新課程背景下初高中物理實驗銜接教學的思考

陳衛忠

摘 要： 實驗教學是中學物理教學中的重要部分，由于教師的教學理解和學生的學習能力存在差異，出現了初高中物理實驗教學銜接不恰當、目標不清晰、內容結構性不一致等問題，影響學生實驗能力和實驗知識的積累，需要教師深入地觀察、研究初高中階段物理實驗教學的現狀和銜接問題，并能夠針對問題找到實現新課程背景下初高中物理實驗教學有效銜接的策略。

關鍵詞： 物理實驗教學;初高中銜接;教學策略

中圖分類號： G633.7??? 文獻標識碼： A??? 文章編號： 1673-8918（2022）04-0115-04

物理學的知識特點決定了它是以實驗為基礎發展的嚴謹學科，初高中學生的學習基礎存在一定差異，初高中階段的學習習慣也大為不同，難免會出現基于認知或學習理解問題而產生的實驗教學銜接問題，所以教師不僅要重視物理實驗教學，更要重視銜接教學，以幫助學生樹立正確的物理學習習慣和理念，讓學生能夠在知識、能力多渠道進行同步銜接和素質發展。

一、 相關概念闡述

（一）物理實驗教學

在教學中利用實驗這一形式為學生營造良好的、具體的、有針對性的物理學習氛圍，讓學生通過參與實驗、觀察實驗、總結實驗和反復實驗進行知識的驗證，思維的升級和能力的鍛煉，從而自主獲取相關知識，發展和培養學生的科學精神和探究意識。

（二）教學銜接

教學銜接是將教學內容、教學方法，按照學生的成長規律和學習特點進行連貫的、結構性的關系架構，突出教學方向的一致性。而物理實驗教學的銜接則是指教師能夠把握學生的學習規律和特質，從初高中物理實驗的不同內容、不同要求和不同能力方面出發，盡量讓學生跟上整體實驗教學節奏，能夠發展自己的學科知識和能力。

二、 初中物理實驗教學現狀

（一）實驗設備與教學

初中學校的物理實驗室設備配備情況基本較為齊全，反映了學校、教師對于物理實驗教學的重視。但部分地區，尤其是鄉村偏遠地區實驗設備更新情況較為滯后，反映了經濟情況與實驗教學之間的關系。在日常教學中，大部分教師也會集中安排5人以上的學習小組，讓學生開展實驗探究，但示范性實驗和操作性實驗的占比不均衡，反映了部分教師還習慣于替代學生完成實驗或開展實驗教學。

（二）初高中實驗銜接

在對初中教師對高中實驗內容、要求等相關的了解調查中會發現，大部分初中物理教師都了解高中實驗的內容、要求和對學生的能力素質考核標準，但在實踐教學中卻缺乏一些內容的滲透和延展，學生尚未具備為后續學習進行能力鋪墊的意識。在具體的實驗教學時，教師會對一部分常用的高中實驗測量工具進行簡單講解，但學生具體應用的情況有限，在處理專題性問題時的反思不足。初高中教師開展的實驗教學交流討論活動也并不充分。

三、 高中物理實驗教學現狀

（一）實驗設備與教學

高中階段的學校物理實驗室建設情況明顯好于初中階段，大部分學生都會到實驗室進行實踐操作，教師也會較多地為學生設計自主實驗的方案，并引導學生進行實驗觀察與反思，學生對于物理實驗教學抱有較為濃厚的興趣。但在實際操作，尤其是高一階段進行操作時，基于自身的學習能力，學生仍會感覺學習困難或實驗要求較高，自己原先積累的實驗學習習慣不足以應對高中實驗教學的能力要求。

（二）初高中實驗銜接

在高中階段，物理教師基本要求學生能夠自主開展物理實驗和規范實驗，能夠有良好的自我處理數據、分析數據的能力，與初中階段學生所具有的學習能力存在一定斷層式的要求距離。而大部分高中物理教師對初中物理的實驗內容也較為了解，但卻缺乏對初中物理課程標準的深入研究，不太了解初中實驗的具體教學方法和學生的學習基礎習慣和能力。實際教學中也會發現不同的初中物理學習基礎的學生對于高中物理教學的接受能力不一致，教師雖然也意識到此類問題，但極少降低實驗標準，沒有給學生進行順利過渡的機會。同樣的，初高中物理教師在教學研討方面的交流討論較少，對雙方所采取的實際教學方法、模式了解有限。

