【摘要】隨著新高考改革的深入推進,高中物理實驗教學(xué)面臨前所未有的挑戰(zhàn)與機遇.本文從適應(yīng)新高考改革的要求、促進學(xué)生個性化發(fā)展和提高物理實驗教學(xué)規(guī)范性三個方面闡述優(yōu)生培養(yǎng)的必要性.通過對當前實驗教學(xué)中資源不足、內(nèi)容單一和忽視學(xué)生個體差異等問題的現(xiàn)狀分析,指出優(yōu)生培養(yǎng)在現(xiàn)行教育體制下的困境,進一步提出通過融入生活實踐、開展多元實驗和完善評價體系等策略,有效促進高中物理實驗教學(xué)中優(yōu)生的培養(yǎng).本研究旨在為教師提供實踐指導(dǎo),為家長提供參考依據(jù),共同推動學(xué)生的全面發(fā)展和物理學(xué)科素養(yǎng)的提升.
【關(guān)鍵詞】新高考;高中物理;實驗教學(xué)
在全球化和信息化時代背景下,教育改革已成為世界各國關(guān)注的焦點.中國的新高考改革,特別是對學(xué)科教學(xué)和評價體系的革新,旨在適應(yīng)時代發(fā)展的需求,促進學(xué)生全面而個性化的成長.物理作為高中重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一,其實驗教學(xué)環(huán)節(jié)在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、實驗技能和創(chuàng)新能力方面起著至關(guān)重要的作用.然而,傳統(tǒng)的教學(xué)模式已難以滿足新時代教育的需求,如何在新高考背景下,通過物理實驗教學(xué)培養(yǎng)出既具有扎實物理知識基礎(chǔ)又有創(chuàng)新能力和實踐能力的優(yōu)秀學(xué)生,成為教育者和社會共同關(guān)心的問題.本研究圍繞這一核心問題展開,旨在通過分析當前高中物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀,探索有效的優(yōu)生培養(yǎng)策略,為教育實踐提供理論支撐和實踐指南,也為教育政策的制定和優(yōu)化提供參考.
1 新高考背景下高中物理實驗教學(xué)中優(yōu)生培養(yǎng)的必要性
1.1 適應(yīng)新高考改革的要求
新高考改革強調(diào)學(xué)科綜合素質(zhì)的評價,對學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新思維及解決問題的能力提出了更高要求.在這一背景下,高中物理實驗教學(xué)的重要性日益突顯.優(yōu)秀生不僅需要掌握扎實的物理知識,更要具備應(yīng)用知識解決實際問題的能力.物理實驗作為連接理論與實踐的橋梁,能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、思考力和創(chuàng)新力,從而使學(xué)生在新高考的評價體系下展現(xiàn)出更加全面的競爭力.
1.2 促進學(xué)生個性化發(fā)展
在現(xiàn)代教育理念下,鼓勵學(xué)生個性化發(fā)展已成為教學(xué)改革的重要方向.物理實驗教學(xué)提供了一個平臺,讓學(xué)生在探索未知、解決問題的過程中展現(xiàn)個人特長和興趣.對于優(yōu)生而言,通過設(shè)計和參與更高層次的物理實驗活動,不僅能夠深化對物理知識的理解和應(yīng)用,還能激發(fā)其探索物理科學(xué)的熱情,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和科學(xué)探究的能力.這種教學(xué)方式有助于學(xué)生形成獨立思考的習慣,發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)自己的特長和興趣點,實現(xiàn)個性化發(fā)展.
1.3 促進物理實驗室教學(xué)規(guī)范性
物理實驗室是學(xué)生學(xué)習和探究物理知識的重要場所.在新高考背景下,提升物理實驗室教學(xué)的規(guī)范性對于培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和科學(xué)態(tài)度顯得尤為重要.基于規(guī)范的實驗流程、嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)分析和合理的實驗結(jié)果評價,學(xué)生能夠在實踐中學(xué)習到物理學(xué)科的基本研究方法和科學(xué)精神.對于優(yōu)生來說,規(guī)范的實驗教學(xué)不僅能夠加深對物理原理的理解,還能培養(yǎng)其精確觀察、嚴謹思考的習慣,為其未來從事科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ).
