新高考背景下高中物理实验教学改进与创新策略

摘要：在新高考改革背景下，传统教学模式已经无法满足新高考要求，不利于对学生科学素养以及创新能力的培养。物理是高中教育阶段的重要学科，实验教学是其中的重要内容，对调动学生学习兴趣，提升高中物理教学质量有着重要意义。为了更好地满足新高考要求，充分发挥高中物理实验教学的作用，实现对学生物理核心素养与能力的培养，促进学生健康、全面发展，本文在阐述新高考背景下高中物理实验教学作用的基础上，分析当下的实验教学现状，并深入探究改进与创新高中物理实验教学的策略，希望能够为相关研究提供有益参考。关键词：新高考；物理实验教学；方法策略在高中物理教学中，实验教学作为其中的重要内容，对促进教学活动的顺利、高效开展有着重要作用。但是在传统的教学模式中，教师更加重视对知识的传授，忽视了对学生自主学习、探究、创新能力的培养，不利于学生物理素养与能力的良好发展。随着新高考政策的出台与落实，高中物理实验教学应做到与时俱进，积极改进与创新，在帮助学生切实掌握基本物理知识的同时，引导学生对所学知识进行灵活应用，有效解决相关的实际问题，以促进学生创新、实践能力的良好发展，使其成长为新时代发展所需人才。一、实验教学的作用（一）深化学生知识理解在新高考背景下，高中物理实验教学可以加强学生对教学知识的理解与应用。在实际的实验操作中，学生能够在实践中对物理现象进行直观观察与感知，以对物理概念以及规律产生深刻理解，进一步加深学生对教学知识的记忆。同时，在物理实验过程中，学生需要对实验数据进行观察与分析，以便于对物理规律本质以及适用范围进行有效探究，明显提升学生应用所学知识的准确性。这样不仅能实现对学生实际操作能力的培养，还能够深化学生对教学知识的理解[1]。（二）培养学生动手能力新高考背景下，实验教学的重要性越来越凸显，并且物理实验教学活动具备较强的实践性，要求学生能够在实验过程中有效设计实验方案，选用合适的材料、器材开展实验。同时，还需要注重对实验数据的明确记录与分析，对实验现象的观察与总结，这样不仅可以锻炼学生的观察、实践、动手能力，还能够激发学生的创新意识，从而为学生科学素养与解决问题能力的良好发展提供助力[2]。（三）激发学生学习兴趣在高中物理实验教学中，实验中时常会出现多样化的物理现象，可以有效吸引学生的目光，使其能够将注意力集中于教学活动中。面对实验中的有趣现象以及未知的结果，学生的好奇心与求知欲空前高涨，希望能够通过实验积极探索未知、寻找答案。在亲身实验过程中，学生能够深刻体会到物理知识的魅力，其学习不再停留于书本中，而是在实验中深刻感受物理学习的趣味性，进而对物理学习产生浓厚兴趣。这样不仅能够为学生学习提供充足动力，而且为其今后的学习与成长奠定坚实基础[3]。（四）提升学生科学素养在新高考背景下的高中物理教学中，物理实验不仅仅是简单的学习方式，更是对科学方法与精神的有效体现。在物理实验中，学生需要严格遵循相关原则，以保证实验活动的安全、顺利开展。在此过程中，学生能够在实践探索中掌握科学的探究方法，形成良好的科学思维能力以及严谨、求真的科学精神。同时，在物理实验活动中，学生需要懂得相互支持与协作，共同解决问题，保证实验任务的高效完成。这样不仅可以提升学生的团队协作能力以及互动沟通能力，还能够促进学生物理综合素养的良好发展，从而为其今后的学习、工作打好基础[4]。二、高中物理实验教学现状（一）教学资源不足在新高考背景下，尽管对高中物理实验教学的重视程度得到提升，但由于受到诸多因素的影响，很多学校依然无法做到对物理实验设备的及时更新与维护，不能为实验教学的顺利、高效开展提供可靠保障，严重影响学生在实验中的操作体验，不利于实验教学的高质、高效开展。同时，实验材料是实验教学中的重要内容，但是因为学校自身预算有限，无法保证对实验材料的及时更新，使得实验教学质量备受影响[5]。