探究新课程背景下高中物理实验教学的优化策略

【摘要】随着新课标的逐渐推行，高中物理教学课堂在新课标的要求下不断优化，各式新教法提高了物理课堂的教学质量，然而在实验教学方面，受限于传统实验教学方法的单一，相关的新教法与教学优化有所不足，导致实验教学无法与新课程下的课堂教学相贴合。因此，为提高物理实验的教学质量，创新优化当下的实验教学，本文首先分析了目前高中物理的实验教学现状，以此为基础研究新课程下高中物理实验教学的优化原则与意义，最后探究了实验教学优化策略。

【关键词】新课改  高中物理  实验教学  教法优化

【中图分类号】G633.7   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2023）10-0094-03

物理实验作为物理教学的重要组成部分之一，其有助于让学生深入了解知识的生成与演化过程，以实践的方式强化了学生的理解能力与创造性思维，同时通过各式各样的实验器材让学生感悟到物理的魅力。但由于应试教育长期以来的影响，实验教学受到填鸭式教育的压缩，实验方面的教学进步缓慢甚至出现了部分问题，导致实验教学不仅没有发挥出应有的作用，反而加深了学生对物理的偏见，即物理学习难、知识抽象、实验麻烦等。而新课程的出现以课堂教学为基础改善了目前的教学现状，其转变了物理教学的思维模式，注重能力与素养的培养，更加重视实验方面的教学。因此，为创新优化当下的实验教学，首先要从实验教学的现状出发，解决问题的同时为实验教学的进步提供新方法新思路，使实验教学更贴合现代化教育的发展。

一、高中物理的实验教学现状

物理知识的学习不仅需要学习者具有一定基础的理解能力，还需要搭配相关的实验辅助理解，以此发散学习者的思维，提高学习者的物理学习能力与物理素养。而在新课程的背景下，目前的实验教学具有两类明显问题，即教学方法单一、教学内容固化，并以此延伸出以下几项问题：

（一）缺少规范化的实验教学

常规实验课堂的教学流程通常为知识讲解→操作演示→引导操作→实验总结，实验期间还要融入实验报告进行纸质的总结。而实验流程作为实验的基础，其保障了实验的顺利进行，同时让实验者能够根据实验流程对实验进行批判式的总结。而目前的实验教学由于学生的“不重视”、实验教学的不规范，导致实验教学的质量参差不齐，出现简单的实验学生操作散漫、复杂的实验学生无从下手的现象，使得仅有部分学生能从实验中对知识进行深化理解，而大部分学生无法深刻理解实验教学的作用，只当作缓解学习压力的教学课堂。

（二）教学内容固化，忽略了思维能力的培养

在现代化教育的发展下，不再单一要求对知识的不断积累，而是更加重视学生的综合素养。而在目前的物理实验教学方面，由于过度追求完成物理基础理论的教学，导致教学内容不断固化，忽略了实验教学中思维的重要性。例如部分实验的教学中教师根据教学内容在实验课堂开端便将实验目的、实验原理、实验流程与实验结果进行讲解，由于结果的单一不仅让学生无法自由探索，影响了学习积极性，还导致学生的思维固化，使得思维能力的发展受到限制，即对知识的认知仍停留在表层，无法提出有效的问题。

（三）学生缺少实验的机会，科学素养相对不足

高中阶段的物理实验大多存在一定的限制，或是实验具备一定的危险性、或是实验器材的不足，因此导致学生无法还原实验的每个细节。然而相关的细节正蕴含着物理规律与实验思维，通过一些细节可以将实验进行横向或纵向的拓展，弥补思维的不足。而当学生经常缺乏实验的机会与条件时，学生的实验能力会存在一定的漏洞，不仅影响了实验思维的有效进步，还会导致学生科学素养的发展受到限制，无法对知识进行发散性思考。

二、新课程下高中物理的实验教学优化原则与意义

为改善当下的物理实验现状，首先要分析实验教学优化的原则及意义，而高中物理知识的教授遵循由浅至深的原则，当学生具备一定的物理素养才能进一步进行知识的深化。因此，为保障实验教学的质量，在进行新课程下的实验教学优化时要注重以下几项原则：①贴合课堂教学。优化的物理实验要能够贴合课堂教学，即既要与所学知识联系紧密、环环相扣，还要具备一定的思维发散空间供学生思考；②适宜学生学习，有助于学生思维与能力的培养。在设计实验时还要注重让所有学生都能参与到实验中，避免出现学习好的学生带领全组同学完成实验的现象，要求让每名学生都能理解实验、发散思维并进行实验拓展；③具有时代性。即实验本身要有迹可循，或该实验的原理有哪些被应用到现实中，强化知识与生活的联系，提高学生学以致用的能力并间接地培养了学生的物理素养。

