《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》以學(xué)生發(fā)展為核心，強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究、證據(jù)推理、模型建構(gòu)、實(shí)驗(yàn)操作等關(guān)鍵能力，注重物理知識(shí)與實(shí)際的聯(lián)系，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中開展創(chuàng)新實(shí)踐[］。作為高中物理課程的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)是學(xué)生驗(yàn)證物理猜想、獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的主要途徑，其重要性不言而喻。因此，教師在高中物理教學(xué)中需要兼顧提質(zhì)增效和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩方面，及時(shí)更新教學(xué)理念，切實(shí)促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)水平的提高。

一、新課標(biāo)下高中物理教學(xué)的新變化

（一）由知識(shí)本位轉(zhuǎn)向素養(yǎng)本位

傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)側(cè)重于知識(shí)傳授，片面追求成績提升，忽視了學(xué)生其他領(lǐng)域素養(yǎng)的培養(yǎng)，容易導(dǎo)致學(xué)生“死讀書，讀死書”。在新課標(biāo)背景下，高中物理教學(xué)逐漸由知識(shí)本位向素養(yǎng)本位轉(zhuǎn)變，在傳授物理知識(shí)的同時(shí)，注重學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。教師可通過主題式學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方式，使學(xué)生深入探究物理知識(shí)的內(nèi)在含義與本質(zhì)特征[2]。

（二）由教師講授轉(zhuǎn)向?qū)W生探索

在傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)中，部分教師受應(yīng)試教育思維影響較深，秉承“教師主講，學(xué)生主聽”的理念進(jìn)行單向灌輸，未能滿足學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)需求，導(dǎo)致學(xué)生往往以被動(dòng)的姿態(tài)參與知識(shí)探究，這極大阻礙了學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成。在新課標(biāo)背景下，高中物理教學(xué)逐漸由“教師講授”轉(zhuǎn)向“學(xué)生探索”，突出學(xué)生在課堂上的主體地位和學(xué)習(xí)中的主動(dòng)性，教師則更多地發(fā)揮方向引導(dǎo)與方法指導(dǎo)的作用。

（三）由理論主導(dǎo)轉(zhuǎn)向?qū)W用一體

在傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)中，理論性知識(shí)的講解權(quán)重較高，學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)較少，他們難以通過實(shí)踐檢驗(yàn)所學(xué)物理知識(shí)的客觀性、科學(xué)性。在新課標(biāo)背景下，高中物理課程注重學(xué)用一體，即理論知識(shí)與實(shí)踐操作并重，讓學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中理解物理原理，提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shù)據(jù)分析能力和問題解決能力[3]。

二、新課標(biāo)下創(chuàng)新高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

（一）深化知識(shí)理解，促進(jìn)理論與實(shí)踐的融合

在新課標(biāo)背景下，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)提質(zhì)增效的重要一環(huán)，其核心要義在于深化學(xué)生對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的理解，并促進(jìn)理論知識(shí)與實(shí)踐操作的有機(jī)融合，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中親身感受物理現(xiàn)象，從而更透徹地理解其內(nèi)在邏輯。此外，物理實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)綜合性活動(dòng)，需要學(xué)生綜合運(yùn)用物理知識(shí)，在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、整合實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程中驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)猜想。

（二）培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高問題解決能力

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)動(dòng)手操作與實(shí)踐演練。學(xué)生在實(shí)用性強(qiáng)且富有挑戰(zhàn)性的物理實(shí)驗(yàn)中，可熟練掌握實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)而在操作器材、觀察現(xiàn)象的過程中更加游刃有余。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)本身就是提出問題、驗(yàn)證猜想、解決問題的過程。學(xué)生在掌握實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，能夠通過物理實(shí)驗(yàn)提高解決問題的效率和質(zhì)量，在潛移默化中增強(qiáng)解決問題的能力和自信。

（三）激發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)

高中物理知識(shí)具有抽象性、系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)性。學(xué)生若只是機(jī)械記憶物理知識(shí)，則難以深入理解其內(nèi)涵，更難以發(fā)展高階思維。在新課標(biāo)背景下，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于解決這一問題。在多樣化的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生能夠從多角度、多層面開展探索，進(jìn)行自主提問與理性質(zhì)疑，培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)。

