新修订课标中学生必做实验变化产生的影响及建议

广东省中山市东升镇文体教育局教育事务指导中心(528414) 张宏齐

1 前言

学生必做实验又叫分组实验或学生实验，它有别于演示实验，将学生分成2～4人一组，需要学生到实验室亲自完成实验。2017年普通高中物理课程标准修订后学生必做实验为21个，与2003版课标的要求相比大幅增加，也多于现在考试说明 (全国卷)的要求。分析学生必做实验的变化及其对实验教学的影响，可以帮助教师更好、更快地适应新课标的变化，有利于新课标在教学实践中的落实。笔者对比了2003版和2017版普通高中物理新课标中的学生必做实验，分析了2017版课标中学生必做实验的变化及这些变化带来的影响，针对落实新课标发挥实验教学重要作用提出了一些具体建议。

2 两版本课程标准学生必做实验的介绍

2.1 2003版课标学生必做实验简介

2003版课标对学生必做实验以“附录1物理实验专题”的形式呈现，提出了开设实验专题模块的目的——使学生较为深入地学习物理实验的有关理论、方法和技能；进一步提高学生的实验素养，激发学生实验探究的兴趣；增强学生的创新意识；培养学生实事求是、严谨认真的科学态度；养成交流与合作的良好习惯；发展学生的实践能力。要求学生完成不少于8个不同难度的实验，并注重让学生经历实验探究过程，强化学生实验方案的自我设计，深入对实验过程和实验误差的分析，重视对实验方案和实验结果的评估。

该版本课标并没有对学生的必做实验做出规定，只是从内容标准和实验示例两个方面给出指引。内容标准包括通过典型实例认识实验在物理学发展中的重要地位和作用等6各方面，所给出的14个实验示例见表1。

在课标中，明确实验示例是供选择的内容。为了适应不同地区、不同学校的情况，学校可以自行开发实验项目。

表1 实验示例

2.2 2017版课标学生必做实验简介

2017版课程标准在课程内容部分的第(四)节设置了“学生必做实验”，要求学校应充分利用已有的实验器材，努力开发适合本校情况的课程资源，尽可能让学生动手多做实验，提升学生的物理学科核心素养。并对必修及选择性必修课程中的学生必做实验做出明确规定，具体内容见表2。

3 学生必做实验的变化

3.1 数量增加

课标新修订后学生必做实验数量增加，要求由原来不少于8个增加到21个，是原来的2.625倍，也比高考考试说明中要求的13个实验大幅增加。

3.2 覆盖面更广

从表2中内容可以看出，修订后物理实验覆盖面比原来课标、考试说明要求的实验范围都更广，做到高中阶段重要知识的全覆盖，包括直线运动、力、力与运动、功能关系、曲线运动(平抛运动和圆周运动)、静电场、电路、传感器、电磁感应、动量、简谐运动、光学、热学等。

表2 实验内容

3.3 实验类型更全面

修订后要求学生必做的21个实验，涵盖了全部的实验类型。观察性实验，例如必修3中的实验8；测量性实验，例如必修1中的实验1。必修3中的实验9、10、11、12，选择性必修1中的实验2、3、4，选择性必修3中的实验8；验证性实验，例如必修2中的实验5，选择性必修1中的实验1；探究性实验，例如必须1中的实验2、3、4，必修2中的实验6、7，选择性必修2中的实验5、6，选择性必修3中的实验9；设计性实验，例如选择性必修2中的实验7。不同类型的实验，对学生的能力要求不一样，更全面的实验类型能够更好的循序渐进地培养学生的实验能力，提升学生的科学素养。

3.4 分布更合理

修订后实验的分布更合理，21个学生必做实验，不仅覆盖了高中阶段的重要知识点和重要的运动模型，更覆盖了力、热、光、电四大板块，可以说除了在高中阶段不适宜开展的原子物理学实验，其余内容都涉及了。使得课标、教材、考试说明三者的一致性更好，与高考的联系更紧密，对教学有更好的指导意义。

3.5 课标与高考联系更密切

新修订后的课标在实验部分上与高考联系更密切。首先，删除了2003版课标中繁难偏旧，在最近这些年高考中从未涉及，也没有被列入过考试说明中的实验，例如用电解法测定元电荷。其次，增加了考试说明和2003版课标中没有，但是高考中经常出现的实验，例如螺旋测微器、游标卡尺的读数等，新修订后增加了实验长度的测量及其测量工具的选用。第三，增加了与重要知识密切联系的实验，例如探究平抛运动的特点和探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，平抛运动、圆周运动是高中非常重要的物理知识，也是非常重要的物理模型，在高考中从不会落下，但是原来的课标及教材只安排演示实验，没有学生的必做实验，这对学生更深刻理解知识点带来了不利影响。第四，增加了与生活联系密切的实验，例如观察电容器的充、放电现象，探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，此类实验在高考试题中经常出现，且以生产生活为背景。第五，降低个别比较难的实验，将原来实验“把电流表改装成多量程电流表、电压表或多用电表 ”变成“用多用电表测量电学中的物理量”，难度降低，将原来侧重理论推导计算，变成侧重实践操作，更符合实际，更有利于将实验教学落到实处，电表的改装对学生而言难度太大，只有少数学生可以达到“纸上谈兵”的效果，进行理论计算，实际动手完成实验几乎不可能，而大多数学生通过实验后基本都能熟练使用多用电表的进行测量。