四、 初高中物理實驗教學銜接的問題

（一）內容變化

1. 實驗儀器和原理由簡單到復雜

以測量儀器為例，初中物理實驗經常用到的工具有兩類，一類是直讀式的測量儀器，一類是比較式的測量儀器，主要有刻度尺、電流表、天平等具體的工具，相較而言，工具的使用難度或學生在讀數時的難度較低。但高中實驗在基本測量之上又增加了較復雜的工具，如數據傳感器、多用途電表等，該類儀器密度和精準度大大提高，又突出了與新科技手段的緊密結合，對于學生而言其操作流程更為復雜，讀數的嚴謹性也更高。

2. 實驗目標由低到高

高中物理實驗本身就是對初中物理實驗的拓展，在整體的教學目標上更有了層級上的變化。以運動學相關內容為例，在初中進行物理實驗時涉及有關于勻速直線運動相關的內容，學生需要通過實驗回顧與之相關的物理學概念，通過設計好的實驗進行實驗觀察和操作，以了解其中包含的物理規律性內容。但在高中的運動學教學中，則將勻速直線運動變成了勻變速的直線運動，學生要在實驗中觀察物體的運動特點和規律，實現對于概念性知識的整合記憶，還要能夠通過對一系列數據的觀察、記錄來分析物體發生此類運動變化的內在原因，找到與運動相關的各物理因素之間的關系，能夠實現對如曲線運動、勻速圓周運動等縱向和橫向知識的把握，對學生的觀察能力、整合能力、思考能力、實踐能力等提出了更多的要求，是綜合素養類的教學。

3. 實驗數據處理方法的變化

初中物理實驗大部分都可以通過學生的直觀觀察而得到實驗結論，而對于不能進行直觀觀察，需要進行簡單處理、分析數據而得出的結論。教師通常引導學生利用列表記錄的方式，即將整個實驗的數據分表格進行記錄，方便學生快速地分類，找到現象與結果之間的關系，探討現象產生的背后原因，復雜性更低。如滑動摩擦力大小的因素實驗，學生就可以直接記錄彈簧測力計上反映的數值，將不同的數值進行連線對比，直觀地反映實驗結果。但高中物理實驗所觀察的數據更多，內容更復雜，應用的數據處理方法也更加的多樣，甚至煩瑣。如在研究勻變速直線運動時，學生要利用逐差法來處理紙帶上所反映的運動數據，得出必要的實驗結果，在此過程中又涉及逐差公式的計算。

（二）對學生學習能力的要求變化

1. 數學能力

物理學知識本身就具有抽象性、邏輯性和嚴謹性，需要學生有精準的計算能力，也直觀反映了物理學科和數學學科的關系。但在初中物理實驗教學中，更偏重學生對于整個現象的觀察和分析，所涉及的數據既簡單又清晰明了。但高中階段由于所需要觀察的規律性、概念性內容更多，則需要學生開始學習定量數據分析方法，能夠靈活地結合不同的實驗原理、實驗要求選擇合適的數學處理方式，進行精細化的加工整理。

2. 思維能力

同樣的，初中物理實驗教學要求學生通過仔細觀察得到實驗數據。學生在實驗開始前期處于靜態觀察階段，不需要進行過多的抽象思考，僅需要將觀察到的結果進行整理，對應教學內容即可。但高中物理實驗涉及更復雜的實驗過程，實驗數據比較、分析需要學生有發散思維、逆向思維、轉換思維，且思維品質要高，可以基于某一現象進行反推驗證，并根據自己的驗證結果進行二次實驗，再思考，最終得出的準確內容。

