追根溯源 提升素养
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作者:赵胤飞
【摘 要】物理是一门以观察和实验为基础的学科，帮助学生理解物理概念与物理规律，增强动手操作能力和实践能力，能够有效提高学生的学习质量和学习效果。文章首先分析了新高考背景下高考物理实验题目的主要特点，其次阐述了新高考背景下高中物理实验教学的主要举措，最后指出了需要注意的问题，以供参考。
【关键词】新高考;高中物理;实验教学;教学举措
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2022）24-0048-03
物理实验教学有利于培养学生的科学探究能力，强化学生的科学态度，帮助学生养成良好的思维习惯，提高学生的创新意识和实践能力。新高考对高中物理实验教学提出了更高的要求，教师要在教学实践中不断探索。
1 新高考背景下高中物理实验题目的主要特点
1.1 考查基础知识的掌握能力
第一，从近几年高考题的考查内容来看，新高考背景下高考实验题的考查方式延续了之前的模式，仍以教材中的必做实验为主要考查内容，以高中阶段物理学科的基本规律的探究、验证以及某些重要物理量的测量为主要命题载体，如平抛运动、加速度与合外力关系、能量守恒定律、欧姆定律和胡克定律等[1]。还有一部分高考实验题虽然属于创新型题目，但仍然是考查学生对于物理教材中主干知识的掌握程度，如探究机械能变化与力做功的关系，或者考查学生把能量守恒定律和抛体运动相结合的能力，抑或者考查学生以测电阻为主线而了解半导体元件特性的能力。
第二，新高考背景下高考物理实验题更加侧重对学生实验过程的考查，加强了对于实验仪器使用或者实验具体操作步骤的考查。如各种仪器的读数及使用方法，只有学生亲自动手做过实验，在实验中发散自身思维，才能够理解这些考查的内容。总而言之，新高考背景下高考物理实验题目重视对学生基础知识和基本能力的考查，突出实验的探究性特点。
1.2 考查知识的综合运用能力
在高考实验题中尤其是一些分值较高且较难的实验题目，比较注重对知识的综合性考查，主要体现在以下两个方面。
第一，命题角度多样化。如可能会考查学生使用各种基本的实验仪器，能够正确理解和阐述科学的实验原理，能够正确进行数据处理以及误差分析。其中，数据处理不仅包括解析方式，还包括图像展示，而关于误差分析，既有定性分析也有定量计算。
第二，新高考背景下高考物理实验题目强调学生能够把所学知识与所掌握的方法融为一体，而且也考查学生对各个模块知识的综合运用[2]。如在解答实验题的过程中，学生需要灵活地运用控制变量法、等效替代法以及理想模型法等物理知识学习思想和解题方法，把多个模块的知识综合到一起，顺利地完成解题活动。如在2021年全国高考浙江卷物理试题中就考查了用伏安法和等效替代法测量电阻值，学生既需要能够读懂仪器数据，还需要能够理解实验原理，既涉及数据处理也涉及误差分析，因此对于学生综合能力的考查比较突出。
1.3 考查学生的创新素养
在当前社会快速发展的背景下，教师需要重点培养学生的探索精神以及创新意识，而这也是学生学习物理知识必备的品质。新高考背景下，高中物理实验题目越来越重视理论知识和实践活动的结合，通常将当前社会中一些先进的科技或者社会热点场景灵活地应用到考试题目中，考查学生能否运用所学知识来解决实际问题。
如在近几年的高考实验题中，设计性实验和研究性学习实验等创新型实验的占比就非常高。如2021年湖南省高考物理实验题就是让学生去测量电池电动势和内阻的研究性学习活动，要求学生利用圆形时钟表盘测量电阻丝的长度，并设计出测量电阻丝单位长度电阻的实验方案。这种类型的题目注重考查学生的探究思维能力，对于学生的创新创造能力也提出了更高的要求。
2 新高考背景下高中物理实验教学的主要举措
高中物理教师开展实验教学活动，帮助学生打好知识基础，提高他们灵活运用知识解决问题的能力，是适应新高考环境的必然要求。
2.1 提炼实验知识，夯实学生学习基础
