戴斌

摘 要：文章探讨了在新课标、新教材、新高考的“三新”背景下，高中物理实验教学如何培养学生的思维品质。文中结合当前高中物理实验教学中存在的问题，提出了一系列策略，包括加强问题引导、利用多媒体开展实验教学、引导学生优化实验以及布置趣味实验作业等，以提高学生的探究能力、知识理解能力、创新能力和解决问题能力等。通过这些策略，可使高中物理实验教学更符合新课标、新教材、新高考的要求，为学生的思维品质培养和全面发展提供更好的支持。

关键词：“三新”背景；物理实验教学；思维品质

新高考背景下的高中物理实验教学成为备受关注的焦点。江苏新高考的核心理念包括多元化选拔、注重综合素质和能力培养，这对高中物理实验教学提出了全新的要求。当前的教学模式存在一系列问题，包括实验重视程度不足和实验内容与新教材不匹配。因此，本文旨在研究如何在新高考背景下，通过创新高中物理实验教学，培养学生的思维品质，以更好地满足教育改革的

需求。

一、高中物理实验教学存在的问题

（一）实验重视程度不足

在传统的高考备考中，学校和教师普遍将重点放在了理论知识的传授上，而忽略了实验教学的重要性。因此，许多学生将实验视为一个次要的环节，往往只是机械地按照实验步骤完成任务，而缺乏对实验现象的深刻理解。这种现象可能导致学生对物理实验的兴趣下降，错失培养探究精神和能力的机会。

（二）实验形式单一

随着教育改革的不断推进，高中物理实验不再拘泥于教材的演示和分组实验，而是提倡学生能够运用物理知识开展多样化、自主化的探究实验活动，提高学生实验能力和思维能力。然而，当前高中物理实验还是以教师演示实验为主，学生依据教师的要求做实验，缺乏主动思考和探索的动力，导致学生感受不到实验的乐趣[1]。这种情况不仅降低了学习效率，还可能使学生对物理实验产生抵触情绪，错失思维品质提升的机会。

（三）实验过程缺乏思维训练

在传统的实验教学中，学生通常只需按照教师提供的步骤完成实验，而不需要思考实验的原理和机制。这种情况导致学生的实验思维和解决问题的能力得不到有效锻炼。而在新教育背景下，培养学生的思维品质变得尤为重要，但传统的实验教学模式未能满足这一需求。

二、高中物理实验教学中培养学生思维品质的意义

（一）培养学生的思维品质有助于提高学生学术成绩

物理实验教学不仅仅是知识的应用，更是培养学生分析问题、思考问题、解决问题的过程。批判性思维、创造性思维和解决问题的能力是学术成功的关键因素[2]。通过实验，学生不仅能够更深刻地理解物理概念，还能够应用这些思维品质来解决复杂的学术问题。因此，培养思维品质可以提高学生在物理学科中的成绩和竞争力。

（二）培养思维品质有助于提升学生的综合素质

新高考背景下，强调学生的全面发展和实际应用能力培养。思维品质包括批判性思维、创造性思维和解决问题的能力，这些都是综合素质的重要组成部分。通过物理实验教学，学生不仅可以提高自己的学术水平，还可以培养实际操作技能、合作能力和创新潜力，为未来的职业和社会生活做好准备。

（三）培养思维品质有助于培养学生的自主学习能力

物理实验强调学生的主动参与和独立思考，鼓励他们提出问题、设计实验、分析数据和总结结论。这些过程培养了学生的自主学习能力，使他们能够主动探索知识，解决实际问题，不仅有助于高中阶段的学习，还为终身学习打下坚实基础。

三、高中物理实验教学中培养学生思维品质的策略

（一）加强问题引导，培养学生的自主探究能力

面对挑战性问题，学生需要积极主动地参与实验，主动地思考和探究，而不是被动接受教师的指导。主动学习过程有助于学生养成积极主动探究知识的学习习惯，这对于长期的学习和发展至关重要[3]。同时，问题引导能够培养学生的观察力和实验设计能力。在解决问题的过程中，学生需要仔细观察实验现象、分析数据、提出假设并设计实验来验证这些假设。这个过程锻炼了学生的观察力和实验设计能力，使他们能够更好地应对复杂的实际问题。

以实验“探究加速度与力和质量的关系”为例，在这个实验中，一个关键问题是：“质量与加速度之间是否存在关系？如果存在，这种关系是什么？”这个问题能够引导学生开始思考，激发他们的好奇心，使他们深入了解物理现象背后的原理。随后，教师引导学生提出相关问题，并鼓励他们自主思考。在实验开始前，教师可以组织一个小组讨论，鼓励学生提出他们对实验可能的问题或假设。这种讨论不仅培养了学生的问题提出能力，还鼓励了他们的合作精神。