通过优化物理实验课堂不仅可以有效解决上述出现的问题，还具有以下优势：①形成高质量的物理实验教学课堂。优化后的课堂摒弃了常规课堂冗杂单一的实验流程，以灵活的授课方式更加注重学生对知识的吸收及课堂参与度；②有助于学生思维能力的提高。通过运用不同的方式方法进行教学，既提高了学生对物理学习的兴趣，还让学生在欢快的氛围中提高了物理学习能力与发散思维的培养；③强化学生的科学素养。通过加强实验与生活的联系，不仅促进了学生对知识的深入理解，还激发了学生的学习积极性，为学生提供了更多物理实验的机会，让学生形成了更加严谨求实的科学态度；④丰富实验教学模式。通过优化物理实验，让教师可选择的实验方法更加多样化，以此既可以应对不同的教学内容，还可以实行分层教育，让所有同学都能参与到实验课堂中。

三、新课程下高中物理实验教学的优化策略

（一）规范化分组实验，设计系统的教学评价

规范化分组实验旨在构建完善的、系统的实验操作体系，让课堂的所有学生都能参与到实验中。因此，从实验课堂的开端出发，首先要规范学生的分组，而后为各个小组设计奖惩机制，最后要注重教学评价，丰富实验报告的内容及形式。其次要根据教学内容的不同创建合理的实验方案，例如对难度较高的实验提前布置预习内容，对难度低的实验要求学生能全面思考实验目的与实验原理，同时要总结实验中的疑惑之处。

例如，在进行《探究求合力的方法》的实验教学时，该实验要求学生对细线施加不同的力来探究力的平行四边形定则。因此，在设计实验时首先可以要求学生以六人为一组，每组进行两次实验，同时在实验报告上增设问题引入、个人实验流程、个人实验总结三个环节。在问题引入环节既可以是小组的共性问题，如“如何搭配砝码组合细绳？”，还可以是个人问题，如“弹簧测力计的计数有哪些要求？是否测量准确？”等，在课堂开端教师讲解实验目的后即可引导学生填写该环节。而个人实验流程环节与个人实验总结环节要求学生在课后完成，前者要求学生规范地写出在小组实验中自己的实验流程并写出与同组学生的接触与合作，后者则要求学生详尽地写出做实验时的心理路程，如弹簧秤调零时遇到的问题、细绳断裂时的环境、合力与分力之间关系的理解等。最后教师根据每名学生的实验报告进行评价总结并以电子版的形式传给学生供学生反思。在设计小组奖惩机制时可根据实验报告的完善程度、做实验时的严谨程度进行评分，分值高的组给予适当奖励，分值低的组负责帮助老师完成教学任务等。通过灵活设计实验报告并进行固定化的分组，让实验更加贴合教学内容且丰富了实验教学，同时让教师能从多个角度观察学生的实验流程，以此提高了实验教学的教学质量。

（二）优质化教材内容，注重思维能力的培养

物理实验首先要贴合教材内容进行设计，而教材内容大部分涉及到的知识为物质定义与物理规律等内容，也有部分内容结合实验进行分析，但由于大部分物理知识涉及到公式计算，无法理解抽象的专有名词便无法顺利地进行实际问题的解决。而优质化教材内容旨在让教师从有限的教学内容出发，深挖其蕴含的原理与知识延伸，以此灵活地讲解单一的教材内容。在实验设计时为了拉近学生与物理知识之间的距离，首先可用阶段性的小实验辅助知识理解，而后设计综合实验让学生全面理解教材内容，期间还要注重对学生思维的引导与能力的培养。

例如，在进行《用打点计时器测速度》的实验时，该实验较为基础，难点在于学生需要了解打点计时器使用时的注意事项及计算相关公式。因此，在进行本节课的实验教学时，首先可要求学生独自观看实验视频与打点计时器的使用说明，培养学生独立实验的意识及思维，而后要求小组内讨论总结打点计时器的特点，随后老师进行讲解，以此让学生思考两者间的出入并提出疑问。随后实验中引导学生绘画时间速度图像，培养学生运用图像总结处理数据的能力，而后引出公式，让惯性思维带领学生逐渐完成实验。在该试验的过程中，教师要挖掘打点计时器设计思路的巧妙并以此为基础让学生思考如何自制打点计时器，如利用河流流速的固定进行设计等。

