本文系2019年度河南省基础教育教学课题研究成果，课题名称：基于实验创新的高中物理教学策略研究，
课题编号：JCJYC19060531。
摘要：物理是一门以实验为基础的学科，在实验创新实践研究基础上，形成以实验创新为核心的高中物理课堂教学策略，并在当今教育改革中找到切入点，探究此教学策略对物理学科核心素养发展的积极作用。
关键词：高中物理；实验创新；实验创新教学策略
作为一名十几年在一线教学的物理老师，曾参加过各级各类市优质课比赛，指导学生参加河南省科技制作及实验创新大赛，获省一等奖，深知一节物理好课必须有好的实验设计特别是创新型实验设计。但基于对自身及同行的深刻了解，也有一个较大的困惑：在实际的日常教学中，优质课的课堂教学模式和教学策略并不常用，某种意义上优质课成为教师个人业务能力的“表演”。也许因为种种主客观条件的限制：应试要求、大班额、课堂效率、中小学师生比例小、一线教师工作量巨大等现实原因的制约下，大部分中学的物理课堂教学仍停留在“大容量”、“满堂灌”、通过刷题巩固知识培养解题能力的粗放式发展模式上。但是随着我国社会的发展，教育的改革和进步，课堂教学的精细化是大势所趋，优质课精品课会逐步变成普通中小学的常态课。一堂物理优质课的标准是：“以实验创新为基础，巧妙突出重点、突破难点、使整节课的设计更加具有启发性、逻辑性、创新性”。对此，我和几位同仁进行了更加深入和系统的研究，在实验创新实践研究基础上，形成以实验创新为核心的高中物理课堂教学策略，并在当今教育改革中找到切入点，探究此教学策略对物理学科核心素养发展的积极作用。在此，就高中物理实验创新和教学策略谈谈自己的看法和思考，意在抛砖引玉，成教于方家。
一、研究的理论意义和实践意义
实验教学既是高中物理教学的重要组成部分，也是物理教学的重要内容和手段，在培养学生科学素养的过程中具有独特的地位和全方位的功能。加强物理实验教学有助于高中物理课堂教学的精细化、精品化发展，可丰富高中物理学科核心素养培养的具体实施策略，可形成一系列以实验创新为核心的高中物理精品课，对物理学科的日常教学有现实意义。
二、国内外相关研究情况
国外高中物理实验教育中从基础性实验、模仿实验到后来的创新实验，创新实验的实现手段也在随着科技的发展而发展，从传统的手工制作到计算机的应用再到现在传感器的广泛使用，并且实验设计灵活多样，在实验教学中早已形成一整套创新实验的设计实践及评价体系，不仅让学生学习了物理知识，更重要的是通过实验创新培养了学生的能力，搭建了创新人才培养的平台，国外先进的创新实验教学理念和创新实验成果，对我国开展高中物理创新实验教学提供了坚定的理论基础和实践意义。
国内物理实验课受制于条件限制从最初的基础性实验逐渐发展，对实验创新的研究如探索性实验、开放式实验等形式的研究也早有进行。研究者在中国知网以“创新实验”检索找到3629条结果。以“基于实验创新的教学策略研究”检索，找到和文献标题密切相关的文献共23条，其中期刊18条，博硕论文3条，会议2条。从检索的结果来看，国内对这方面的研究并不是太多，从文献的发表年限来看，对实验创新的研究也就是近二十年左右。
笔者通过阅读国内相关的文献资料发现，国内中学物理创新实验的研究主要集中在理论层面，大部分研究缺少了实例的论证，涉及到具体物理规律的探究性实验就更少了。这个问题在上海师范大学林广波的硕士毕业论文《高中物理创新实验的实践研究》中也提到了，当前已经完成的研究中缺乏的就是理论加实例论证的研究。
三、高中物理实验创新实践研究的必要性
实验创新的根本目的和出发点从宏观层面上是学生物理学科素养的发展，从微观层面上是本节课教学目标的实现，教学重点、难点的突破。所以不是为了创新而创新，实验创新要紧扣以上两个根本目的。
实验创新研究可分为以下类别：对教材原有实验的改进和对教材中无实验内容的理论课重新设计实验。
现行人教版高中物理教材是在新课程改革理论下编写的，对比上一版，在教学实验（包括演示实验和分组实验）上的改进就是原来的很多验证实验变为了探究实验，体现了培养目标从重知识到重能力的转变，符合教育改革基本思想。但是课题组在实际教学工作中发现，部分由验证实验改成的探究实验的主要实验原理和实验方法基本没变，不是“真正”的探究，或实际操作中很难实施探究，改的不够彻底。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如实验“探究力的合成方法”，原来叫“验证力的平行四边形定则”，除了名字有变化其他变化很少，学生用实验的方法作出两分力和合力的图示后很难自主发现它们之间的平行四边形关系，还是老师“引导”得出，而这个学生由于被“引导”而跳过的探究过程恰恰所需要的是物理学科的核心素养--“科学思维”的内涵之一：正确使用物理思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论。
