高中物理力學實驗教學淺析

紫學軍

摘 要：高中物理力學實驗是日常教學和考核的重點，提升物理力學實驗有效性可以幫助學生理解和掌握力學知識，提升物理實驗綜合素養。力學實驗是整個高中實驗的重要組成部分，也是高中時期學生初次接觸的物理實驗。實踐環節進行教學探討，提出教學改進策略，可以發揮力學實驗全面提升學生學科素養的優勢。

關鍵詞：高中物理；力學實驗；教學

高中物理教學中存在大量的實驗案例，調動學生的學習積極性和動手實踐能力是實驗課程的重要目的，同時通過動手實驗學生在細化的實驗步驟中對知識點的掌握更加透徹，并加深了對基礎知識的深刻了解，同時可以增進學生對抽象問題的掌握。

一、高中物理力學涉及的經典實驗

高中階段經典的力學實驗主要有勻速直線運動實驗、彈簧變形和彈力關系實驗、力的合成、拋物體實驗、能量守恒實驗（動量、機械能守恒）以及重力加速度實驗等。實驗之前學生必須具備扎實的基礎知識，對實驗原理、裝置儀器、實驗流程、實驗方法以及實驗操作規范等有所了解。

二、關于動量守恒定律實驗驗證

1.動量守恒的教情和學情分析

驗證動量守恒是高中物理的重要實驗內容，從物理學本質上分析該內容是動量定理的拓展，而且實踐和理論中適用范圍很廣，對宏觀和微觀物體的運動均可做研究。這一工具是對不受外力作用狀況下，相互作用系統碰撞過程的規律研究，并且適用于原子物理研究。而學生在進行實驗前已經學過動能和沖量的關系，并對碰撞問題也會感興趣，做好了學習知識的準備。

2.動量守恒定律實驗教學設計

在素質教育教學理念的影響下，以學生為主體的高中物理力學實驗教學課堂應以培養學生的自主創新能力為基本目的。通過實驗情境創設、實驗教學互動、理論引導、物理探尋、實踐應用等環節的教學，幫助學生在實驗探究中實現教學目標。

通過創建物理實驗場景，從當前學生喜歡的滑冰活動入手，讓學生思考兩名同學互相推動這一現象中包含的物理規律，從貼近學生日常生活的物理現象著手，吸引學生注意力。或者以演示實驗以及物理模型展示，調動學生思考問題的積極性。在學生經過簡單討論后，提出自己的設想或假設，之后在教師的引導下提出本次實驗應解決的物理力學問題、實驗儀器等，并組織學生分組進行實驗。

實驗探究活動中學生自主設計實驗方案，各小組獨立開展實驗探究以驗證方案的合理性，并在組內進行交流和探討，借助實驗室儀器動手操作。通過嘗試實驗以及和組員的配合，學生可以不同試誤并嘗試通過修改實驗方案，探索力學實驗的規律。本次實驗中通過改變實驗物理量m，觀察m、s、v的不同變化，可以通過三組實驗對相關實驗物理量進行描述，得出結論m1v1=m2v2。

學生在自主探究環節的組內實驗，形成交流結果，之后教師組織小組代表上臺進行實驗并在全班范圍內完成實驗結果交流。教師對學生得出實驗結論m1v1=m2v2引導探究其物理意義。對小車碰撞前后發生的作用力進行對比，對小車動量的變化進行觀察并留心總動量的變化情況。教師作為整個實驗的引導者，應該注意學生獨立思考能力的培養，讓學生以物理研究者的身份自由發表意見，教師可在適當的時間引導學生，防止實驗主題偏離或者學生遇到困難而無法推進課程進展。

教師在學生探究和實驗完成后適當總結，幫助其重新梳理實驗流程、操作中的注意事項以及實驗過程中存在的問題和偏差，并解釋m1v1=m2v2的物理意義，即兩小車在碰撞前處于靜止狀態，此時總動量為0，而發生碰撞后，盡管兩小車的運動狀態由靜止轉為運動，但動量的大小沒有發生變化，此時，動量的方向相反，所以總動量還是0。在沒有外力作用的情況下，兩小車作為兩個獨立的系統，碰撞前后動量總和沒有發生變化。鞏固和復習環節可以借助動量守恒定律解釋生活中的實際現象，并完成隨堂練習，及時整理知識點，并應用于新的物理場景，做到舉一反三。

3.教學反思和總結

將驗證性實驗轉化為探究性實驗，讓學生了解動能和動量的本質區別，并借助生活中的問題以及之前教學中學習的動量和機械量問題解決本實驗的問題。該力學實驗的基本目的是培養學生提出問題、設計實驗方案和情景動手操作解決實驗問題的能力，并形成物理學科的縝密實驗思維，在實驗探究的環境中培養嚴謹治學、科學探究、勇于質疑和創新的精神核心素養，并實現實驗教學目標中的情感態度價值觀。

三、提升高中物理力學實驗教學有效性的對策

在生本理念影響下注意學生主體作用發揮的同時，也要突出教師的主導作用，對學生探究實驗中的問題進行標注，參與學生的探究活動并適時給予指導。通過現代教學設計和常規性教學設計的對比分析，促進協同合作的效果。優化教學設計，以提升教學質量為目的，結合學情教情可以以分層教學方式開展因材施教的教學方式，并結合課程標準和學生特點制定能力目標，創造一個適合學生發展的教學過程，并通過實驗教學設計的優化促進教師專業能力的發展。并以學生成長為實驗設計目標，讓學生通過探究實驗明確自己應該具備什么樣的能力和素質，發揮主動性，形成明確的目標導向。

高中物理力學實驗在培養學生綜合實踐能力并使學生掌握學科知識的過程中發揮著重要作用，進一步在實驗教學中推動“為理解而教”的教育理念，以問題解決為核心，學生能力提升為目標，提升力學實驗教學質量。

參考文獻：

[1]張剛剛.高中物理教學中力學疑難問題調查研究[D].西北師范大學，2015.

[2]文選.淺談如何提高高中物理實驗教學的有效性[J].教育現代化，2018，5（13）：347-348.

[3]韓潤卿.淺析高中物理實驗改進與創新策略[J].科技經濟導刊，2018，26（7）：158-159.