高中物理實驗教學的幾點思考

姚海軍

【摘 要】新課程標準強調知識的構建過程，物理學科應注重在物理實驗中培養學生科學探究和創新的能力。但從高中實驗教學的實際情況來看，很多學校對實驗不夠重視，一些學生實驗能力較弱。如何改進高中物理實驗教學，讓學生在實驗中體驗科學探究的過程、學習物理研究方法、增強創新能力、培養科學精神、提升物理學科素養，是擺在高中物理教師面前的一個緊迫任務。因此加強實驗教學，讓學生利用所學的知識設計實驗、動手完成實驗、在實驗中發現物理規律、構建知識系統以及提高創造能力尤為重要。

【關鍵詞】物理實驗教學;功能;核心素養;創新能力

物理實驗是高中物理的重要組成部分。物理實驗在培養學生的科學思維、科學探究、科學態度和責任方面具有十分重要的作用。新課程標準提出，學校應充分利用已有的實驗器材，努力開發適合本校情況的實驗課程資源，盡可能讓學生自己多動手做實驗，提升學生的物理學科核心素養。然而，有些學校只重視物理基本概念、基本規律學習、習題訓練，不重視物理實驗。或者學校不具備實驗條件，很多實驗只做演示，學生很少動手操作，導致學生實驗能力差。同時也極大影響了學生學習物理的積極性和主動性，限制了學生創造性思維的發展。本文從以下幾個方面，對高中物理實驗教學略作分析探討[1]。

1? ?高中物理實驗的作用

1.1? 激發學生學習物理的興趣

興趣是產生學習動力的重要條件。高中生對物理有興趣，才會積極主動地學習。高中物理實驗與生產生活聯系緊密，易于激發學生對物理的興趣。學生通過自己動手做實驗，觀察到真實的物理現象、物理情景，便會產生一探究竟、發現現象背后規律的求知欲望[2]。

1.2? 促進學生更好地掌握知識

物理概念和規律是從大量的具體事例中總結得出的。學生通過設計實驗、動手操作、觀察、數據處理、總結實驗結果，可以主動理解并應用物理有關概念、規律，主動探索新知識、獲取新知識。在牢固掌握原有知識的基礎上，自主探究新規律，對新知識新規律的理解也更加透徹，更有深度[3]。

1.3? 幫助學生更好地掌握科學方法

物理學中的許多研究方法都是在實驗中形成的，如控制變量法、放大法、圖像處理數據法、歸納法等。在實驗過程中，學生通過觀察、思考、測量、數據處理、分析論證結論等過程，可以切身體會物理實驗的研究過程，加深對所學知識的理解和應用，提高科學探究能力，發現事物的變化、聯系和規律，從中掌握物理學研究方法。

1.4? 提升學生的綜合素養

學生通過物理實驗，不僅可以熟練掌握物理知識，同時還能提升自身的綜合素養。學生通過設計實驗，可以提升運用知識的能力和創新能力;通過動手操作實驗，可以提升實驗操作技能、熟練掌握基本儀器的使用方法、熟悉儀器設備的組裝、學會故障的排除以及數據的讀取等;通過觀察實驗現象，可以掌握觀察方法，提升觀察能力;通過分析和整理實驗數據，可以提升分析、推理、概括等能力。

1.5? 培養學生的科學態度和科學精神

物理實驗蘊藏著豐富的內涵。開展物理實驗教學，除了對學生知識的掌握、能力的提升和方法的學習有明顯的作用之外，還可以幫助學生更好地了解和掌握自然科學，培養學生嚴謹的科學態度和鍥而不舍、實事求是的科學精神，幫助學生形成科學的世界觀，全面提升學生的科學素養[4]。

2? ?對高中物理實驗教學的思考

新課改的實施，對高中物理實驗教學提出了新的要求。但受傳統認識的影響，實驗教學仍是整個物理教學的薄弱環節，究其原因，一是學校不重視，投入實驗的經費不足，實驗器材短缺破舊現象嚴重。二是缺乏專業的高素質實驗員隊伍，對實驗器材管理維護不到位。三是部分教師的觀念沒有及時轉變，認為學生不動手做實驗不要緊，只要會做實驗題就行。四是教學方法陳舊，學生動手能力差。本文主要從實驗教學方法的角度探究如何改進高中物理實驗教學。

