高中物理實驗教學創新途徑研究

◇ 安徽 方升錢

實驗能很好地揭示物體運動的規律，是高中物理中的重要內容，也是高考的必考內容.為提高實驗教學效率，高效完成實驗教學目標，教師應做好以往實驗教學效果的總結，認識到傳統實驗教學中存在的不足，提高創新意識，積極尋求實驗教學創新途徑，使學生獲得良好的實驗體驗，從而牢固掌握物理實驗的相關知識，為物理學習成績的提升奠定堅實的基礎.

1 高中物理實驗的重要作用

相對初中物理來說，高中物理知識更加豐富復雜，知識面范圍更廣，學習和理解難度增加，使得學生逐漸喪失學習興趣.高中物理知識具有較強的抽象性和邏輯性，知識內容較為系統，學生在學習和理解時有著較大的難度.因此，在高中物理教學中，需要深入分析教材內容，讓學生深入理解物理概念和規律.物理實驗是高中物理學習中的重要內容，許多物理知識都需要通過物理實驗來驗證.因此，在高中物理教學中，教師應有效利用物理實驗活動，加深學生對物理知識的學習和理解，提高學生的實驗操作能力，使其掌握物理實驗技巧，實現邏輯思維能力的提升，同時培養學生的自主探究能力和良好的實驗習慣與態度，強化學生的核心素養，提升物理課堂教學質量.

在高中物理實驗中，核心素養培養主要體現在兩個方面.一方面，借助物理實驗活動，加強對學生各項技能和能力的培養，通過實驗活動幫助學生形象化地了解物理現象，掌握科學知識，提升學生各方面的能力.在實驗活動中，教師需要不斷創新教學方式，加強學生的綜合能力培養，實現學生的核心素養的形成.另一方面，借助實驗教學活動，能夠推動現代教育改革的順利開展.傳統的物理實驗教學中，教師偏重物理知識的學習，注重學生的考試成績，對學生其他方面的能力培養不夠重視.在核心素養視域下，教師應注重促進實驗教學方式的創新，促進學生綜合能力的提升，使其更好地適應未來社會的發展.

2 設計開放實驗，激發探究熱情

無論是驗證性實驗還是探究性實驗，學生都能從教材中找到相關結論，容易“不勞而獲”，導致一些學生對待實驗不認真，只是機械地按照教師的安排做相關實驗，甚至為和教材中的實驗結論保持一致，故意修改實驗數據，不僅降低了實驗的趣味性，而且實驗效果不佳.為改變這一現狀，教師在授課中應注重設計開放性實驗，圍繞學生所學給出實驗課題，要求學生積極討論，相互合作，選擇實驗器材，設計實驗步驟，歸納實驗結果，給學生充分的實驗自主權，增加實驗趣味性，以期在加深其實驗印象的同時，更好地激發其實驗探究熱情，提高其實驗探究能力.

如在學習“圓周運動”相關知識前，教師可給學生設計如下實驗題目：探究向心力和物體做圓周運動時的速度、質量、運動半徑之間的關系，要求學生結合所學任意選擇實驗室中的實驗器材.在教師的指引下，學生選擇了系繩子的小鋼珠、玻璃平面、力傳感器、計時器、刻度尺、天平等.在實驗過程中，學生將繩子和傳感器相連接，再給小鋼珠一個力，使其在水平玻璃平面上做圓周運動.通過改變小鋼珠的質量、繩子的長度以及施加力的大小進行探究.實驗中，學生使用刻度尺測算鋼珠做圓周運動的周長，使用計時器測算出小球的運動時間.最終，通過控制變量法，學生得出向心力F 和鋼珠速度v、質量m、半徑r 的關系為F=mv2／r.通過開放性實驗，不僅培養了學生的實驗能力，還能使其更好地理解圓周運動知識.

在高中物理實驗教學中，教師可以圍繞學生所學，設置開放性實驗，鼓勵學生進行探究，使其感受物理知識的形成過程，在激發其實驗興趣的同時，深化其對物理知識的理解，促進其實驗能力和實驗思維的提升.

3 借助虛擬實驗，提升實驗體驗

在高中物理實驗教學中，為提高學生參與實驗的積極性以及實驗教學效率，教師應注重運用現代化技術積極改善實驗環境，例如借助虛擬實驗開展教學工作.基于虛擬實驗平臺的虛擬實驗優點突出，不僅能避免損壞實驗器材，而且能直觀地顯示相關的實驗參數以及學生在實驗中出現的錯誤，有助于學生及時糾正，提高實驗成功率.因此，針對現實中無法完成的實驗或具有一定危險性的實驗，教師可引入虛擬實驗平臺，它能給學生帶來耳目一新的感覺，從而高效、順利地完成物理實驗教學目標.

如在“研究平拋運動”的實驗中，由于鋼球在運動中會受空氣阻力的影響，因此所做的并非真實意義上的平拋運動.為保證實驗結果的準確性，教師可帶領學生在虛擬實驗平臺上進行操作.實驗中，學生先將虛擬實驗平臺中鋼球運動時的空氣阻力設置為零，而后給其以水平的初速度，使其做平拋運動.虛擬實驗平臺會采集鋼球運動軌跡，實時顯示鋼球運動過程中豎直以及水平方向的速度變化情況.學生可清晰地看到鋼球的運動軌跡為拋物線，鋼球水平方向的速度保持不變，豎直方向的速度滿足從而很好地揭示平拋運動的規律.

教師在授課中應認真研究物理實驗內容，針對現實實驗中存在干擾的問題，可考慮運用虛擬實驗開展教學工作，加深學生對實驗的印象，使其充分理解實驗原理，進而得出正確結論，同時獲得良好的實驗體驗.

4 鼓勵生活探究，增添實驗樂趣

生活中的很多現象都蘊含著豐富的物理知識.在實驗教學中，教師應鼓勵學生做一個有心之人，將實驗教學延伸到生活之中，引導學生關注生活中的物理現象，使之運用所學積極開展相關實驗探究活動，激發其對實驗的興趣，感受做物理實驗的成就感，從而更加自信地投入到物理實驗學習中.教師應認真分析物理教材中的實驗內容，引導學生積極回想生活中的相關情境，尋找生活中的實驗器材，開展相關的實驗探究活動.另外，教師還要做好學生探究實驗情況的反饋，注重與學生溝通交流，及時給予其啟發，幫助其解決實驗探究過程中遇到的問題，使其成功地完成實驗探究活動.

如在“探究功和速度變化的關系”的實驗中，教師可鼓勵學生根據所學，積極聯想生活中使用彈弓打彈珠的情境，尋找相關的實驗器材，探究功和速度的變化關系.最終，學生通過積極思考、認真討論，選擇了如下實驗器材進行探究：橡皮筋、彈珠、照相機等，其中，用力拉橡皮筋對彈珠做功，用照相機記錄彈珠的運動軌跡，根據曝光頻率計算彈珠通過某一點的瞬時速度.實驗中，學生通過改變橡皮筋的條數使做的功變為W、2W、3W 等.學生充分借鑒了教材中對實驗數據的處理方法，即使用圖象法尋找做功W 和速度v之間的關系.通過繪制圖象，學生得出功和速度的二次方成正比這一結論.

在實驗教學中，教師通過引導學生聯想生活情境，增加實驗探究的樂趣，鼓勵學生運用生活用品開展相關探究實驗，可以使學生積極主動參與到實驗過程中，進而使其更加深刻地理解與掌握實驗結論，為其更好地掌握物理知識奠定堅實的基礎.