高中物理探究實驗教學策略探討

【摘 要】本文論述在高中物理教學中開展探究實驗的策略，認為教師要精選實驗內容、組織實驗操作、分析實驗作用、設定實驗對策，以滿足學生探索學習的實際需要，提出借助多種教學輔助手段創設實驗情境、精選實驗內容、創新實驗組織、延伸實驗訓練等做法，讓學生在實驗操作和探索過程中建立認知、獲取知識、提高能力。

【關鍵詞】高中物理 探究實驗 教學策略

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）34-0041-02

探究實驗是物理學科教學的重要內容。在高中物理教學中引入探究實驗，既能夠為學生提供更多實踐操作的機會，也能夠很好地啟發學生的思維，進一步培養學生的實踐操作能力和實驗設計能力。對此，教師要做好探究實驗教學研究，厘清實驗操作原理，明確實驗操作原則，深刻理解實驗操作的重要作用，進而確立對應的實驗教學策略。

教學策略一：創設實驗情境

探究實驗的開展對環境有特殊要求，如果教師能夠借助生活條件、多媒體手段、問題設計、操作引導、材料整合等媒介做好情境設計，無疑能夠給學生帶來更多感官沖擊，以促進探究實驗過程穩步推進。學生對探究實驗有主動參與的意識和需求，因為實驗帶有挑戰性，能夠激發學生的探究熱情，因此教師要在情境設計方面做出科學合理的設計，對學生形成多點激發，這對激活學生的探究思維有重要幫助。

在日常教學中，教師有意識地創設靈動的實驗場景，能夠有效調動學生實驗操作的積極性和主動性，啟動其探索思維。如教學教科版高中物理必修1《摩擦力》時，教師在課堂教學中可以設計“抽書”活動來引導學生探究影響滑動摩擦力大小的因素。整個活動可以從以下兩個環節展開：

環節1：準備兩摞完全相同的書（如圖1所示），分別在兩摞書的上部和底部夾兩本相同的書，讓學生用左右手同時抽出兩本書，感受哪邊抽出較為容易。

環節2：在環節1的基礎上，再在兩摞書的同一層（其中一摞中夾放兩張砂紙）夾入相同的書，讓學生再次抽書，感受哪邊用力更大，并猜想其中的原因。

教學中教師通過創設相對簡單可行的實驗情境引導學生親身參與實驗探究，充分體驗、感知實驗過程，合理分析實驗現象，歸納總結實驗結論，從而獲得啟示，進一步鍛煉學生的探究思維，提高學生的實驗能力。

教學策略二：精選實驗內容

探究實驗有不同的難度系數，教師在具體選擇時，要充分考慮多種制約因素，精心選擇實驗內容。首先，是不是具備實驗環境和實驗條件。探究實驗需要特定背景，如果能夠有執行的條件，就可以組織學生展開對應研究。其次，實驗材料是否到位。探究實驗對實驗材料有特殊要求，如果實驗材料不能形成強力支持，或者找不到替代材料，這樣的實驗設計就沒有太大的意義。最后，實驗內容是不是學生能普遍接受的。探究實驗的主體是學生，如果學生對實驗內容沒有主動探究的欲望，那么實驗就沒有執行的必要。

教師對實驗內容做篩選處理，能夠對學生形成感官調度，這對提升實驗操作效果也有重要幫助。如在教學“機械能守恒定律”驗證實驗中，教師可以圍繞實驗目的、實驗原理設計實驗方案。引導學生按照圖2所示裝置安裝好鐵架臺和打點計時器，將重錘連接紙帶穿過打點計時器。實驗過程既要注重流程的完整性，也要指導學生關注流程的注意事項，理解其中的實驗原理。

實驗過程分四步逐次開展：第一步，先打開打點計時器，然后釋放紙帶;第二步，在起始點處標注O，每隔時間T各標注1，2，3，4……;第三步，用刻度尺來測量距離;第四步，計算驗證，分析其中的能量轉化是否相等。