（三）生活化实验教学，强化学生的科学素养

物理实验源于生活中各式各样的现象，因此在设计实验时还可以构建生活化的实验情景，在讲解实验原理时不断用身边的实际案例进行举例说明，例如讲解万有引力时让学生思考比萨斜塔实验并联系硬币与纸币的掉落有何不同，以此让学生发现身边的科学知识，引导学生将物理知识与身边的生活实际相联系并构建合理的物理模型，以此既让物理知识更加立体形象，有助于对知识的理解，还可以强化学生的科学素养。

例如，在进行《弹力与弹簧伸长量的关系》的实验教学时，该实验难度适中，难点在于对图像的认知及注意事项的理解。在实际教学时首先可联系生活实际让学生思考生活中的弹力及与胡克定理的联系，如布匹的弹力、弹簧测力计的弹力、麻绳的弹力等，让学生思考这类物体劲度系数的关系，而后选用其中一个物体悬挂不同的砝码，引申出“伸长越大，弹力也越大”概念的联系。其中教师可引导学生思考超过弹性形变后不同的物体会有哪些变化，如麻绳会断开、弹簧会变形等，以此让学生深入了解劲度系数与材料的粗细、材质、长度等关系。类似的其他实验也可以带入生活中的案例，如进行平抛的实验时让学生思考不同角度抛出篮球，篮球的运动轨迹有哪些不同等。生活化实验设计活跃了学生的思维，让学生不再拘泥于实验器材，而是发挥想象力，以此增强学生的认知，强化了学生的科学素养。

（四）信息化创新拓展，布置课后趣味化实验

信息化创新拓展旨在发散固化的教学内容，在进行实验教学时可借助信息技术的便利为学生讲解古今社会中哪些现象运用了该原理，或该原理延伸出哪些前瞻性技术等，让实验具有时代性，激发了学生的对新事物、新知识、新概念的好奇，为后续知识的讲解打下了基础。而后还可以以此实验原理为基础布置课后的趣味化实验，旨在让学生借助生活中的各项道具还原实验或在网上自学设计实验，以此既加强了学生对该实验的记忆，还深化了相关知识点，促进了学生对物理学习的兴趣。

例如，在进行《验证机械能守恒定律》的实验教学时，该实验器材较多、实验较复杂，同时具有理想条件下这一要求，因此在实际实验时可充分利用信息化的教学技术进行知识延伸拓展，而后回到课堂让学生完成实验。在实际教学时首先可为学生介绍“投射型天基武器”，该武器是一种现代的概念类的武器，仅依靠“动能”来实现打击，是“一种无核辐射的核弹”，同时播放电影《特种部队2》中天基武器实施打击的片段加深学生的印象同时抛出问题“该武器为什么具有如此大的威力？在下降的过程中有哪些因素影响打击威力？”以此抛出重力势能与动能的转化。在介绍“能量不会凭空消失”这一概念时，教师也可以借助信息化为学生介绍案例“空膛开枪对枪支损害大、拉空弓对弓损害大”并播放相关视频加深学生对能量转化的认知。通过趣味化的课外案例让学生对能量转化有了更深的认知，也有了更多兴趣参与到本节课的实验中，同时在布置课后任务时可引导学生查阅资料，了解生活中还有哪些趣味能量转化的案例。

综上所述，新课程对物理教学提出了更多要求，不仅需要革新传统的教育理念，还要以人为本让学生的综合素养得到发展。实验作为提升学生科学素养的重要途径之一，其不仅体现了知识的综合性，还展现了学生的个人科学素养，让教师能通过实验教学发现学生在课堂以外的不足之处并予以改进评语，同时实验还是丰富教学，为学生枯燥的学习带来乐趣的一项重要教学模式，其让学生接触到知识与生活的联系，认识到知识的本质。因此，教师要不断挖掘实验教学的可能性，丰富完善实验教学的教法，以此既落实了新课程的各项要求，还让物理教育得到良性循环的发展而进步。

参考文献：

[1]叶秋艳.新课程背景下高中物理实验教学优化策略[J].数理化解题研究，2022（15）：77-79.

[2]孙丽贵.新高考视觉下优化高中物理实验教学策略探究[J].高考，2022（19）：15-17.

[3]仇加兴.高中物理教学中的实验教学分析[J].教育界，2022（15）：71-73.

[4]叶秋艳.新课程背景下高中物理实验教学优化策略[J].数理化解题研究，2022（15）：77-79.

[5]沈赛华.新课程标准导向下优化高中物理实验教学的策略研究[J].名师在线，2022（3）：2-3.