（二）教学模式陈旧因受应试教育理念影响，有的学校与教师过于重视对理论知识、解题技巧的传授，忽视了物理实验教学的价值，时常将其视为理论教学的附属品，无法保证实验教学的独立性以及系统性。即便组织实验教学活动，往往是教师演示，学生被动模仿，学生没有自主探索与创新的机会，很难通过实验实现对相关原理、方法的理解与掌握。并且在实验教学中，教师只关注实验结果与结论，不重视引导学生进行深入探索，使得学生无法对实验背后存在的科学原理产生确切理解。这样不仅无法提升学生参与实验活动的热情，还不利于学生科学素养与能力的良好发展[6]。三、新高考背景下高中物理实验教学改进与创新策略（一）转变教育理念在新高考背景下的高中物理实验教学中，教师应转变教学理念，充分凸显学生的主体地位，发挥其主体作用。教师应正确认识到物理实验教学不仅是对知识、技能进行传授的重要途径，更是对学生实践能力、探究精神以及创新思维进行培养的关键。开展实验教学之前，教师可以通过实验背景、实验故事、实验案例等展示，有效吸引学生注意力，帮助学生快速进入学习状态。同时，教师可以给予学生鼓励与引导，使其在独立思考的基础上提出自身问题。并让学生想一想实验目的以及预期结果，进一步增强学生的自主学习意识与能力。在此过程中，教师可以对相关的理论、原理知识进行再次强调，帮助学生在理论与实践之间构建有效联系。此外，教师应让学生拥有足够的自主空间，使其能够在互动、合作中制订合理的实验方案，正确使用实验设备，有效验证自己的实验预期结果。在实验操作过程中，教师应给予学生适当指导与反馈，以保证物理实验的安全、有效进行。而为了调动与保持学生的学习兴趣，满足学生的实际学习需求，教师应积极鼓励学生设计个性化实验方案，并为学生提供多样化的实验主题与方案选择，使其能够依据自身兴趣与能力进行选择，并依照自身想法设计实验方案，有效锻炼学生的自主学习、独立思考、创新实践能力。在传统的高中物理实验教学中，教师更为关注实验结果，而在新高考背景下的实验教学中，教师应重点关注学生的实验过程，并采用不同的评价方法，助力学生综合素养与能力的良好发展。（二）创设实验情境在新高考背景下的高中物理实验教学活动中，教师应重视对教学方案的改进与创新，注重对学生实践、创新、探索能力的培养，以便于更好地满足与适应新的考试要求。而通过对实验情境的有效创设，可以使学生更为直观、有效地理解与掌握教学知识，尤其是那些抽象、很难理解的物理概念。通过对与学生实际生活相接近实验情境的有效创设，可以提升教学活动的趣味性以及启发性，充分调动学生参与教学活动的热情，从而为实验教学的顺利、高效开展奠定基础。例如：在“超重和失重”教学中，教师可以设计并组织相关实验，以调动学生的学习热情，保证其全身心投入课堂学习中。教师需要提前准备好一个一次性纸杯、一根比较细的铁丝、用于固定的支架、弹簧测力计。然后，教师可以将铁丝一端直接固定到支架上，并保证其自然下垂。此时将纸杯挂在铁丝下方，对其位置进行适当调整，以保证纸杯的平衡。教师在对实验装置进行展示的同时，随意选择两名学生上台协助实验，两人分别用手捉住纸杯的两端同时向下拉。在实际操作前，教师可以让学生猜想一下铁丝会怎样移动，大部分学生认为铁丝会向下移动。可是实际操作显示，尽管学生向下拉纸杯，铁丝也没有向下移动，纸杯底部却出现了撕裂现象，而这一现象立即让学生好奇心爆棚。教师可以让学生思考一下为什么会出现此种现象，以顺利引入超重、失重概念。为了加深学生对相关知识的理解与记忆，教师可以应用弹簧测力计进行进一步验证。首先，把弹簧测力计挂在铁丝的另一端，并保证其与铁丝垂直，对此时弹簧测力计的读数进行记录。其次，向上移动支架或者向下移动纸杯，对弹簧测力计的读数变化进行观察与记录。此时，学生发现如果纸杯向上加速时，弹簧测力计读数会变大，这就代表纸杯对铁丝产生了一个额外拉力，即超重现象。再次，向下移动支架或者向上移动纸杯，对弹簧测力计的读数变化进行观察与记录。