在《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》中，明确指出高中阶段的物理实验总共包含60个，其中有21个必做实验，涉及力学、电磁学、光和热等多个模块的知识，包含游标卡尺、电流表、电压表、多用电表等基本物理实验仪器的使用方法以及读数[3]。所以高中物理教师在开展教学活动的过程中，需要根据教学计划及时调整实验教学，让学生能够拥有较多的时间亲自动手做实验，以锻炼他们的实验能力，加深他们对于所学知识的印象。
另外，高中物理教师在开展实验教学的过程中，要帮助学生准确理解主干知识，如力与运动、冲量与动量变化、欧姆定律等;要让学生能够理解核心物理量的主要测量方法，如测量速度、测量加速度、测量折射率等;要让学生能够理解并且灵活地应用各种物理实验方法或者技巧，如等效替代法、控制变量法、转换法、累加法等。此外，需要让学生充分理解并且利用解析法以及图像法，正确理解和处理实验数据，加深学生对于教材中的实验基本原理的认识，让他们对于整个实验流程有更全面的体会，从而达到夯实学生知识基础和丰富学生知识体系的目的。
2.2 理论联系实际，提高学生创新与探究能力
在新高考背景下，纵观大量的高考真题可以看出，对于学生创新能力和探究能力的考查越来越突出，而且从大量的高考物理实验真题中可以看出，对于学生的基本物理概念和基本物理律的考查都有着比较高的要求。所以在这一背景下，高中物理教师需要主动回归教材。
第一，高中物理教师在开展教学活动的过程中要充分挖掘教材资源，先让学生能够做好必做实验，之后再根据学生的知识薄弱处强化实验教学，如通过演示实验或者拓展实验的方式，进一步阐述物理知识、物理概念或者物理规律，加深学生的理解。除此之外，也可以引导学生在课后利用自己身边的器材完成教材中的各种实验活动，在提高他们动手能力和操作能力的同时，有效提高他们解决问题与分析问题的能力。
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第二，开展专题实验训练活动。高中物理教师在开展教学活动的过程中要积极开展专题训练活动，如从大量的模拟试题中选择能够突出物理知识与实际生活联系的题目，或者与当前社会先进科技、社会热点密切相关的题目，考查学生理解物理规律以及实际动手操作的能力，引导学生将理论与实践相结合。如教师可以组织专题训练，让学生掌握基本实验仪器的使用方法或者读数方式，让学生从图表或者图像中发现有利于解题的信息，通过联想、想象、类比、等效等实验方法，建立起科学的模型思维，不断提高学生的学科素养。
2.3 结合教材内容，组织自主实验活动
物理学科的众多知识都与我们的生活紧密相连，所以高中物理教师也要引导学生将知识融入实际生活中，加强学生对于知识的认知和理解，把枯燥乏味且抽象的物理原理或物理规律转化为形象生动的场景表现，这对于提高学生的学习效果，增强学生的学科素养有着重要的积极影响[4]。
通过在物理实验教学活动中融入生活常见现象，能够很好地帮助学生理解物理知识和物理原理，激发他们的学习兴趣，进而提高他们的实践能力。如高中物理教师在组织学生开展“探索滑动摩擦力的影响因素”的实验活动时，可以向学生展示生活中一些常见的物体，如汽车车轮或者鞋底的纹路，通过对比展示的方式讲解摩擦力。同时，高中物理教师可利用实验问题引导学生进一步探究摩擦力的主要性质和作用，让学生在参与实验活动的过程中把握摩擦力的主要影响因素。这样能够帮助学生形成直观认识，借助实验活动激发学生的探究欲望，从而有效改善物理实验教学的效果，提高学生的动手操作能力和知识理解能力。
以高中物理“电磁学”的实验活动为例，该章节知识属于近年来我国高考物理的重点考查内容，要想提高整个实验教学活动的效果，就要加深学生对于电路原理的认识。基于此，高中物理教师可以电路的基本功能为分类标准，将电路分成电源电路、测量电路、保护电路和测量仪表等四个类别。在开展实验教学活动的过程中，把相同的电学实验归为一类，让学生在整合实验的过程中深入理解相关物理规律或者概念的形成过程，基于对相同类型的电路开展实验活动，可以提高学生的创新能力以及知识迁移能力。
