

以筆者所在學(xué)校為例進行分析，學(xué)校高三畢業(yè)班近三年在全市一模、二模中實驗題平均得分情況如表3所示。從表3可以看出，實驗部分的備考存在問題，學(xué)生的實驗題得分率不高。由此可見，在高考物理備考中，教師應(yīng)結(jié)合高中階段必做的實驗項目，面向高三學(xué)生開放實驗室，鼓勵學(xué)生真正地動手探究，通過具體的實驗操作加深對實驗步驟及原理的理解，并在此基礎(chǔ)上對原有的實驗進行大膽的改進與創(chuàng)新，進而實現(xiàn)各項實驗?zāi)芰Φ奶嵘?/p>

（三）從學(xué)生答題情況來看

在某次高三聯(lián)考中，筆者所在學(xué)校每個高三班級都有學(xué)生出現(xiàn)如圖1所示的錯誤作答，且占比達到了20%?；瑒幼冏杵魇菑某踔虚_始接觸的，但還是出現(xiàn)了高三學(xué)生無法正確連接滑動變阻器的情況。這側(cè)面反映出學(xué)生對實驗器材見得少、摸得少、用得少。

又如2023年南寧市畢業(yè)班第二次模擬考試實驗題第23題，從原本的實驗入手做進一步的創(chuàng)新升華。本題在全市的平均得分為1.09，在筆者所在學(xué)校的平均得分為1.29。批改試卷時發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新升華部分幾乎是空白卷。這就意味著若將固有的實驗換成另一種方式進行考查設(shè)問時，學(xué)生就會毫無頭緒、不知從何處下手。

基于以上分析，可以看出開放實驗室的必要性。只有讓學(xué)生真正地接觸到實驗器材，真正地展開實驗探究，并對學(xué)生進行鼓勵和引導(dǎo)，激發(fā)他們在不同的固有實驗的基礎(chǔ)上進行改進和創(chuàng)新，才能夠讓他們真正理解和掌握實驗知識，提升實驗?zāi)芰Α?/p>

二、開放實驗室構(gòu)思

開放實驗室是高等院校物理實驗教學(xué)改革的一個普遍現(xiàn)象，也是普通高中教學(xué)改革的一個趨勢。所謂開放實驗室，即對實驗時間、實驗內(nèi)容以及實驗對象的開放?？紤]到普通高中學(xué)生學(xué)習(xí)的情況和能力等方面的要求，開放實驗室限于實驗內(nèi)容和實驗對象的半開放。

（一）基本框架

依據(jù)高中階段學(xué)生必做實驗以及對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ囊?，將開放實驗室劃分為三類實驗室，即基礎(chǔ)實驗室、必做實驗室和創(chuàng)新實驗室。設(shè)置基礎(chǔ)實驗室的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的實驗基礎(chǔ)能力，如實驗儀器的使用、實驗器材的組裝等。學(xué)生只有掌握了最基本的實驗?zāi)芰Γ拍転檫M一步的實驗做好充分的準備。設(shè)置必做實驗室的目的在于以新課標要求的必做實驗為出發(fā)點，加強和鞏固學(xué)生對基本實驗的理解和掌握，并以此為基觸發(fā)學(xué)生對實驗的改進和創(chuàng)新。設(shè)置創(chuàng)新實驗室的目的在于鼓勵學(xué)生對基本實驗進行改進和創(chuàng)新，也可以將平時遇到的問題帶到實驗室做進一步的探究。三類實驗室的設(shè)置呈梯形且相互緊扣，學(xué)生可以根據(jù)自身的備考情況進入不同的實驗室進行實驗探究。

（二）具體方案

依據(jù)學(xué)生在校作息時間的安排，規(guī)定實驗室開放時間為下午放學(xué)后至晚休的這段時間。三類實驗室同時開放，學(xué)生可以根據(jù)自己的時間安排和學(xué)習(xí)規(guī)劃到相應(yīng)的實驗室進行實驗。不同的實驗室要求不一樣，具體如下：

