创新物理实验,优化高中物理教学体系的意义

赵英鹏

【摘要】物理学科以实验为手段，围绕事物之间的内在联系和发展规律展开探究.尤其是在学科素养下，实验还是一种育人载体，是培养学生物理综合素养的有力抓手.但物理實验课堂教学现状差强人意，严重阻碍了物理实验教育价值的发挥.鉴于此，融入创新意识，重新设计实验教学方案，已经成为高中物理新课程改革的重要组成部分.本文就立足于此，对其进行详细的探究.

【关键词】高中物理；实验教学；核心素养

在2017年出版的《普通高中物理课程标准》中，更加关注学生的交流协作素养、创新素养、科学态度等，旨在促进物理学科素养的有效落实.鉴于物理学科的特点，实验教学地位不可替代，因为物理知识本质的学习，以及物理思维、科学态度的发展，均离不开物理实验这一载体.纵观高中物理课堂教学现状，由于深受功利性教学模式的影响，物理实验教学依然存在诸多不足之处，致使物理实验教学功效大打折扣.鉴于此，面对最新的物理课程标准要求，积极推进物理实验教学创新与优化，已经成为一种必然要求.

1 新课程视域下高中物理实验教学遵循原则

鉴于物理实验肩负的育人任务，以及新课标下的实验教学要求，高中物理教师唯有遵循以下几个原则，优化并创新实验教学模式，才能真正达到预期的效果.

原则一：以生为本.素质教育改革回答了“学生和教师，孰为课堂第一位？”的问题.这就要求物理教师在设计实验教学方案、开展实验教学时，应全面加强学情研究和分析，结合高中生当前的物理学情，找准学生的实验学习起点.并在此基础上优化实验学习方案，旨在满足学生的需求，并促进学生的发展.

原则二：启发为主.面对物理新课标下的实验教学要求，唯有彻底摒除“教师讲实验、学生听实验”的模式，使得学生以物理知识探究者的身份，亲自设计实验方案、操作实验、观察实验，在讨论和思考中完成物理实验的探究性学习；另一方面，生本理念下的物理实验教学，并不意味着对学生放任不管.这主要是因为高中生知识、思维、能力有限，在实验探究学习的过程中，常常面临着诸多困难，甚至会陷入困境中.鉴于此，要想发挥物理实验的价值，唯有通过教师的实施引导，才能带领学生在实验探究、实验观察和实验讨论分析中，完成物理知识的内化，并促进物理思维、能力、科学态度等方面的发展.

原则三：因材施教.针对高中阶段的学生来说，由于学习习惯、后天学习环境等因素的制约，学生在学习的过程中逐渐形成了极强的个体差异性，包括：物理前知识和前概念不同、物理思维发展水平不同、物理学习习惯不同等.鉴于此，高中物理教师在优化实验教学时，唯有尊重学生的差异性，坚持因材施教的原则，设计出差异化的实验教学方案，或者针对不同学生安排不同的实验任务等，最终促使班级中物理学困生、学中生和学优生都能积极参与到物理实验操作、观察、探究学习中.

原则四：强化体验.以往，物理教师在开展实验教学时，基本上都是遵循“先示范—再模仿”的流程进行教学.在这种物理实验教学模式下，学生的实验学习体验势必是枯燥、乏味的，难以真正发挥物理实验的教学价值.而面对物理核心素养下的目标，唯有借助多样化的手段，通过生活导入、创设情境、开展趣味性教学等，才能强化学生的实验学习体验，以便于学生在体验中产生强大的学习动机，获得良好的学习效果[1].

2 促进高中物理实验教学创新，促进学科素养落实

2.1 基于实验情境，激发学生学习动机

结合现代教育理论研究得出：学生的学习动机至关重要，学生唯有具备浓厚的学习动机，才能产生与其相契合的学习行为，物理实验教学亦不例外.为了最大限度地挖掘物理实验中蕴含的教育价值，必须要以激发学生的实验探究欲望作为第一要务.在诸多教学手段中，情境教学效果尤为显著，可结合物理实验内容，利用多种手段，为学生营造良好的实验情境，以便于学生在生动、形象的实验情境中，产生强烈的实验探究学习欲望，进而促使学生在积极、主动探究的过程中高效达成物理实验教学目标.

例如 在“金属丝的电阻率”实验探究中，为了激发学生的实验探究欲望，就借助了教学情境的手段：借助多媒体信息技术，借助动画人物的方式，为学生讲述了与电阻相关的知识，以集中学生的注意力，使其对物理实验产生好奇心；接着，带领学生回顾了电阻、电阻定律、电阻率等知识，并借助思维导图，一边复习，一边将其串联在一起；最后，借助实验指导，为学生讲解了本次实验中所需要的实验仪器，以及不同实验仪器的操作和使用方法.之后根据实验电路图对实验形成初步的了解.如此一来，借助一定的物理实验情境，强化了学生的学习动机，使其在主动探究中获得良好的学习效果，这是传统物理实验教学中所无法达到的[2].

2.2 合作探究实验，发展科学探究素养

一直以来，教师基本上都是按照固定的流程开展物理实验.面对学科素养下的目标，为了充分发挥物理实验的教育价值，唯有引导学生积极参与到实验探究中，使得学生在操作实验、观察实验、探究实验的过程中，形成一定的科学探究素养.而要达到这一目标，教师在组织学生开展实验探究之前，应严格按照小组学习的模式，按照5～8人为一组的标准，对学生进行科学的划分.同时，为了保障小组合作探究的顺利开展，又对每一个小组成员进行平衡，使其包含1～2名学优生，3～4名学中生，1～2名学困生.在此基础上，明确小组内各个成员的任务，使其在相互配合中共同参与到物理实验的操作、观察和分析中，最终在实验探究的过程中，形成极强的科学探究素养.