2.1? 抓好課堂實驗教學，多設計探究實驗，指導學生動手完成

在物理實驗教學中，課堂內的實驗教學始終占據主要地位。課堂實驗多從探究的視角設計，讓學生根據已有的知識和可靠的物理事實，通過推理和想象提出問題，形成假設（或提出某種猜測），然后設計實驗探究方案，選擇儀器，搜集證據，并通過數據分析來驗證假設，最后形成實驗結果，從而使學生熟練掌握物理知識和物理規律。如在學習“共點力作用下物體的平衡”時，教師通過設計探究實驗，引導學生積極思考，動手操作，最終根據實驗結果，歸納得出三力平衡的條件，并進一步拓展延伸出四力、五力、多力的平衡條件。在學生自主完成實驗的過程中，既鍛煉了學生的動手能力，加深了對所學知識的理解，調動了學生探尋新知識、新規律的積極性，同時也激發了學生學習物理的興趣，收到了良好的教學效果。

2.2? 充分利用現有實驗器材，鼓勵學生創新實驗方法，更好地完成分組實驗

新課程標準明確規定了學生要做實驗，教材中也為實驗提供了具體的方案，這些實驗方案簡潔、科學、易于操作，但并非都是最佳方案，所以教師在教學中應適當改進或創新實驗方案，力求精益求精。有的必做實驗只用一個原理、一套器材去完成，這限制了學生做實驗的積極性和創造性。如果教師能充分利用實驗室的現有實驗器材，鼓勵學生從不同的角度去設計實驗，分組實驗便可以實現教學多元化，同時也能調動學生做實驗的積極性，培養學生的探究創新能力和動手能力，使學生更好地應用物理規律。如驗證機械能守恒定律的實驗，教師可以鼓勵學生結合實驗室現有器材情況，設計多套實驗方案，自主動手操作，得出結論。（如圖1，利用金屬球在豎直平面內的擺動來驗證金屬球的機械能守恒;圖2，驗證鉤碼與滑塊系統的機械能守恒。）

2.3? 鼓勵學生自制實驗器材，有計劃地開展課外研究性小實驗

在學生掌握了一定物理知識和基本實驗技能的基礎上，教師可以根據新課程標準的要求，有目的、有計劃地精選一些課外實驗，引導學生根據已學的實驗原理和實驗方法，有創造性地設計實驗，自制器材，自主完成。課外小實驗一方面可以鞏固學生課內所學的基本實驗技能和方法，另一方面有利于學生深入理解物理知識，掌握實驗原理和實驗方法，提高動手能力。同時也體現了以人為本的教育內涵，極大地提升了學生的核心素養。如學習了熱敏電阻和傳感器的知識后，教師可以引導學生設計一個自動控制熱水器的探究小實驗，由學生分組設計具體的實驗方案，自主找尋器材，并獨立完成實驗。實驗過程中，教師只做必要的指導和總結評價。通過實驗設計與動手操作，幫助學生鞏固所學知識，提高實驗技能，逐步掌握實驗設計的要領和方法，提高學生的實驗探究能力。

2.4? 運用現代教育技術，提升物理實驗教學效果

利用“數字化信息系統”（簡稱DIS），可以更精確快捷地測量距離、位移、力、速度、溫度、壓強、電壓、電流等物理量，并適時進行處理，處理結果可以以數字、圖形等形式顯示在屏幕上。物理實驗中引入DIS技術，將傳感、計算機技術與物理實驗有機結合，有利于較精確地測量抽象的物理量;有利于解決一些實驗難點;有利于學生探究技能的訓練;也有利于學生了解現代實驗技術的思想方法。如在研究自感現象時（如圖3），教師可以利用DIS技術，在計算機上直觀地呈現出電阻支路電流（如圖4）和電感支路電流（如圖5）的變化趨勢，幫助學生更好地理解自感現象中電流的變化。

物理實驗作為物理的重要組成部分，在提升學生核心素養方面有著重要作用。改進物理實驗方法，加強物理實驗教學，是提升學生物理素養的有效手段。在實驗教學過程中，教師需要不斷地調整自己的實驗教學方式，更新實驗教學理念，從更深的層次去認識物理實驗的地位和作用，讓學生在實驗過程中深入理解物理知識，學習物理規律，提高實驗操作能力，掌握實驗科學方法，強化物理思想，提升物理綜合素養，從而最大限度地發揮物理實驗的教育價值。

【參考文獻】

[1]郭學華.物理實驗教學研究與實踐[J].高考，2018（11）.

[2]壽千里.高中物理實驗教學現狀及思考[J].物理通報，2008（11）.

[3]趙忠文.基于新課改下的高中物理實驗教學模式的探索與評價[J].課程教育研究，2018（10）.

[4]沈文軍.基于核心素養的高中物理實驗教學[J].江西教育：綜合版（C），2019（1）.