基礎(chǔ)實驗室：主要是培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗?zāi)芰?。實驗室?nèi)部劃分為兩個區(qū)域：力學(xué)測量儀器的使用區(qū)、電學(xué)儀器的使用與組裝區(qū)。學(xué)生進入實驗室將會領(lǐng)取到本實驗室的任務(wù)清單，學(xué)生按照任務(wù)清單上的要求進行實驗操作。完成指定的實驗任務(wù)后，學(xué)生還可以根據(jù)自己的設(shè)想借助現(xiàn)有的實驗器材進行其他額外的實驗操作。因此，實驗室內(nèi)呈現(xiàn)的器材是按照掌握為主、拓寬視野為輔的原則進行配置的。

必做實驗室：主要是對高中階段必做實驗的再掌握。實驗室按照必做實驗清單以每周一個實驗為原則進行具體的安排。學(xué)生可以通過實驗室外的信息欄了解具體的實驗安排順序，進而能夠清楚地知曉自身薄弱的實驗所對應(yīng)的具體開放時間，并做好自身時間的調(diào)整與安排。學(xué)生進入實驗室將會領(lǐng)到本實驗室的任務(wù)清單，任務(wù)清單的設(shè)計以書面問答的引導(dǎo)方式幫助學(xué)生完成相應(yīng)的實驗，及時給予學(xué)生相應(yīng)的提示，降低學(xué)生獨自完成實驗的難度，同時也在潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生實驗探究的基本思維。

創(chuàng)新實驗室：主要是面向創(chuàng)新實驗的設(shè)計探究，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，幫助學(xué)生適應(yīng)新高考。在使用本實驗室之前，學(xué)生需要提前提交實驗設(shè)計方案進行實驗室的預(yù)約。實驗室的管理者將會根據(jù)學(xué)生的方案進行器材的準備和實驗的安排。若學(xué)生的方案無法進行，實驗室的管理者也會與學(xué)生做進一步的討論和優(yōu)化，最大限度地保證學(xué)生能夠正常進行實驗探究。

三類實驗室的任務(wù)清單如圖3所示。

（三）管理模式

管理的好壞決定著開放實驗室的方案是否能夠順利實行，因此在實驗室管理制度的基礎(chǔ)上設(shè)置了針對開放實驗室的管理模式，如圖4所示。開放實驗室的管理由實驗管理者全權(quán)負責(zé)。此外，因考慮到人手問題和能力培養(yǎng)問題，特意在學(xué)校的物理興趣社團進行志愿者的招募。這些志愿者主要是高一、高二的學(xué)生，他們的學(xué)習(xí)時間較為寬裕，外加能夠進入實驗室進行實驗操作，所以他們對這項工作十分感興趣。所招募到的志愿者還需要由實驗管理者進行崗前培訓(xùn)，培訓(xùn)的主要內(nèi)容為相應(yīng)實驗的操作方法和相應(yīng)實驗室的管理制度要求。志愿者只有達到培訓(xùn)合格才能順利上崗。

（四）目前的嘗試

筆者所在學(xué)校根據(jù)2023年高三畢業(yè)班的物理實驗備考情況，主要針對高三學(xué)生進行了開放實驗室的初步嘗試。實驗室的開放時間為2023年5月22日至28日，為期一周。內(nèi)容具體及位置安排如圖5所示。

初次嘗試總會面臨各種問題，時間緊和器材老舊是最突出的問題，雖嚴重限制了學(xué)生的實驗操作和探究，但也實現(xiàn)了學(xué)生對各類實驗器材認識的具體化和使用的規(guī)范化，打破了學(xué)生一直以來憑空想象實驗器材的局面，加深了學(xué)生對各類實驗器材的熟悉程度，降低了學(xué)生對實驗的畏懼心理。

三、開放實驗室存在的問題、困難與相應(yīng)解決方案

（一）實驗設(shè)備的老化、不齊全和實驗場地的不足

因經(jīng)費的限制以及對實驗操作的重視程度不足等原因，部分學(xué)校在實驗室建設(shè)方面的投入越來越少，實驗室、儀器室、準備室等不斷地被壓縮，實驗設(shè)備的更新?lián)Q代也跟不上新課程的改革。因此部分學(xué)校存在有實驗器材老化、不齊全和實驗場地不足等問題。實驗器材是進行實驗操作的前提，沒有實驗器材則不具備實驗條件，更無法實現(xiàn)實驗室開放。