2 新高考背景下高中物理實驗教學(xué)中優(yōu)生培養(yǎng)的現(xiàn)狀分析
2.1 實驗教學(xué)資源不足
在當前高中物理實驗教學(xué)中,資源的不足成為制約優(yōu)生培養(yǎng)的一大障礙.許多學(xué)校面臨實驗器材老舊、種類不全的問題,難以滿足高質(zhì)量實驗教學(xué)的需求.此外,高級實驗設(shè)備的缺乏減少了學(xué)生進行深入探究和創(chuàng)新實驗的可能性.資源的緊缺不僅影響了實驗教學(xué)的質(zhì)量和效率,也減少了學(xué)生進行實驗操作的機會,進而影響到學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)的提升.在這種情況下,教師很難針對優(yōu)生設(shè)計更有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性的實驗項目,從而制約了優(yōu)生潛能的發(fā)揮.
2.2 實驗教學(xué)內(nèi)容單一
當前高中物理實驗教學(xué)中普遍存在的一個問題是實驗內(nèi)容的單一性.大部分學(xué)校的物理實驗依然沿用傳統(tǒng)的實驗教學(xué)大綱,實驗內(nèi)容和方法較為固定,缺乏創(chuàng)新和探索性.這種情況不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和探索欲望,尤其對于優(yōu)生來說,單一的實驗內(nèi)容難以滿足其深入學(xué)習和探索的需求.此外,缺乏與現(xiàn)代科技發(fā)展和實際應(yīng)用相結(jié)合的實驗項目,使得學(xué)生難以把理論知識與實際問題相聯(lián)系,影響了學(xué)生綜合運用知識解決問題的能力.
2.3 忽視學(xué)生個體差異
在高中物理實驗教學(xué)過程中,常常忽視了學(xué)生個體差異的問題.許多教學(xué)活動采取“一刀切”的方式,未能根據(jù)學(xué)生的興趣、能力和需求進行差異化教學(xué).這種情況下,優(yōu)生的特殊需求和潛能往往得不到充分的認識和挖掘.由于缺乏個性化的教學(xué)策略和支持,優(yōu)生在實驗學(xué)習過程中可能感到不被重視或挑戰(zhàn)不足,從而影響其學(xué)習動力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).對個體差異的忽視,不僅限制了學(xué)生潛力的發(fā)展,也阻礙了教育公平性和效率的提高.
3 新高考背景下高中物理實驗教學(xué)中優(yōu)生培養(yǎng)的有效途徑
3.1 融入生活實踐,家校共同促進實驗教學(xué)
融入生活實踐,家校共同促進實驗教學(xué)的途徑,旨在通過實踐活動連接理論學(xué)習與生活實際,尤其在新高考改革的背景下,這種教學(xué)模式不僅有利于優(yōu)生的全面發(fā)展,還能夠有效解決實驗教學(xué)資源不足的問題.實踐中,將物理實驗活動延伸到學(xué)生的家庭生活中,不僅可以增強學(xué)生的學(xué)習興趣和動手能力,還能促進家長對孩子學(xué)習的理解和支持,形成家校教育的良好互動[1].
例如 在學(xué)習“力”這一部分知識時,教師可以以“重力與彈力”為主題,設(shè)計一系列實驗活動,讓學(xué)生在家庭環(huán)境中進行探索.指導(dǎo)學(xué)生在家中尋找可以用于實驗的器材,如彈簧、彈簧秤、小車、砝碼和橡皮泥等,學(xué)生可以利用這些簡單的器材,進行一系列與生活密切相關(guān)的物理實驗.學(xué)生可以使用彈簧和彈簧秤測量不同重物的重力,通過改變懸掛的砝碼數(shù)量,觀察彈簧的伸長情況,了解重力的大小和方向.利用橡皮泥改變小車的重量,觀察彈簧對小車施加的彈力變化,從而深入理解彈力的產(chǎn)生條件及其方向的確定等.通過這樣的實驗,學(xué)生不僅能夠在實際操作中鞏固和深化對重力和彈力概念的理解,還能培養(yǎng)觀察概括能力和分析綜合能力.比如學(xué)習“動量”部分知識時,學(xué)生可以利用空余時間在家中收集器材、查閱資源、設(shè)計方案,制作“水火箭”“反沖船”“反沖炮車”等模型,更真實地體會動量守恒定律的實際應(yīng)用和科學(xué)的魅力.