整個實驗過程要讓學生關注以下幾點：一是實驗中通電源與松紙帶的先后順序;二是挑選實驗紙帶上點的原則。引導學生把握實驗原理，深刻理解實驗要求。在實驗操作環節，教師鼓勵學生以學習小組為單位開展具體探究行動，并對實驗數據進行處理，教師與學生一起行動，確保實驗順利進行。

教學策略三：創新實驗組織

探究實驗執行階段，教師不僅要對實驗環節進行科學設計，還要對實驗操作過程做好管理，讓學生順利進入到實驗探究情境之中。實驗方案設計、實驗環節轉換、實驗團隊組織、實驗材料準備、實驗效果評估等，都是教師應重點關注的內容，只有將這些內容都理順，才能確保實驗效果。因此，教師要創新實驗組織過程，對整個實驗過程跟進觀察和掌握，適時做出教學調整，并對學生的實驗操作給予技術指導，促進探究實驗順利完成。

創新實驗組織，能夠成功激發學生的探究興趣。如在探究“滑動摩擦力的大小與外界因素”實驗中，教師開展創新實驗設計，準備好木板、木塊、彈簧測力計、砝碼和棉布等儀器。按照壓力大小——接觸面的粗糙程度，分環節設計實驗方案。

在環節1的“壓力大小”因素探究中，在同一木板上，按照圖3所示流程開展實驗，通過比較彈簧測力器的示數來得出結論。

而環節2的“接觸面的粗糙程度”探究中，控制變量壓力，在木板和棉布上分別拉木塊，再次引導學生觀察、比較彈簧測力器的示數，進而得出結論。

整個實驗過程，教師鼓勵學生自主設計方案，讓學生在嘗試中感受創新實驗的快樂，激發學生的創新思維，促使學生的能力得到大幅度的提高。

教學策略四：延伸實驗訓練

物理學科與生活有廣泛對接，特別是物理實驗內容，常常可以在日常生活中進行選擇，教師要做好整合處理，鼓勵學生積極探索，延伸訓練廣度。信息技術的廣泛應用，為實驗操作帶來了更多選擇，教師借助網絡信息手段推出電子模擬實驗程序，讓學生在網絡條件下開展實驗操作，同樣能夠獲得生活實踐體驗，這無疑是最有價值的設計。高中生對網絡技術應用興趣頗高，教師要做好對接處理。

教師有意識地推出一些在日常生活條件下可以開展的探究實驗，能夠激發學生的探究欲望。學生借助生活條件完成實驗任務，從操作中獲得的學習認知更為鮮活。以“超重與失重”實驗為例，教師要引導學生充分理解實驗的原理，指導學生利用彈簧測力計和鉤碼演示超重與失重的過程（具體連接如圖4所示）。

在實驗過程中，教師用手提彈簧測力計的掛鉤，做加速上升和下降運動，讓學生觀察彈簧測力計的示數變化，引導學生分析其中的產生的超重與失重情況。同時，教師也可以引導學生思考生活中的超重與失重現象，如坐電梯或過山車，讓學生感知超重與失重就在我們身邊。引導學生深刻理解知識，培養學生的觀察與思考能力。

物理學科有豐富的實驗資源，教師推出探究實驗內容，能夠給學生帶來豐富的學習動能，促使學生在實踐操作中提升綜合能力。厘清實驗操作原理、明確實驗助學作用、設定實驗應對策略，都能夠對實驗順利開展創造條件，教師要做好對接設計和處理。探究實驗設計需要遵循基本原則，探究實驗執行也需要更多方法支持，教師要從不同維度出發，積極組織學生展開實驗操作，確保實驗順利推進。

【參考文獻】

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[3]張超.新課程背景下初高中物理實驗教學銜接的分析與思考[J].理科考試研究，2021（11）.

【作者簡介】朱忠勝（1969— ），男，四川三臺人，大學本科學歷，高級教師，現就職于四川省綿陽實驗高級中學，主要從事高中物理教學與研究。

（責編 卓 怡）