在实验过程中，教师可以引导学生进行数据收集和观察，并根据实际情况引导他们修正问题或假设。例如，如果学生最初认为质量越大的物体加速度越大，但实验结果与预期不符，教师可以帮助他们思考并解释这一现象，引导他们进一步深入研究。同时，教师还应鼓励学生运用所学的物理知识来解释实验结果。通过引导学生将实验数据与牛顿力学的基本原理联系起来，教师可以帮助学生理解质量与加速度之间的关系，并在思考问题时提供指导。这有助于学生将理论知识应用到实际情境中，培养他们的科学思维和分析能力。

教师应鼓励学生总结实验结果，回答最初提出的关键问题。可以向学生提出“你们的实验结果是否支持你们最初的假设？如果不支持，你们有什么解释？”等问题，教师可以让学生对实验结果进行全面的思考和分析，培养他们的批判性思维和解决问题的能力。通过引导学生提出问题、深入思考、进行实验和解釋结果，教师可以帮助学生发展出色的探究能力，使他们不仅能够理解物理现象，还能够主动探索并解决复杂的科学问题。

（二）利用多媒体开展实验教学，提升学生的知识理解能力

利用多媒体开展实验教学可以生动直观地展示抽象的物理概念。物理学中存在许多抽象而复杂的概念，如力、动量、电磁场等，这些概念往往难以用文字或图表准确传达。通过多媒体技术，教师可以将这些抽象概念通过动画、模拟和实验视频等形式呈现给学生，使学生能够直观地理解这些概念。这有助于打破学生对抽象概念的障碍，提高他们的知识理解能力。同时，利用多媒体开展实验教学可以提供多样化的学习资源。教师利用多媒体技术收集和分享各种类型的学习资源，包括实验视频、模拟软件、虚拟实验室等。学生可以根据自己的学习需求和兴趣选择合适的资源，自主学习和探索物理知识[4]。

以高中物理实验“验证动量守恒定律”为例，在这个实验中，学生需要理解动量的概念及其守恒条件。这些概念相对抽象，难以通过文字或图表来准确传达。多媒体技术可以通过动画、模拟和实验视频等方式生动展示这些概念和现象，使学生能够直观地理解它们。由于验证动量守恒定律对于碰撞的要求比较高，在实际的实验中，常常由于几次碰撞时的速度差异、地面的水平程度等因素影响，造成实验结果不理想。对此，教师可以收集和分享不同类型的多媒体资源，包括实验视频、模拟软件、虚拟实验室等。学生可以根据自己的学习需求和兴趣选择适合他们的资源进行学习。这种多样性的学习资源可以帮助学生从不同角度理解知识，深化他们的知识理解能力。学生运用虚拟仿真平台开展“验证动量守恒定律”实验时，需要用到的仿真器材有：光滑水平导轨、不同质量的滑块、光电门、数字计时器等。

实验步骤：1.安装水平导轨，将质量为M的滑块1和质量为m的滑块2放在导轨上，两个滑块之间的距离为L。2.在滑块2的两端放置光电门，并与数字计时器连接。3.用力F推动滑块1，使其向滑块2移动。4.通过滑块的长度和通过光电门的时间计算滑块1在与滑块2碰撞前的速度v，以及碰撞后，滑块1的速度v1和滑块2的速度v2。5.重复多次实验，记录实验数据，验证动量守恒表达式。

利用多媒体开展实验教学在高中物理实验教学中提升学生的知识理解能力，能够生动展示抽象概念和现象，提供多样化的学习资源、互动性学习体验和实时反馈，助力学生更深入地理解物理知识，促进学生思维的发展，培养学生的思维品质。

（三）引导学生优化实验步骤，培养学生创新能力

引导学生优化实验步骤能够激发他们的创新思维。在实验中，学生通常会面临各种问题和挑战，如实验装置不稳定、数据不准确等。这些问题促使学生寻找新的方法和解决步骤，培养了他们的创新意识。通过鼓励学生优化实验步骤，教师可以激发学生的主动性，帮助他们克服难题，发展创新思维和解决问题的能力。通过优化实验步骤，学生需要设计和调整实验装置、选择合适的仪器和材料，这些操作锻炼了他们的实际操作能力。这种能力不仅对物理实验有用，还对日后的科学研究和工作具有重要价值。

以高中物理实验“测定金属的电阻率”为例，在这个实验中，学生需要使用螺旋测微器测量金属丝的直径，然后依据电阻定律求金属的电阻率。这个实验能够测量规则形状的金属电阻，然而，对于不规则金属的电阻值测定，这样的方法就不适用了。对此，学生依据测定金属的电阻率实验的原理，提出了如下的实验优化步骤：将一个电阻箱与待测不规则金属并联，电阻箱和待测不规则金属连接各自的独立开关，然后将这个并联电路与标准电压表、滑动变阻器、电源和总开关串联起来，组成一个电路。