此时，学生发现如果纸杯向下加速时，弹簧测力计读数会变小，甚至是接近于零，这就代表纸杯对铁丝所产生的拉力变小，即失重现象。通过对实验情境的有效创设，引导学生直观、清晰地看到超重、失重现象，并对相关物理原理产生明确理解。并且在实验过程中，还能够有效锻炼学生的观察、分析能力，促进其科学素养的良好发展。（三）结合生活实际物理是一门具备较强应用性的学科，与生活有着十分密切的联系，为了保证学生对物理知识以及规律的理解，使其能够在实践中有效应用所学知识，所以在高中物理实验教学过程中，教师应重视与生活实际的有机结合，使其能够在实验中充分认识到物理知识所具备的价值，充分调动学生的学习热情，以为其更好地开展物理学习提供充足动力，从而为学生今后的健康、全面发展奠定坚实基础。例如：在“光的折射”教学中，教师可以引入相关的生活中实例，如“在日常生活中，看水中的筷子时为什么好像断了一样？”这一问题的提出立即引发学生的探究兴趣。此时，教师可以对光的折射原理进行讲解，如，“光在传播过程中，当从一个介质进入另一个介质时，其传播方向会发生改变的现象”、“折射定律，也被称为斯涅尔定律，定量地描述了光在两种不同介质的界面上发生折射时的规律”、“折射率是光在真空中的速度与光在该介质中的速度之比”等。然后，教师可以引导学生设计简单实验，以对光的折射原理进行验证。应用半圆形玻璃砖与激光笔进行实验，并引导学生对光由空气穿过玻璃砖时其传播方向所发生的变化进行观察。在此过程中，教师应给予学生有效提示，使其能够在不同入射角下对折射角的变化规律进行观察，并对相关数据进行记录。最后，教师可以引导学生对所记录数据进行分析，通过归纳、总结得出光的折射定律。同时，引导学生对相关知识的实际应用进行思考。在高中物理实验教学活动中，通过与生活实际的有机结合，可以充分展现物理知识的魅力，充分调动学生的学习热情，帮助其更好地理解与掌握教学知识，还能够在亲自动手、用心观察、记录数据等过程中，有效锻炼学生的动手、实践能力，从而为学生的健康、全面发展提供有效助力。（四）应用现代科技手段兴趣是学生参与教学活动的重要动力，所以在新高考背景下高中物理实验教学中，教师应重视对学生学习兴趣的培养，使其能够懂得对教学知识的实际应用，从而为学生综合素养与能力的良好发展提供有效助力。在信息时代背景下，通过对现代科技手段的灵活应用，可以实现对高中物理实验教学的改进与创新，充分调动学生参与实验学习的热情，提升学生的实践能力以及科学素养。同时，在现代科技手段的大力支持下，可以让学生获得更加丰富的实验体验，从而为实验教学的顺利、高效开展提供大力支持。例如：在“电磁场与电磁波”教学中，教师可以通过对虚拟仿真技术的应用，直观、生动地展示相关理论知识，明显降低学生的理解难度，保证实验教学的效果。教师可以通过对虚拟仿真软件的应用，实现对虚拟电磁场与电磁波实验环境的有效构建，使学生能够通过计算机实现虚拟操作。在进入虚拟仿真软件界面后，教师可以引导学生对相关功能与方法进行了解，界面中有实验区、参数设置区、结果显示区等。在实际操作中，学生可以依据实验要求对电场强度、磁场强度、频率等参数进行设置，并利用鼠标或者键盘对真实的实验操作过程进行模拟。在此过程中，学生可以对电场线、磁场线的分布与电磁波的传播过程进行观察，并通过截图或者录像方式对实验结果进行记录，以便于之后的分析与探讨。最后，通过对实验数据的明确分析，学生可以对电磁场与电磁波的基本原理以及特性产生深刻理解，还能够通过对实验结果和理论知识的有效对比，实现对物理概念的更深层次的理解与记忆。在高中物理实验教学中，通过对虚拟仿真技术的有效应用，可以突破时间、空间的限制，为学生提供直观、形象、安全的学习环境以及丰富多样的学习资源，明显提升实验教学的便捷性以及高效性，从而为学生物理核心素养与能力的良好发展奠定坚实基础。结束语在