2.4 开展情境教学，激发学生学习兴趣
高中阶段的物理知识内容较多而且更加复杂，如果不能激发学生的学习兴趣，那么就无法提高他们学习的积极性和主动性，从而影响学习效果和学习质量。所以在新高考背景下，高中物理教师在组织实验教学活动时，要不断激发学生参与实验的兴趣，提高他们参与实验活动的积极性和主动性。
近年来，在新课程改革的持续推动下，情境式教学已经成为一种越来越成熟的教学方式，而且在各个教学阶段的课堂上都取得了很好的应用效果。情境式教学对于帮助学生理解复杂的物理知识，更好地激发他们的学习兴趣有着重要的促进作用。
以“自由落体运动”的实验教学为例，教师可先以两个趣味实验引入话题：第一，足球与气球同时进行自由下落运动;第二，两块一样重的磁铁，一个在铜管内自由下落，一个在塑料管内自由下落。以此激发学生的兴趣，引发他们思考影响物体下落速度的因素。随后，教师可以播放NASA全球最大真空实验室自由落体实验的视频，学生可以在震撼的场面中对之前的思考进行验证。然后，教师将打点计时器和频闪照相器材交给学生，让学生进行分组实验，通过实验和数据的相互印证来探究自由落体运动。最后，教师播放“悬停的雨滴”“刻度尺测反应时间”等自由落体的小视频，让学生明白物理在实际生活中的运用。
通过情境教学，能够很好地激发学生的学习兴趣，使学生共同参与到整个实验活动中，并在亲自动手操作和自主完成实验的过程中学习物理知识，使整个课堂的教学氛围更加活跃。
3 新高考背景下高中物理实验教学需要注意的问题
物理知识体系是以抽象的概念和理论为主，在现实生活中很难找到可以直观展示和表达实验现象的案例[5]。如教学“摩擦力”相关知识时，对于摩擦力大小的计算和具体方向的阐述都是比较理论化的。在新高考背景下，高中物理教师应合理设计实验教学活动，通过完善的教学策略，做到小型实验大型化、演示实验分组化、特殊实验生活化、严谨实验趣味化、分组实验精致化等，有效增强物理实验教学的效果。
此外，对于高中物理实验教学来说，影响学生参与实验的最主要因素就是缺乏实验器材，如果实验效果不佳，会对教学效果造成一定的影响。如高中物理教师组织学生开展验证牛顿运动定律的实验时，会涉及打点计时器、托盘天平、低压交流电源等多项实验器材。在开展实验教学活动的过程中，如果实验器材的数量不足，那么很多情况下都只能依靠教进行演示，学生在一旁观察和记录。这样很难保证学生获得良好的学习体验，不利于实验教学的目标达成。因此在开展物理实验教学前，教师要对涉及的实验器材进行清点，保证必需实验器材到位，且功能正常。
综上所述，高中物理教师要在新高考背景下积极转变自身的教学方式，注重培养和发展学生的自主学习能力以及探究能力，不断提升高中物理实验教学质量和教学效果，帮助学生在高考中取得优异的成绩。
【参考文献】
[1]李晓燕.新高考背景下高中物理实验教学存在的问题及对策[J].新课程，2022（16）.
[2]张文静.新高考背景下基于核心素养的高中物理实验校本课程的开发和实践[J].物理通报，2022（3）.
[3]涂强春.新高考背景下高中物理实验优化策略研究[J].数理化解题研究，2021（36）.
[4]陈书强.新高考改革下提升高中物理实验教学的策略分析[J].考试周刊，2021（94）.
[5]尚永权.新高考背景下高中物理实验教学有效性思考[C]//.2021教育科学网络研讨会论文集（五），2021.
【作者简介】
赵胤飞（1970～），男，汉族，甘肃白银人，本科，中学高级教师。研究方向：中学物理教育与教学。
*基金项目：本文系甘肃省教育科学“十四五”规划2021年度一般课题“基于新高考背景下高中物理实验的改进与创新”（课题批准号：GS[2021]GHB0452）研究成果。
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