三、新課標(biāo)下創(chuàng)新高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體策略

（一）科學(xué)劃分小組，激發(fā)實(shí)驗(yàn)積極性

受物理基礎(chǔ)、個(gè)人認(rèn)知、發(fā)展?jié)摿Φ戎T多主客觀因素的影響，高中生的物理實(shí)驗(yàn)水平不可避免地存在差異。教師若采用“一刀切”的方式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，則會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)與獲得感，造成“學(xué)優(yōu)生‘吃不飽’、學(xué)困生‘吃不下’”的局面。因此，教師需對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分組，組建結(jié)構(gòu)合理、氛圍融洽的物理實(shí)驗(yàn)小組，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc協(xié)作探究能力，確保每位學(xué)生都有充分參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。小組成員分工協(xié)作，為完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)共同努力，逐漸培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神與協(xié)作意識(shí)[4]。教師應(yīng)確保分組的科學(xué)性，在明確整體實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的同時(shí)，為學(xué)生分配適宜的任務(wù)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。

以人教版高中物理必修第二冊(cè)第五章第三節(jié)“實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”為例，在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，教師可綜合評(píng)估學(xué)生近期的課堂表現(xiàn)、測(cè)驗(yàn)成績、興趣愛好、人際交往情況等，據(jù)此進(jìn)行科學(xué)分組。各小組應(yīng)人數(shù)相近、能力水平相當(dāng)，為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定組織基礎(chǔ)。隨后，教師要布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)：小組長負(fù)責(zé)整體把控實(shí)驗(yàn)進(jìn)程；組員分別擔(dān)任器材管理員、操作員、數(shù)據(jù)記錄員和分析員等角色。成員在完成本職任務(wù)的同時(shí)，也需了解其他環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容，以達(dá)到觸類旁通的效果。同時(shí)，教師需明確本次實(shí)驗(yàn)的目的：（1）通過實(shí)驗(yàn)描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡；（2）判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否為拋物線；（3）根據(jù)軌跡求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮螅處熆珊喪鰧?shí)驗(yàn)原理：平拋運(yùn)動(dòng)可視為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，通過運(yùn)動(dòng)分解，分別研究物體在水平方向與豎直方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，從而推導(dǎo)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這一原理闡釋為學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)提供了方向性指引。

（二）設(shè)計(jì)趣味實(shí)驗(yàn)，寓教于樂

高中生普遍課業(yè)壓力大，長期處于緊繃狀態(tài)，十分需要輕松愉悅的課堂氛圍和寓教于樂的物理實(shí)驗(yàn)來緩解壓力、放松心情。為解決這一問題，教師可引入趣味實(shí)驗(yàn)，依托其新穎性和趣味性的特點(diǎn)，吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)并非一朝一夕之功，需要教師持續(xù)投入、久久為功，制訂科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地探索物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)階梯化提升[5]。因此，教師應(yīng)立足具體教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的心理特點(diǎn)和興趣愛好，在物理實(shí)驗(yàn)中融入趣味元素，如引入趣味游戲、講述物理故事、開展趣味競(jìng)賽等，讓學(xué)生充分感受到參與物理實(shí)驗(yàn)的樂趣。

例如，在“實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的教學(xué)中，教師可融入趣味元素，賦予實(shí)驗(yàn)一個(gè)趣味化的名稱—“平拋運(yùn)動(dòng)大偵探”，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)背景。比如，物理偵探社接到一項(xiàng)緊急任務(wù)：在一顆名為“平拋星”的神秘星球上，物體正以一種未知方式運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致星球生態(tài)受到影響。作為偵探社成員，學(xué)生需通過實(shí)驗(yàn)揭開“平拋星”物體運(yùn)動(dòng)的奧秘。這一趣味化實(shí)驗(yàn)背景能有效吸引學(xué)生，激發(fā)其參與實(shí)驗(yàn)的興趣。

（三）滲透生活元素，體現(xiàn)學(xué)用一體

物理源于生活，用于生活，揭示著宏觀世界的運(yùn)行規(guī)律與微觀世界的內(nèi)在奧秘。正因如此，高中階段的許多物理知識(shí)與學(xué)生的實(shí)際生活密切相關(guān)，為在物理實(shí)驗(yàn)中滲透生活元素奠定了基礎(chǔ)。在生活化物理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生能夠?qū)⑺季S代入生活情境，自覺聯(lián)想到日常所見所聞、所思所感，并將課堂所學(xué)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論應(yīng)用于實(shí)際，從而完成知識(shí)遷移，體現(xiàn)新時(shí)期高中物理教學(xué)“學(xué)用一體”的原則?；诖耍處熢趧?chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，應(yīng)采取引入生活實(shí)例、展示實(shí)物、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境等方式，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)際生活之間搭建橋梁，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)和能力。