這種將物理實驗教學(xué)融入生活實踐的方法,不僅有效利用了生活中的資源,也讓學(xué)生在自由度更高的環(huán)境下,以更加自主和富有彈性的方式進行學(xué)習.對于優(yōu)生而言,這樣的學(xué)習模式不僅能激發(fā)他們的學(xué)習興趣,還能促進他們創(chuàng)新思維和實踐能力的發(fā)展,為他們在新高考體系下展現(xiàn)出色的綜合素質(zhì)提供了堅實的基礎(chǔ).
3.2 開展多元實驗,豐富物理實驗教學(xué)內(nèi)容
開展多元實驗,豐富物理實驗教學(xué)內(nèi)容,是新高考背景下提升高中物理實驗教學(xué)質(zhì)量和效果的有效途徑.這種教學(xué)方法旨在通過引入多樣化的實驗主題和操作,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣,提高他們的科學(xué)探究能力,并幫助他們更好地理解和掌握物理知識.在此過程中,學(xué)生能夠通過實踐活動深化對物理定律的認識,培養(yǎng)分析和解決問題的能力[2].2022年湖南省的一道高考題,就是利用塑料的勁度系數(shù),測出冰墩墩的質(zhì)量.
例如 在高中物理實驗教學(xué)中有一個重要實驗——“驗證機械能守恒定律”,此實驗不僅涉及物理學(xué)的核心概念——能量守恒,還為學(xué)生提供了一個通過實踐探索科學(xué)原理的機會.圍繞實驗原理和驗證機械能守恒定律的基本思路,學(xué)生可以自行設(shè)計多種實驗方案,比如可以利用氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計時器、帶有遮光條的滑塊等設(shè)計驗證“沿斜面下滑物體的機械能守恒”方案;利用鐵架臺、打點計時器、小重物等設(shè)計驗證“自由落體物體的機械能守恒”方案;利用單擺等器材驗證“小球擺動過程中的機械能守恒”;利用滑輪組設(shè)計驗證“多物體系統(tǒng)的機械能守恒定律”等.通過設(shè)計多樣的實驗方案,從不同的實驗方案中探究出共性的規(guī)律,既豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容,也培養(yǎng)了學(xué)生多元發(fā)散的思維能力.另外,除了實操實驗,教師還可以提供一些先進的數(shù)字化技術(shù)資源,如各類傳感器,應(yīng)用他能提高實驗測量精度,如計算機軟件,利用
其可進行數(shù)據(jù)處理減小數(shù)據(jù)處理誤差,還可引導(dǎo)學(xué)生借助NOBOOK、矩道科技、中央電教館虛擬仿真實驗平臺等進行虛擬仿真實驗高效建模,了解一些運動分析軟件等工具的應(yīng)用,接觸一些現(xiàn)代的科技,豐富技能,開闊視野.
通過這種多元化多維度的實驗教學(xué)活動,學(xué)生不僅能夠加深對物理定律的理解,還能夠提升他們的實驗操作技能和科學(xué)探究能力.更重要的是,這種教學(xué)方式促進了學(xué)生對物理知識的深入思考,提高了他們分析問題和解決問題的能力,而且思維更加發(fā)散開闊,為他們應(yīng)對新高考體系下的綜合素質(zhì)考查提供了有力支撐.
3.3 完善評價體系,制定針對性培養(yǎng)方案
在新高考背景下,完善評價體系并制定針對性培養(yǎng)方案是高中物理實驗教學(xué)中優(yōu)生培養(yǎng)的關(guān)鍵.這一策略旨在通過多維度、全方位的評價體系,全面了解學(xué)生在物理學(xué)習過程中的表現(xiàn),進而根據(jù)學(xué)生的具體情況制定個性化的培養(yǎng)方案.這樣的評價體系不僅關(guān)注學(xué)生的知識掌握情況,還重視學(xué)生實驗技能、科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[3].