3. 操作能力

初中物理實驗的工具簡單，原理清晰，所涉及的實驗材料、設備也更易操作，學生在進行組裝、設計甚至實驗數據的采集、讀取過程中的難度較低，操作只需要具有初步的實驗技能即可，不會有更復雜的要求，基本上可以對照實驗器材的說明書，做到正確認讀，規范使用，文字圖像相一致即可。而高中物理實驗涉及一系列實驗儀器的識別選取，實驗器材的安裝調試，實驗裝置的操作觀察，實驗數據的讀取記錄，要求學生在已經掌握基礎的實驗技能之外，還能夠具備自我進行調試，自我進行組裝、觀察，選擇合適器材和方法的能力。

（三）實驗教學方法的變化

在初中階段，大部分學生都對可以自己開展實驗抱有較濃厚的興趣，教師的教學目的也貼合學生的生活實際，引用豐富的實驗形式，讓學生可以在趣味實驗中感受物理學科的魅力。同時，以示范性實驗加講解實驗為主，學生主要是進行觀察或模擬。但高中物理教學則需要進行一定的探究和深度學習，學生需要自己參與實驗的設計、操作、觀察、記錄、反思和整理，相較而言實驗的趣味性更低，科學探索意味更充足，教師從知識講授者變為知識引導者，學生慢慢地變成了實驗的主體。

五、 新課程背景下初高中物理實驗銜接教學的策略

（一）組織教師參加教師技能大賽，加強跨學段學習

初中到高中的物理實驗，無論從實驗教學的內容、實驗教學知識的深度、廣度以及抽象性、對學生學科思維的要求上，都有了較大程度的增加，所以為了能夠幫助學生順利地完成實驗學習的過渡，適應更高標準的教學內容，教師首先應當立足教材內容，努力鉆研。尤其是初中物理教師，應當走進高中實驗教學課堂中，了解教師對于高中生物理實驗能力的要求，在教學中不斷地滲透該部分內容，并增加與高中物理教師的跨學段研討，從提升自己的專業技能和水平入手，為學生提升學習能力做好前提和準備。

例如，在教學力學相關知識時，初中物理教師習慣運用刻度尺或停表引導學生測量長度、時間，進而測量物體運動的平均速度。但在重新設計該實驗時，可以考慮到高中物理實驗教學中也會運用到打點計時器、紙帶等不同的工具，也會讓學生自己根據實驗目標或實驗內容進行工具的選擇，所以在初中物理教學階段，教師也可以將此種方法或思維融入進來，為學生提供更多實驗工具，給學生自主權，讓學生根據具體的實驗目標選擇恰當的方式或手段完成實驗，對于出現的如打點計時器運用不規范等問題，教師也可以先請學生自己去思考問題產生的原因，再進行講解和示范。

從學校層面來看，也應積極地組織、鼓勵教師參加教師技能大賽，如創新教具的設計比賽，讓教師可以在比賽中加強與同學段和不同學段學科教師之間的溝通、交流，學習他人從不同角度設計教學工具、組織教學活動的方法和理念，將其融入提升自己的素養，創新課堂教學形式之中。

（二）讓學生親歷實驗的理論研究、方案設計、實驗操作

學生經常會出現受限于自己的認知經驗、認知習慣而形成僵化思維的情況，不利于發展知識和能力，所以在教學中，初高中物理教師都應當引導學生自己去經歷實驗的理論研究、方案設計、實驗操作過程，讓學生能夠通過實驗激活自己的積極思維，促進自己接受新知識，消化舊知識。

以使用電流表探究電路關系的內容為例，在初中階段，學生只需要進行簡單的觀察即可，但在高中時期，學生既要能夠觀察電容器的充放電現象，還要能夠利用如金屬絲等測量電阻率，更多地使用電表。教師就可以在教學過程中讓學生以嘗試改裝電表為問題方向，讓學生學習去了解電表的內部結構和測量的原理，嘗試自己通過觀察，改裝設計將表頭改裝為電壓表，學生在此過程中會以問題為原動力去仔細觀察，認真思考，找到電表中某一元件和解答問題之間的關系。并在實踐驗證中不斷地去解決如何增大改裝后電壓表量程等一系列問題，既讓學生對新知識產生印象，還可以借由舊知識實現對自我學習能力的提升。

