高考物理备考过程中开放实验室的探讨与构思

马娟莉

［摘 要］在落实新课标以及新高考理念的背景下，基于高考物理备考过程中学生实验探究能力差、实验题目得分低的现象，提出高考物理备考过程中面向高三学生开放实验室的构思，以期让学生在实验室中有效开展实验探究和操作，进一步化解物理实验备考中的困惑。

［关键词］开放实验室；高考物理；备考；新课标；新高考

［中图分类号］    G633.7            ［文献标识码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2023）30-0042-04

物理是一门以实验为基础的学科，而在高考的影响下，物理实验教学常常被挤压并存在着“应试化”现象。在高中物理实验教学中，部分教师枯燥抑或空洞地讲解实验原理；学生照着固有的实验步骤进行实验操作，简单地记录实验数据，最后再将书本上的实验结论和误差情况进行死记硬背。因此，实验部分的成绩往往不尽如人意。随着新课改的不断推进，新课标明确要求：加强实验室的建设，充分利用实验器材，积极创造实验条件，建立实验室开放制度，促进学生实验能力的发展。新高考也将实验能力列为物理学科重点考查的内容之一。基于此，笔者提出在高考物理备考时面向高三学生开放实验室，鼓励学生借助实验器材进行具体的探究和操作，通过实验进一步化解物理实验备考中的困惑，切实培养学生的学科素养。

一、开放实验室的必要性

（一）从高考试题考查来看

依据新课标的要求，高中阶段必修课程中学生必做的物理实验有12个，选择性必修课程中学生必做的物理实验有9个，共21个。统计近四年来全国卷高考物理实验题的考查内容情况（见表1），发现考查的18个实验项目中有13个来自教材中的必做实验，另外5个（打*标记）则是在教材必做实验的基础上进行了一定的创新。

通过分析近三年的全国卷高考物理试题发现，实验内容除在实验题中出现以外，在选择题与计算题中也时有出现，具体统计情况见表2。这说明了掌握好实验知识的重要性，也突出强调了物理实验在培养学生核心素养方面具有重要的地位和作用。

将表1与表2进行对比分析发现，新课标要求学生掌握的必做实验一般在实验题中进行考查，而以必做实验为背景在其他题型中进行考查的较少。但创新性实验，即在教材必做实验的基础上进行变换和创新而得的实验，在各题型中出现的频率有增加的趋势，尤其是对贴近科技进步的传感器的应用的考查变得越来越频繁。

因此，从高考试题分析来看，为学生开放实验室，让学生掌握好实验十分必要。

（二）从实验备考情况来看

在时间紧迫、任务繁重的高考物理备考中，教师和学生一心想着靠题海战术、死记硬背来提高实验部分的复习效率。这不仅压缩了实验教学的时间，剥夺了学生实验探究的机会，而且阻碍了学生实验能力的发展，消磨了学生实验探究的积极性。

以笔者所在学校为例进行分析，学校高三毕业班近三年在全市一模、二模中实验题平均得分情况如表3所示。从表3可以看出，实验部分的备考存在问题，学生的实验题得分率不高。由此可见，在高考物理备考中，教师应结合高中阶段必做的实验项目，面向高三学生开放实验室，鼓励学生真正地动手探究，通过具体的实验操作加深对实验步骤及原理的理解，并在此基础上对原有的实验进行大胆的改进与创新，进而实现各项实验能力的提升。

（三）从学生答题情况来看

在某次高三联考中，笔者所在学校每个高三班级都有学生出现如图1所示的错误作答，且占比达到了20%。滑动变阻器是从初中开始接触的，但还是出现了高三学生无法正确连接滑动变阻器的情况。这侧面反映出学生对实验器材见得少、摸得少、用得少。

又如2023年南宁市毕业班第二次模拟考试实验题第23题，从原本的实验入手做进一步的创新升华。本题在全市的平均得分为1.09，在笔者所在学校的平均得分为1.29。批改试卷时发现创新升华部分几乎是空白卷。这就意味着若将固有的实验换成另一种方式进行考查设问时，学生就会毫无头绪、不知从何处下手。