实验步骤：1.闭合电路总开关S，闭合不规则金属的独立开关S1，打开电阻箱的独立开关S2，调节滑动变阻器的阻值，使得标准电流表的示数转到合适位置，记录电流表中的电流读数I。2.打开不规则金属的独立开关S1，闭合电阻箱的独立开关S2，调节变阻箱的电阻值，使得标准电流表的示数与上次位置相同，读数为I，记录变阻箱的电阻值R1。3.调节滑动变阻器的阻值，重复多次上述的步骤，记录每次实验变阻箱的电阻值R1、R2、R3、R4等。4.计算变阻箱读数的平均值，得出待测金属的电阻值。

通过优化实验步骤，学生可以突破原有思维的限制，依据实验器材或尝试不同的实验方法，比较它们的优缺点，并选择最适合的方法来开展实验。这个过程有助于培养学生的创新思维，使他们能够提出新的实验思路，解决复杂的实验问题；还可以激发学生的创新思维，使他们能够自主设计实验方案、尝试不同的實验思路，拓宽学生的视野，提高学生的实验创新能力。

（四）布置趣味实验作业，培养学生解决问题的能力

趣味实验作业通常涉及有趣和引人入胜的实验，能够吸引学生的注意力。学生会因为实验的趣味性而更愿意参与其中，积极思考问题并寻找解决方法[5]。积极的学习氛围有助于培养学生解决问题的能力，因为他们会更有动力去解决实验中出现的挑战。趣味实验作业通常不会提供详细的步骤和答案，而是让学生自己设计和开展实验，并提出问题。学生需要动脑筋、进行实验并分析结果，这培养了他们的主动性和自主思考能力。解决问题能力的核心之一就是主动性，因为解决问题通常需要主动寻找信息、提出假设和开展实验。此外，趣味实验作业培养学生的实验技能和数据分析能力。在这类作业中，学生需要运用他们所学的实验技能来进行实验，并收集和分析数据。

“研究平抛运动”是一个经典的高中物理实验，旨在通过研究抛体运动的轨迹，理解抛体运动的规律。通常，学生需要测量抛体的水平位移、垂直位移和飞行时间，然后绘制轨迹图。教师可以将实验设计得更有趣味，以吸引学生的注意力，同时培养他们的解决问题能力。可以要求学生设计一个“水平投掷比赛”，他们需要使用相同的实验器材（如抛体器）来投掷一个小物体，以使其飞行的轨迹尽量接近指定的目标点。目标点可以放置在教室的不同位置，如桌子上、地板上，甚至可以设置多个目标点。这个任务会增加趣味性，因为学生将会参与一个类似游戏的活动。教师提供目标点的位置和分数，例如，桌子上的目标点价值10分，地板上的目标点价值5分。学生需要决定投掷的角度和出手的力度，以使物体飞行并尽可能接近高分目标点。学生使用实验器材测量抛体的水平位移、垂直位移和飞行时间，并记录这些数据。

学生需要分析自己的数据，观察哪些投掷角度和力度能够使物体飞行得最远或最接近目标点。他们可以尝试不同的投掷策略，并记录每次投掷的结果。学生之间可以进行比赛，看谁能够获得最高的总分。这可以增加竞争元素，提升趣味性。通过这个趣味实验作业，学生不仅学会了抛体运动的规律，还培养了解决问题的能力。他们需要思考如何最有效地实现目标，不断改进他们的方法，根据实验数据做出决策，这些都是解决问题的关键技能。同时，这种趣味性的实验作业也激发了学生对物理实验的兴趣，让他们更积极地参与学习过程。

结束语

新高考政策的实施对教育教学提出了更高的要求，需要更注重学生的综合素质和能力培养。通过加强问题引导、利用多媒体开展实验教学、引导学生优化实验以及布置趣味实验作业等策略，可以有效提升学生的探究能力、知识理解能力、创新能力和解决问题能力，使他们更好地适应新教材、新高考和新课标的要求。这些策略有望为新高考背景下的高中物理实验教学提供有力支持，为学生的全面发展和素质教育做出积极贡献。

参考文献

[1]袁富国.培养学生思维品质的高中物理实验创新教学研究与[J].试题与研究，2022（19）：45-46.

[2]刘振和，张永锋，李旺.物理实验教学中提升科学思维品质的策略[J].中学教学参考，2022（17）：46-49.

[3]赵重阳.基于实验的高中生物理学科核心素养培养的研究[D].武汉：华中师范大学，2022.

[4]焦琪.高中物理实验教学中学生科学思维能力的培养[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2022.

[5]李丽燕.基于科学思维培养的高中物理教学策略研究[D].鞍山：鞍山师范学院，2022.