（三）利用生成資源拓展和延伸實驗知識

初中物理實驗教學基本是對于概念、規律類內容的簡單解釋，不會如高中階段一般進行深入的細致化探討，所以學生在學習特定問題時會產生認知上的觀念分歧，但簡單地引述高中物理內容勢必與初中階段學生的認知規律和認知基礎相悖，所以教師可以善用課堂上的生成性資源，引導學生主動地對實驗知識進行拓展和延伸;利用學生的興趣、注意力、思維方式，引導其能夠去反思和審視，大膽地發表自己的觀點、建議和看法，教師再適時給出相應的拓展知識。

將電流與電阻關系和并聯電路電壓規律的內容融合在一起開展實驗教學，過程中提問學生如果想要了解電流和電阻之間的關系，在實驗中應當保持哪一種因素不改變、哪一個因素又要適當進行調整，學生會給出電阻電壓不變，電阻數值大小改變的答案。教師再提問學生，如果有了該思路，應該怎樣進行實驗，學生也會給出保持干電池數量的答案，教師按照學生給到的方案進行電路的設計和示范實驗，但結果卻并不如預期。此時學生會主動提問，為什么電池數沒有改變，電壓表的指數卻出現了變化？引導學生不斷地進行思考。在教學中會涉及一些原有課程并未出現的知識內容，如果不將此部分知識進行簡單滲透，學生則會粗淺地對知識進行理解，在后續學習時只會產生模糊或混淆;反倒是引導學生主動地去思考去觀察，順理成章地給出相應內容，會為學生留下印象，方便其在延伸學習該部分內容時有更好的基礎。

（四）設計過渡性的實驗教學，培養學生的分析思維

初中物理實驗教學以定性教學為主，高中物理實驗教學以定量教學形式為主;初中實驗教學中學生的角色僅停留在觀察基礎的操作和簡單的數據整理、歸納方面，高中則需要學生進行深入的理解分析，處理更復雜的問題，在教學的廣度深度上都有較大的鴻溝。所以教師可以在教學中設計適當的過渡型、半定量實驗，逐步培養學生的分析性思維，以適應教學方式、內容的轉變。

如在進行浮力實驗時，請學生將觀察到的浮力隨食鹽或水的加入而產生變化的實驗規律進行記錄，繪制成以對數關系為主要內容的圖像，教師要向學生明確該圖像的繪制標準，讓學生能夠逐步培養自己的學科思維，通過對圖像的繪制、圖像的分析，找到圖像與數據分析處理之間的關系，從而使將簡單的看實驗變成用數據描述實驗，讓學生可以實現基于簡單認知的科學探究。

（五）安排學生參加創新大賽及物理競賽實驗培訓

初中生的物理學習思維受到教師教學方法和教學理念的影響，受到學校學習氛圍和學習環境的影響，處在半封閉狀態，認為自己學習到的、接收到的內容是完整的，又缺乏對自我學習主動性的激發。所以教師可以鼓勵學生參加創新型的物理大賽，增加實驗培訓和實踐思考的機會，讓學生走出自己的知識視野，去學習，去交流，去感受，看到自己學習中的不足，并發展成長性學習思維，喚醒自己的實驗能力和探究意識。

如鼓勵學生參加青少年科技創新大賽、青少年科技創新選拔賽、全國中學物理競賽等，利用所學到的知識自己設計針對課題的實驗方案或科技項目，既能看到行業前沿或社會趨勢對于物理學習的要求，又能激活自己的既有知識記憶，進行有效的整合，在獨立的設計完成中，在不斷的深化反思中培養良好的物理學科能力，更好地適應學習角色的轉變。

六、 結語

初高中物理實驗教學的難度差異較大，對學生的學習能力和認知能力要求也不同，教師要結合本身任教年齡段開展實驗教學的現狀和問題，認知到初高中進行物理實驗銜接的主要問題，找到問題產生的原因，從教學目標、教學內容、教學方法等多方面實現創新和變革，讓學生更好地發展自己的知識與技能。

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