學(xué)校和教師都要轉(zhuǎn)變觀念，認識到實驗室建設(shè)和管理的重要性。學(xué)校要從硬件和軟件兩個方面為實驗室的建設(shè)提供支持。硬件方面即按照定級達標的規(guī)范要求加大資金投入，配備好相應(yīng)的學(xué)科實驗室、標準的實驗儀器等。軟件方面即要多鼓勵和支持實驗教師參加相關(guān)的培訓(xùn)，提升實驗教師的技能和專業(yè)素養(yǎng)。此外，物理教師也要加強對學(xué)生實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)，重視實驗探究課程，鼓勵學(xué)生多走入實驗室進行實踐研究等。

（二）實驗儀器的日常管理和維護難度增大

“開放”即面對的是不同的實驗對象、不同的實驗內(nèi)容，因此各種實驗器材便會有不同的使用情況。實驗過程中會有各種意外發(fā)生，因此實驗器材便會有不同程度的損耗。在開放實驗室期間還需要進行常規(guī)的實驗課程安排，因此各種實驗器材的配備便需要及時更換。這些都給實驗儀器的日常管理和維護增加了一定的難度，也對實驗管理者提出了更高的要求。

各種儀器設(shè)備的管理和保養(yǎng)維護是整個實驗室能夠正常運轉(zhuǎn)的基本保證。開放實驗室的方案是由實驗管理者全權(quán)負責(zé)的，而普通高中只安排一個教師作為實驗管理者是遠遠不夠的。即使本方案中還有高一、高二的志愿者為助手，依然無法保證實驗儀器的日常管理和維護。

（三）高三學(xué)生進入實驗室的積極性不足

高三是學(xué)業(yè)壓力最大的一年。在應(yīng)試教育的影響下，大部分高三學(xué)生依然保持著“分數(shù)為重”的心態(tài)，實驗題的分值無法達到讓他們愿意花更多時間進入實驗室的地步，加之實驗題變幻無常更加打擊了他們對實驗的信心，再加上學(xué)習(xí)緊張、時間緊迫，他們進入開放實驗室進行實驗的積極性遠遠不足。

以往對實驗操作不夠重視必然會導(dǎo)致這樣的情況發(fā)生。若能夠打破以往的舊觀念和習(xí)慣，問題便會迎刃而解。因此，需要從教師開始提高對實驗課程的重視程度，再逐步地影響學(xué)生，讓學(xué)生能夠真正地體驗到實驗探究帶給他們的具體收獲。

總之，實驗是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的重要手段，開放實驗室是教學(xué)發(fā)展的趨勢，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需求。開放實驗室需要硬件和軟件的支持、需要人力資源的支持、需要管理制度的完善、需要學(xué)生具備遵守規(guī)章制度的意識等。同時，還需要教師在實踐中不斷地總結(jié)，尋求更加優(yōu)化的方案，以保證開放實驗室各項工作有序、有效、持久地開展。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 張宏齊.新修訂課標中學(xué)生必做實驗變化產(chǎn)生的影響及建議［J］.中小學(xué)實驗與裝備，2019（2）：18-20.

［2］? 教育部考試中心.中國高考評價體系說明［M］.北京：人民教育出版社，2019：8.

［3］? 吳碧麗.探究開放實驗室在高中化學(xué)生態(tài)化教學(xué)中的應(yīng)用［J］.高考，2020（15）：81.

［4］? 方欽玉.淺談高中物理實驗室的建設(shè)和管理［J］.福建教育學(xué)院學(xué)報，2013（5）：58-60.

［5］? 郭兵.高校開放實驗室管理存在的問題及對策［J］.科教導(dǎo)刊（上旬刊），2017（25）：184-185.

（責(zé)任編輯? ? 黃春香）