針對(duì)“實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”一課，教師可以開展“雙軌平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)。雖然此實(shí)驗(yàn)通常在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行，但教師可以嘗試將其原理與學(xué)生生活中常見的現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)照，以降低學(xué)生的理解難度。例如，教師可引入生活實(shí)例創(chuàng)設(shè)情境：“在日常生活中，大家都有過扔紙飛機(jī)的經(jīng)歷。如果紙飛機(jī)被扔出的角度與力度合適，它將沿著一條拋物線飛行一段距離?！苯又赋錾顚?shí)例與實(shí)驗(yàn)原理的聯(lián)系：“紙飛機(jī)被扔出時(shí)，受到水平方向的推力和豎直方向的重力作用，因此其運(yùn)動(dòng)軌跡符合平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律?！彪S后，引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行操作：將兩個(gè)小球靜置于同一高度，用小錘擊打彈性金屬片后，一個(gè)小球沿水平方向拋出（做平拋運(yùn)動(dòng)），同時(shí)另一個(gè)小球由靜止釋放（做自由落體運(yùn)動(dòng)）。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生觀察兩個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，比較它們是否能同時(shí)落地。接著，讓學(xué)生改變高度與小錘擊打力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。之后，教師可以加入電磁鐵裝置以控制小球同時(shí)釋放，學(xué)生可觀察到二者在空中相遇，從而理解平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，教師可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論建立坐標(biāo)系，分析平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡與特點(diǎn)，并鼓勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)獲得的新知在生活中加以運(yùn)用。

（四）注重?cái)?shù)字賦能，拓寬學(xué)生視野

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)視聽資源的廣泛應(yīng)用，數(shù)字賦能高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性愈加凸顯。數(shù)字技術(shù)在化靜為動(dòng)、化繁為簡、化抽象為形象等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，有助于打破時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的跨時(shí)空共享，在推動(dòng)教育公平的同時(shí)，也能橫向拓寬學(xué)生的視野，使學(xué)生接觸到更為豐富的物理知識(shí)[6]?；诖耍處煈?yīng)積極利用多元化的數(shù)字化教學(xué)設(shè)備創(chuàng)新物理教學(xué)。例如，利用智能學(xué)習(xí)平臺(tái)構(gòu)建物理學(xué)科知識(shí)圖譜，并輔以人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)；借鑒國家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)上的優(yōu)質(zhì)教案延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將抽象的物理概念轉(zhuǎn)化為具體的圖表、動(dòng)畫或視頻；運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備（如傳感器、數(shù)據(jù)采集器等）實(shí)時(shí)記錄與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過數(shù)字賦能，教師可以將高中物理教學(xué)提質(zhì)增效與實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新的要求落到實(shí)處。

針對(duì)“實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”一課，教師可從國家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)選取關(guān)于“傳感器法”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻供學(xué)生觀看，為其后續(xù)的自主實(shí)驗(yàn)提供參考。觀看視頻后，引導(dǎo)學(xué)生利用預(yù)先準(zhǔn)備的傳感器與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。物體在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)持續(xù)發(fā)射超聲波脈沖與紅外線脈沖。學(xué)生應(yīng)在確保接收器與計(jì)算機(jī)連接穩(wěn)定后，通過接收器測(cè)量脈沖時(shí)間差，據(jù)此計(jì)算物體位置與速度，從而獲取平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡與數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師應(yīng)要求學(xué)生以小組為單位，通過交流討論、互學(xué)互鑒的方式，分享實(shí)驗(yàn)過程的心得體會(huì)與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，進(jìn)行思維碰撞與智慧共享，進(jìn)一步深化對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的理解。

四、總結(jié)

總而言之，受教學(xué)理念、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)方法等多重因素的影響，現(xiàn)階段高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍存在不足。這對(duì)新時(shí)代高中物理教師發(fā)揮教學(xué)智慧、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式提出了更高要求。在新課標(biāo)的引領(lǐng)下，為推進(jìn)高中物理教學(xué)提質(zhì)增效，教師應(yīng)以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)為切入點(diǎn)，準(zhǔn)確把握高中物理教學(xué)的新變化、新動(dòng)向，堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。教師要在充分發(fā)揮自身指導(dǎo)作用的基礎(chǔ)上，賦予學(xué)生充分的學(xué)習(xí)自主權(quán)，引導(dǎo)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、協(xié)作探究、深度學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實(shí)踐中，切實(shí)提高物理學(xué)習(xí)水平和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

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