高中物理課堂有效開展實驗教學淺談

王苗苗

高中物理課堂有效開展實驗教學淺談

王苗苗

（甘肅省臨夏回族自治州臨夏縣中學，甘肅臨夏731800）

物理是一門由現實生活提煉而來的理科學科。物理的基礎是實驗活動，在實驗中，學生可以更全面地理解物理現象，透徹地掌握物理知識和原理。由此可見，物理實驗教學非常重要，物理學習離不開學生對物理實驗的理解。本文試圖就新課程標準下對高中物理實驗教學提出的要求加以思考，為教師的實驗教學提出一些更好的建議，以供參考。

高中階段；物理課堂；實驗教學

有效地開展高中物理實驗教學，增強學生的物理學科核心素養，需要教師利用實驗教學的方法，增強學生的思維能力，幫助其理性地分析問題和解決問題。對高中生而言，高中物理實驗教學能夠從多個方面入手，采用多樣化的教學手法激發學生的學習欲望，只要能夠讓物理實驗教學充滿趣味性且更有條理性，學生就能更積極地嘗試理解物理實驗，以便于更容易地理解物理知識。

一、影響高中物理實驗教學的主要問題

雖然隨著現代教學技術的不斷發展，人們的教學理念已經有了一定的進步。當前，由于傳統的物理實驗理念仍然影響著物理課堂教學，教師雖然意識到了物理實驗教學的重要性，但是卻仍然不能完全擺脫對物理實驗教學的固有印象，導致新的教學理念并未完全“落地”，高中物理實驗教學仍然存在著一定的問題。

（一）對物理實驗教學的重視停留在宏觀層面

目前高中教師對物理實驗教學的重視程度正在日益提升，也對實驗教學本身有了一個全新的認識，很多教師意識到了實驗教學應該呈現出立體化的教學效果。但是仍有部分教師對教學實驗的過程重現不夠重視，認為實驗教學的主要方式還是應該以知識的掌握為主，尚未意識到從思想和邏輯上對實驗進行深入剖析的意義。

正是因為很多教師對實驗教學的“重視”，仍然停留在宏觀層面，沒有一個可行性的執行計劃。因此，大部分教師在實驗教學中仍然采用的是“教師做實驗、學生觀察”或者“直接給學生講述實驗步驟，讓學生記憶或背誦”的方式。這樣的方式導致高中生在物理實驗學習的過程中，主要把精力投入到理論學習之中，學生對實驗的過程、實驗的步驟、實驗的目的和初衷并未完全認識到位，投入的精力不夠，自然也會忽略物理實驗的創新性發展。

（二）缺乏現代實驗教學系統需求

增加課堂趣味性，以生動活潑的課堂形式把學生的專注力拉入課堂之中，才能提升課堂的效果。相對于其他的物理學習內容來說，物理的實驗更有意思，很容易吸引更多的人進入到課堂當中。然而隨著時間的推移，高中生們對物理的興趣也會越來越小，這就導致了他們對物理實驗的學習興趣下降。而且教師們在實驗教學的時候，往往會忽略學生對物理實驗的興趣，導致了他們的注意力無法集中在課堂之上，從而降低了高中物理實驗教學的效率。

（三）實驗器材難以滿足學生的實驗要求

當前，高中物理實驗教學面臨的又一問題是很多學校的實驗器材難以滿足學生的實驗需要，這是由于很多實驗器材比較老舊，這些舊的實驗器材采購時間較長、有的已經不能使用。但是由于高中物理教師對學生親自做實驗的重視程度不足，長期以來，即使是部分器材無法滿足教學需求，教師也沒有引起足夠重視，或者說會在課堂上讓學生“兩兩一組”，完成實驗內容。這樣做雖然節省了實驗器材，但是卻大大降低了學生的學習自主性，很多原本應該由學生親自操作完成全過程的實驗，因此而變得不太連貫。實驗器材的短缺使學生在進行具體實驗的時候，可能會對具體的實驗操作步驟比較陌生，或者不知道實驗器材具體應該怎么使用。很多實驗器材的缺乏導致學生的實際動手能力下降，到真正需要做實驗或者探究物理知識的時候，學生反而不知道從何入手、一頭霧水。

二、高中物理課堂上開展有效實驗教學的方法

（一）鼓勵學生渴求知識，在快樂中學習實驗

在以往的高中物理實驗中，教師僅僅讓他們按照既定的實驗內容來做，并沒有注意到自主探究的興趣對學生學習是多么重要，學生完成教學實驗常常是在教師的授意之下完成的，對實驗的收獲不多，理解也不夠深入，這并不符合新課程標準的學習要求。而事實上，新課程背景下的高中物理實驗教學需激發學生的求知欲，讓學生在快樂的氛圍之內學習物理實驗的必要操作規則。為了能夠激發學生的學習興趣，教師可以讓學生對實驗進行多次演練，在頭腦中模擬實驗過程，在現實中動手操作物理實驗中要求的步驟，從而能夠提升實驗課程的教學效率，并且能讓學生在物理學習的過程中不斷地思考，自主地探究實驗步驟具體需要完成哪些，思考學習進程，并預想實驗完成之后所能夠達到的實際學習效果。