例如 在高中物理實驗的教學(xué)中,教師可以以“氣體、固體和液體”這一章節(jié)為例,開展針對性的教學(xué)與評價.教師可以設(shè)計一系列實驗,如“溫度和溫標的關(guān)系”“氣體的等溫變化”“模擬氣體壓強產(chǎn)生機理”等,以幫助學(xué)生深入理解章節(jié)內(nèi)容.在實驗教學(xué)過程中,除了關(guān)注學(xué)生對理論知識的掌握情況,要更加重視學(xué)生實驗操作的準確性、數(shù)據(jù)分析的邏輯性以及實驗報告的完整性等.在評價體系中,教師不僅通過傳統(tǒng)的筆試來評價學(xué)生對理論知識的掌握情況,還通過實驗操作、實驗報告和小組討論等多種形式,全面評估學(xué)生的實驗技能、科學(xué)探究能力和團隊合作能力.特別是對于優(yōu)生,教師可以根據(jù)他們在實驗操作和科學(xué)探究方面的表現(xiàn),制定更為高級的挑戰(zhàn)任務(wù),如設(shè)計獨立的實驗項目,參與科學(xué)研究活動等,以進一步激發(fā)他們的學(xué)習興趣和創(chuàng)新能力.在這個過程中,教師需要密切關(guān)注學(xué)生的學(xué)習進展和個性化需求,根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)和反饋,不斷調(diào)整教學(xué)策略和培養(yǎng)方案.例如,對于在“氣體的等溫變化”實驗中表現(xiàn)突出的學(xué)生,教師可以提供更多關(guān)于熱力學(xué)原理的深入學(xué)習材料或者安排相關(guān)的科學(xué)研究項目.這樣的個性化培養(yǎng)不僅有助于優(yōu)生在物理學(xué)科中獲得更豐富的知識和技能,也為他們在新高考中展現(xiàn)自己的綜合素質(zhì)提供了堅實的基礎(chǔ).另外,要多關(guān)注各級實驗創(chuàng)新大賽,指導(dǎo)有興趣的學(xué)生積極參與.通過體驗科創(chuàng)賽事,鍛煉學(xué)生實踐能力,由內(nèi)而外激發(fā)其學(xué)習動力、創(chuàng)新潛能和學(xué)習熱情.
通過完善評價體系并制定針對性培養(yǎng)方案,教師能夠更準確地識別和培養(yǎng)學(xué)生的潛能,為學(xué)生提供更為豐富和挑戰(zhàn)性的學(xué)習機會,從而有效提升高中物理實驗教學(xué)的質(zhì)量和效果.這不僅有利于學(xué)生的個性化發(fā)展,也為新高考背景下的優(yōu)生培養(yǎng)提供了有效的支持.
4 結(jié)語
在新高考背景下,高中物理實驗教學(xué)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機遇.在對優(yōu)生培養(yǎng)策略的深入探討與實踐中,我們認識到適應(yīng)新高考改革的要求、促進學(xué)生個性化發(fā)展及提升物理實驗教學(xué)規(guī)范性,是優(yōu)生培養(yǎng)過程中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié).面對實驗教學(xué)資源不足、教學(xué)內(nèi)容單一以及忽視學(xué)生個體差異等現(xiàn)狀問題,通過融入生活實踐、開展多元實驗以及完善評價體系等策略,不僅可以有效促進優(yōu)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維,培養(yǎng)其解決實際問題的能力,還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和熱情.這些策略的實施,需要教師、學(xué)生及家長的共同參與和努力,形成良好的教學(xué)互動與合作,共同推動高中物理實驗教學(xué)的發(fā)展,為學(xué)生的全面成長和未來的挑戰(zhàn)做好準備.
【本文系山東省濟寧市2021年教育科學(xué)規(guī)劃課題“新高考背景下優(yōu)生培養(yǎng)的實踐與探究”研究成果,課題編號:2021NG430】
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