3.6 从机制上保证实验教学的顺利开展

新修订课标在第六部分实施建议的第 (四)节地方和学校实施本课程的建议中明确 “重视实验室的硬件配置与建设”，要求学校要根据学生人数按照国家标准开设足够的专用实验室，配齐配足实验器材。要根据国家有关规定，按标准配齐物理教学所需设施设备，在条件允许情况下改进和提高物理实验器材的配备标准。要积极创造条件，建立实验室开放制度。这些要求和指引，都为实验室硬件建设提供了保障，也为学生实验的落实提供了物质条件。

4 落实新课标发挥实验教学重要作用的建议

课标修订后的变化凸显实验的重要性，尤其是学生必做实验对物理教学的重要性。首先，学生实验是重要的不可替代的物理学习方式。正如课标中所述“学生实验是其他任何形式都无法替代的物理学习方式”“实验是物理学习的重要环节，是培养学生物理学科素养的重要途径和方式”“通过实验设计与动手操作、观察与记录数据、分析归纳得出结论等环节，全方位地培养学生的科学探究能力”。其次，实验可以增加学生的学习体验，体验越深刻，学习效率就会越高。物理实验是增加学生物理学习体验性的重要手段，学生实验是实践体验性最强的物理学习方式。课标修订后，无论是实验数量大幅增加，还是实验类型更全面覆盖面更广，都凸显了学生实验在物理教学中重要地位，其对提高物理教学实效有奠基性作用。新课改多年来，教师的教学理念发生了很大变化，重视实验已然成为普遍共识，但是面对课标的变化，实验教学任务更重，需要学校、教师倍加重视，投入更多的精力，为此提出以下建议。

4.1 思想上更加重视实验教学

只有教师思想切实重视实验教学，深刻认识到实验教学对物理教学的重要性、奠基性作用，才会有主观能动性去精心设计实验教学，创新实验教学，开发新的实验教具。否则，实验教学只是按部就班，中规中矩走完“流程”，这样的实验教学没有激情、没有新意，学生学习没热情、没兴趣，教学没实效。

学校领导思想上重视实验教学，才会想方设法创造条件按照国家标准或者高于国家标准配齐配全实验设备，才能积极创造条件，建立实验室开放制度。有了硬件基础学生走进实验室才能成为物理实验教学的新常态。

4.2 硬件保障

新修订后的课标增加了很多学生必做实验，这些实验都要求学生到实验室亲自操作完成。新增加的实验，如探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，用单摆测量重力加速度的大小，测量玻璃的折射率，双缝干涉实验测量光的波长，探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系，探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，利用传感器制作简单的自动控制装置，探究影响感应电流方向的因素等，原来实验室基本上只有几套装置供演示实验用，现在要实施分组实验学校只有按照要求增加室场，配齐实验装备，才能保障实验教学顺利开展。

4.3 教师实验教学能力的全面提升

学生必做实验数量增加且实验类型更加全面，对教师的实验教学能力提出了更高的要求，要求教师对实验教学又全又专。全是指教师应该对力、热、光、电的全部实验都非常熟练，都能轻松驾驭这些实验的教学，专是指教师应该多对这些实验有深刻的研究，能够灵活、智慧处理实验中出现问题，并能进行实验创新。这就需要教师自觉学习、专研，把实验弄懂弄通，毕竟原来文理分科的时候，导致有的教师常年不涉及某些模块的教学，故而对这些模块中的实验难免生疏。

4.4 物理实验与科技活动相结合

市、县教育部门和学校每年都会组织一些科技活动，比如科技创新大赛。教学中，可以将物理实验教学的一些内容延伸到课外，将学生必做实验与科技创新大赛等科技活动密切联系，以达到物理教学和学生实践的双赢，不但可以提升学生物理学习的兴趣，提高教学效率，还能培养学生的自信，培养学生的动手能力、实践能力，达到培养学生综合素养的目的。例如可以将实验用传感器自动控制装置与科技创新活动结合，指导学生制作科技作品，避免了这类实践性很强的设计性实验教学纸上谈兵、闭门造车。

4.5 书写实验报告落到实处

在新修订的课标中物理学科素养水平划分科学探究水平4所述“能撰写完整的实验报告，对科学探究过程与结果进行交流和反思”，但是现阶段高中学生必做实验普遍存在一个不良现象就是实验报告的书写缺位。学生到实验室做了实验，实验原理、实验步骤、注意事项、数据处理方法教师也都反复强调，并且一般都会给学生复印导学案将上述内容清晰呈现，这样有利于实验教学顺利进行。但是实验报告的书写缺位，让学生失去了反思实验过程，思考改进实验的机会，这对学生理解实验原理和落实验操作产生了不利影响，不利于学生迁移实验方法进行实验创新。实验之前学生有必要弄清楚实验目的、原理、操作、注意事项、数据处理方法等，但是实验之后教师更有必要要求、指导学生书写实验报告，从而在反思中提升学生的实验能力。

5 小结

随着新课程标准的实施，各地物理实验试题的结构发生了较大的变化。尤其重视对学生实验能力的考查，力求通过命题将动手做实验的学生和死记硬背实验的学生区分开来，那些死记硬背实验步骤、程式化的试题，如今已很难见到，取而代之的是一些富有创新意识和探究精神的试题。因此，教师要让学生真做实验，亲自动手操作、亲手记录数据、亲身经历科学探究的过程，让学生有所体验、有所感悟，才能够顺利归纳结论、牢固掌握知识。