例如 在“磁场”的实验教学中，就借助了小组实验的方式，先引导学生对所学的知识进行了回顾性复习，了解电流的形成条件.之后，又为学生准备了相关的实验材料，包括：电池组、电键、电流表、导线、橡皮线等，并鼓励学生进行小组讨论，结合所学的知识迁移，开展实验探究.如此，学生在相互帮助的过程中，不仅高效达成了这一物理实验教学目标，而且学生在小组参与的过程中，也逐渐学会了协作探究的能力，逐渐形成了极强的实验探究素养[3].

2.3 设计开放性实验，发展学生创新素养

纵观传统的物理实验教学，存在极强的“流程性”.如此按教材讲实验的模式，虽然取得了一定的成效，但却束缚了学生的物理思维发展.鉴于此，在推进高中物理实验创新时，唯有坚持开放性的原则，使得物理实验不再局限于实验验证中.一方面，鼓励学生自主设计物理实验方案.为了促使学生在物理实验中形成一定的创新素养，给学生提供一个自行设计实验的机会，引导学生结合所学的物理知识，通过科学的推理，形成物理实验假设和猜想.之后，选择需求的物理实验器材，设计实验步骤等，以便于学生对自己的实验猜想进行验证.

例如 在“影响滑动摩擦力大小的因素”物理实验教学中，为了发展学生的创新素养，引导学生结合实验猜想设计实验方案，最终围绕实验方案进行实验探究.如此，学生的思维、能力也随之发展；另一方面，延伸并拓展物理实验.为了发展学生的创新素养，物理教师在优化实验教学时，还应在生活条件下进行实验拓展和延伸.例如，在强化学生实验创新素养时，可结合“浮力”内容，给学生布置制作孔明灯的课外实验任务；在完成“重力”教学之后，可以给学生安排“制作水火箭”的课外实验任务.如此，在多种多样的拓展性实验任务中，不仅激活了学生的物理思维，也促使学生在拓展性的实验探究中，形成了一定的创新素养[4].

2.4 连接生活，强化实验涵养

素质教育背景下，生活化教育理论随之提出，并在课堂教学中得到了广泛的应用.与传统的教学模式相比，生活化教学模式倡导将抽象的教学内容和实际生活连接起来，以便于学生在具体化、生活化的教学中，完成既定的教学目标；另一方面，在最新的高中物理课程标准中，也要求物理教师在组织和开展课堂教学时，应引导学生从熟悉的场景中逐渐进入到物理实验探究中，并从中深刻认识到物理实验中蕴含的科学意义.

例如 在“摩擦力”的物理实验教学中，就立足于物理实验和实际生活的内在联系，为学生营造了生活化的实验方案：回忆自己在生活中骑自行车的经历，思考在骑自行车的时候，哪些地方存在摩擦？可通过什么方法对摩擦力进行增大或者减小？根据骑自行车的经历，当自行车在加速行驶的时候，或者减速行驶的时候，自行车两个轮子所受的摩擦力方向存在什么不同？结合生活中的经历，还能找到和摩擦力相关的例子吗？在此基础上持续开展物理实验探究学习.如此，通过物理实验与生活的连接，不仅顺应了新课程改革的要求，也促使学生在探究中提升了自身的综合素养.

2.5 优化评价，促进学科素养落实

教学评价作为实验教学的重要组成部分，主要是对物理实验活动中教师和学生的活动展开评价.鉴于教学评价的价值功效，以及当前教学评价中存在的不足，在推进物理实验教学模式创新时，唯有坚持全方面的创新和优化，才能发挥教学评价的价值功效.一方面，紧紧抓住物理核心素养这一关口，指向核心素养和新课程标准下的教学目标，确定教学评价维度，并对其进行细化，使其涵盖学生的物理知识、物理思维、能力、科学态度和社会责任等方面，能够将学生的物理综合素养全面反映出来；另一方面，应坚持全过程性的原则，从课前、课中和课后三个阶段展开评价，使得教学评价涵盖学生学习的整个过程；最后，面对物理学科素养下的要求，在创新教学评价时，还应坚持评价主体多样化的原则，引导学生在自我评价、相互评价中，对自己形成清晰的认知[5].

3 结语

综上所述，鉴于传统物理实验教学中存在的诸多弊端，要想最大限度地挖掘物理实验中蕴含的教育价值，促使学生在物理实验中获得综合能力的发展，唯有坚持一定的实验设计原则，科学设计多样化的物理实验方案，使得学生在实验探究学习中产生强烈的求知欲望，并从中促进探究能力、科学探究、创新等素养的提升，最终促进自身的全面发展.

参考文献：

[1]周洲.高中物理教学中实验教学的优化策略分析[J].数理化解题研究，2022（33）：83-85.

[2]王亮偉.基于课程标准的高中物理实验教学创新策略[J].实验教学与仪器，2022，39（09）：12-14.

[3]章高祥.核心素养下高中物理实验教学创新与实践[C].现代化教育国际研究学会论文集（二）.2022：133-135.

[4]郑文涛.实验高中物理创新实验教学策略研究[J].学周刊，2022（27）：57-59.

[5]马成栋.优化高中物理实验教学，培养学生的物理思维[C]∥2022教育教学探究网络论坛论文集（三）.2022：499-501.