教材编写者可能考虑中学教学实验实施的现实条件制约，部分核心教学内容并没有设计合适教学实验，比如静摩擦力的大小、方向规律及其突变特征，学生原有知识体系没有合适模型，造成学生在此部分内容认知困难。课题组在此类教学内容寻求设计科学合理的教学实验，帮助学生建立物理模型及知识建构，以实验创新突破难点。
作为一线的高中物理老师，同心协力把物理课堂教学演示实验、分组实验进行改进或重新设计；对教材中部分原来无实验内容的理论课重新设计针对性实验。旨在设计出以创新实验为核心的课堂教学内容。
四、促进高中物理实验创新实践研究的策略
1.改变物理实验教学观念，鼓励学生自主探究
传统的高中物理实验由教师一手包办，学生只是机械地完成预定的实验步骤、采编数据，学生的主动性被扼杀，缺乏主动研究的热情。因此，高中物理实验课要鼓励学生自己动脑、动手、动口，在探究过程中充分发挥学生的主体和中心地位，让学生亲历实验过程，对未知结论探索、激发学生的不断思考，认识物理实验反映的物理本质。
2.改革实验教学模式，注重探究性实验的教学
为了充分调动学生的科学探究热情，实验教学模式改为师生共同设计、探索、改进、完成的探究性实验。让学生在上课前预习教材中的演示实验内容，邀请学生参与演示实验的课前准备及课堂上的实际操作，并鼓励他们按照自己的思路进行实验设计和操作，包括自制实验器材；对实验过程出现的问题，鼓励学生自己分析找出原因加以解决；对实验结果，要求学生自己根据实际情况进行分析处理。这样不仅有利于培养学生学习物理的兴趣，更有利于学生自觉钻研教材，研究实验原理，探讨实验方法，获得自主解决问题的能力。
3.探索有效的、多样化的实验学习方式，培养学生的创新能力
在物理实验活动中，学习方式应该多样化。基于不同的学生对象和不同的实验环境，可以选择教师为主的讲授者和示范者，也可以让教师成为学生实验的组织者和合作者，还可以由学生自创实验，自制实验器材。这些形式各有侧重，又互不隔断。
（1）自主活动。通过学生自觉地参与实验活动，确定实验目标，制定实验方案，选择实验方法，监控实验过程，评价实验结果，从而完成实验过程。活动过程强调学生的主动性，教师的指导和帮助。
（2）合作学习。在实验教学过程中采用小组合作的学习方式，让学生在合作交流中获得知识，形成学习团队。
（3）让学生独立自主设计实验方案，自制实验器材和设计实验步骤等等。例如，在“用安培表和电压表测量电阻”的教学中，可以先给学生介绍电流表和电压表内阻的知识，然后提出问题：如何用电流表和电压表，比较精确地测量一个阻值较大的电阻的阻值？鼓励学生用多种实验方法测量。
（4）鼓励学生进行丰富多彩的小制作。作品可以是与教学有关的内容，如自制电笔、自制秒摆、自制验电器、自制弹簧等。同时对学生作品要进行评比，并给予表扬或奖励，培养学生的兴趣和荣誉感。在小制作的过程中，就是对知识的再学习过程，并由此升华知识，提高能力，体验科学探究的乐趣。
五、小结
学生在学习过程中需要具备物理核心素养，物理核心素养内涵包括四个方面：物理观念、物理思维、科学探究、科学态度与责任。物理学科核心素养这四个维度，不是割裂的，是相互联系的统一整体。物理实验可以帮助学生掌握物理概念，启发学生积极思维、训练学生的思维方法、培养学生的科学态度和责任。物理实验对学生理解科学本质以及学生核心素养的发展有着重要作用。
总之，物理实验在物理教学中占有重要地位，它是落实物理课程目标，全面提升学生物理核心素养的有效途径。针对具体的教学内容，以学科素养培养为出发点设计具体创新实验，分析评价具体实验的具体环节在学科素养培养中的积极作用，最终成体系化教学策略，才能培养出具有创造性的学生，才能达到预期的教学效果。
参考文献
[1]黄敏敏.素质教育下对高中物理实验教学的思考[J].科学大众2011,(11).
[2]张东旺.高中物理实验教学现状及改革思路[J].青年科学2013，（01）.
论文作者:申晓卫1 黄艳芳2
论文发表刊物:《知识-力量》2019年12月59期
论文发表时间:2020/1/16
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