基于以上分析，可以看出开放实验室的必要性。只有让学生真正地接触到实验器材，真正地展开实验探究，并对学生进行鼓励和引导，激发他们在不同的固有实验的基础上进行改进和创新，才能够让他们真正理解和掌握实验知识，提升实验能力。

二、开放实验室构思

开放实验室是高等院校物理实验教学改革的一个普遍现象，也是普通高中教学改革的一个趋势。所谓开放实验室，即对实验时间、实验内容以及实验对象的开放。考虑到普通高中学生学习的情况和能力等方面的要求，开放实验室限于实验内容和实验对象的半开放。

（一）基本框架

依据高中阶段学生必做实验以及对学生实验能力的要求，将开放实验室划分为三类实验室，即基础实验室、必做实验室和创新实验室。设置基础实验室的目的在于培养学生的实验基础能力，如实验仪器的使用、实验器材的组装等。学生只有掌握了最基本的實验能力，才能为进一步的实验做好充分的准备。设置必做实验室的目的在于以新课标要求的必做实验为出发点，加强和巩固学生对基本实验的理解和掌握，并以此为基触发学生对实验的改进和创新。设置创新实验室的目的在于鼓励学生对基本实验进行改进和创新，也可以将平时遇到的问题带到实验室做进一步的探究。三类实验室的设置呈梯形且相互紧扣，学生可以根据自身的备考情况进入不同的实验室进行实验探究。

（二）具体方案

依据学生在校作息时间的安排，规定实验室开放时间为下午放学后至晚休的这段时间。三类实验室同时开放，学生可以根据自己的时间安排和学习规划到相应的实验室进行实验。不同的实验室要求不一样，具体如下：

基础实验室：主要是培养学生的基本实验能力。实验室内部划分为两个区域：力学测量仪器的使用区、电学仪器的使用与组装区。学生进入实验室将会领取到本实验室的任务清单，学生按照任务清单上的要求进行实验操作。完成指定的实验任务后，学生还可以根据自己的设想借助现有的实验器材进行其他额外的实验操作。因此，实验室内呈现的器材是按照掌握为主、拓宽视野为辅的原则进行配置的。

必做实验室：主要是对高中阶段必做实验的再掌握。实验室按照必做实验清单以每周一个实验为原则进行具体的安排。学生可以通过实验室外的信息栏了解具体的实验安排顺序，进而能够清楚地知晓自身薄弱的实验所对应的具体开放时间，并做好自身时间的调整与安排。学生进入实验室将会领到本实验室的任务清单，任务清单的设计以书面问答的引导方式帮助学生完成相应的实验，及时给予学生相应的提示，降低学生独自完成实验的难度，同时也在潜移默化地培养学生实验探究的基本思维。

创新实验室：主要是面向创新实验的设计探究，重在培养学生的创新思维能力，帮助学生适应新高考。在使用本实验室之前，学生需要提前提交实验设计方案进行实验室的预约。实验室的管理者将会根据学生的方案进行器材的准备和实验的安排。若学生的方案无法进行，实验室的管理者也会与学生做进一步的讨论和优化，最大限度地保证学生能够正常进行实验探究。

三类实验室的任务清单如图3所示。

（三）管理模式

管理的好坏决定着开放实验室的方案是否能够顺利实行，因此在實验室管理制度的基础上设置了针对开放实验室的管理模式，如图4所示。开放实验室的管理由实验管理者全权负责。此外，因考虑到人手问题和能力培养问题，特意在学校的物理兴趣社团进行志愿者的招募。这些志愿者主要是高一、高二的学生，他们的学习时间较为宽裕，外加能够进入实验室进行实验操作，所以他们对这项工作十分感兴趣。所招募到的志愿者还需要由实验管理者进行岗前培训，培训的主要内容为相应实验的操作方法和相应实验室的管理制度要求。志愿者只有达到培训合格才能顺利上岗。

（四）目前的尝试

笔者所在学校根据2023年高三毕业班的物理实验备考情况，主要针对高三学生进行了开放实验室的初步尝试。实验室的开放时间为2023年5月22日至28日，为期一周。内容具体及位置安排如图5所示。

初次尝试总会面临各种问题，时间紧和器材老旧是最突出的问题，虽严重限制了学生的实验操作和探究，但也实现了学生对各类实验器材认识的具体化和使用的规范化，打破了学生一直以来凭空想象实验器材的局面，加深了学生对各类实验器材的熟悉程度，降低了学生对实验的畏惧心理。

三、开放实验室存在的问题、困难与相应解决方案

（一）实验设备的老化、不齐全和实验场地的不足

因经费的限制以及对实验操作的重视程度不足等原因，部分学校在实验室建设方面的投入越来越少，实验室、仪器室、准备室等不断地被压缩，实验设备的更新换代也跟不上新课程的改革。因此部分学校存在有实验器材老化、不齐全和实验场地不足等问题。实验器材是进行实验操作的前提，没有实验器材则不具备实验条件，更无法实现实验室开放。

学校和教师都要转变观念，认识到实验室建设和管理的重要性。学校要从硬件和软件两个方面为实验室的建设提供支持。硬件方面即按照定级达标的规范要求加大资金投入，配备好相应的学科实验室、标准的实验仪器等。软件方面即要多鼓励和支持实验教师参加相关的培训，提升实验教师的技能和专业素养。此外，物理教师也要加强对学生实验素养的培养，重视实验探究课程，鼓励学生多走入实验室进行实践研究等。

（二）实验仪器的日常管理和维护难度增大

“开放”即面对的是不同的实验对象、不同的实验内容，因此各种实验器材便会有不同的使用情况。实验过程中会有各种意外发生，因此实验器材便会有不同程度的损耗。在开放实验室期间还需要进行常规的实验课程安排，因此各种实验器材的配备便需要及时更换。这些都给实验仪器的日常管理和维护增加了一定的难度，也对实验管理者提出了更高的要求。

各种仪器设备的管理和保养维护是整个实验室能够正常运转的基本保证。开放实验室的方案是由实验管理者全权负责的，而普通高中只安排一个教师作为实验管理者是远远不够的。即使本方案中还有高一、高二的志愿者为助手，依然无法保证实验仪器的日常管理和维护。

（三）高三学生进入实验室的积极性不足

高三是学业压力最大的一年。在应试教育的影响下，大部分高三学生依然保持着“分数为重”的心态，实验题的分值无法达到让他们愿意花更多时间进入实验室的地步，加之实验题变幻无常更加打击了他们对实验的信心，再加上学习紧张、时间紧迫，他们进入开放实验室进行实验的积极性远远不足。

以往对实验操作不够重视必然会导致这样的情况发生。若能够打破以往的旧观念和习惯，问题便会迎刃而解。因此，需要从教师开始提高对实验课程的重视程度，再逐步地影响学生，让学生能够真正地体验到实验探究带给他们的具体收获。

总之，实验是培养学生学科素养的重要手段，开放实验室是教学发展的趋势，是培养创新型人才的需求。开放实验室需要硬件和软件的支持、需要人力资源的支持、需要管理制度的完善、需要学生具备遵守规章制度的意识等。同时，还需要教师在实践中不断地总结，寻求更加优化的方案，以保证开放实验室各项工作有序、有效、持久地开展。

［   参   考   文   献   ］

［1］  张宏齐.新修订课标中学生必做实验变化产生的影响及建议［J］.中小学实验与装备，2019（2）：18-20.

［2］  教育部考试中心.中国高考评价体系说明［M］.北京：人民教育出版社，2019：8.

［3］  吴碧丽.探究开放实验室在高中化学生态化教学中的应用［J］.高考，2020（15）：81.

［4］  方钦玉.浅谈高中物理实验室的建设和管理［J］.福建教育学院学报，2013（5）：58-60.

［5］  郭兵.高校开放实验室管理存在的问题及对策［J］.科教导刊（上旬刊），2017（25）：184-185.

（责任编辑    黄春香）