比如，在學習“實驗：探究小車速度隨時間變化的規律”時，本實驗的目的是能夠練習打點計時器的使用，知道如何處理在紙帶上點的數據，并且能夠學會求瞬間速度的方法。這個實驗的原理較抽象，需要算出某點瞬時速度，即，相鄰兩點之間的平均速度。教師為了能夠引發學生的學習興趣，可以在課堂上先以情境教學的方式，將學生們帶入實驗的進程。由于本實驗會需要利用打點計時器穩定后釋放小車，讓小車拉著紙帶運動，于是教師請學生們想象：自己現在來到了小人國，小人國在運送物品的時候需要小車推動，以什么樣的方式接通電源，最后才能使打點計時器和小車正常運轉？最終，學生總結的實驗步驟為：應該把一端有定滑輪的木板固定，按照一定的順序接通裝置，釋放小車，讓小車拉著紙帶運動，然后選擇最清晰的紙帶，選擇連續相隔0.1秒的若干計數點，計算每點的瞬間速度，然后做出v-t圖像。

（二）采用多媒體教學，使學生掌握實驗學習標準

在高中物理的傳統實驗中，教師們采用了講授、板書、親身示范等方法進行實驗，而在課堂上，由于實驗步驟的講授和板書等形式相對單一，而教師的親身示范又常常缺少必要的規范性，從而造成實驗課的效率低下，甚至實驗過程不規范，不滿足新課標的要求。新課標要求教師們在課堂教學中要熟練地使用各種形式的多媒體演示，使他們能夠進行標準化的實驗，在標準化的實驗中感受到科學的嚴格之美和科學之美。多媒體教學總是能夠起到很好的教學效果，有一些實驗確實在課堂上很難直接演示，教師可以利用微課的形式，把每一步的實驗步驟錄下來，然后給學生進行逐個講解，還可以在電子白板上以批注的形式，點明為什么這個實驗要這樣做，讓學生的理解速度更快，理解也更透徹。

比如，在學習“實驗：探究加速度與力、質量的關系”的時候，本節課的實驗目的是能夠探究加速度與力、質量之間的關系，知道如何利用控制變量法探究物理規律，教師在大屏幕上把實驗目的清晰地列出，然后讓學生們做好思想準備，最終將利用圖像技術處理實驗數據。利用多媒體講解和演示的方式，教師幫助學生們明白實驗原理，為了能夠利用控制變量方法控制物體的質量，如果m不變，測量物體在不同力場時，分析a和F之間的關系，從而能夠得出：控制物體所受的力F不變的情況下，分析a與m之間的關系。由于這些變量之間的關系相對比較復雜，在測量需要的物理量時，學生們可能會比較疑惑，于是教師利用多媒體技術列出相應的關系，做出本堂課的思維導圖，讓學生清晰地看出每一種不同的物理量應該用什么方式測量。比如，質量m用托盤天平測量，合力F即重物的重力，加速度a是通過打點計時器紙帶上的點計算出來的。對于本實驗的步驟進行分析，大概有9-10步之多，因此，教師在課堂上以圖示的形式，展示多媒體課件中物體加速度與物體所受合外力之間的關系，并且列出每一個步驟的必要性，緩慢多次地演示實驗步驟，讓學生們對本實驗有更加深入的理解。

（三）培養高中生核心素養，促進實驗教學成效

核心素養的培養是高中物理教學中非常重要的任務，也是多學科融合背景下對高中物理實驗教學的關鍵之所在，學生只有提升了學科核心素養，才能夠從物理的角度思考問題和理解問題，也可以和其他同學一起，自主地合作，有創新精神。為了增強學生對知識的理解能力，教師常常會盡量拓展化學實驗的學習內容，盡可能地使物理各單元的知識串聯在一起，從而能夠使學生的學習過程更加順利，對知識的掌握也更加全面。當高中學生的物理學科核心素養有所提升，學生就能夠“舉一反三”，更容易理解一些看似復雜的物理問題。

（四）突出演示實驗的示范作用，把握教學導向

在高中物理課上，為了提高學生對課本中的理論知識的認識，教師常常采用演示實驗。在演示實驗中，要重視學生的情緒感受、理解速度等，讓他們能夠主動地投入到教學實踐中去，從而加深對教學效果的理解。在演示實驗中應強調本單元的學習要點，以減少枯燥乏味的教學觀感。在高中物理學習實踐中，教師應根據教學的現實情況，系統地選用替代性的實驗作為演示對象，以提高實驗的可見度和可用性，使高中物理實驗的學習指導起到指導作用。

（五）發揮學生學習主體作用，引導學生積極思考

教師應充分結合借助學生的主觀能動性，使學生在課堂上積極參與實驗教學，改進傳統的高中物理實驗教學進程。教師先向學生講解實驗的理論、方法和效果，但是不能讓學生只是被動地接收和思考，而是要考慮本課程的目標和新課程標準的關聯性，盡量在物理實驗中調動學生的主觀能動性。在新的物理課程體系背景下，高中物理實驗教學可以給學生機會，讓其自己探索每一個物理實驗現象的產生原因，分析物理實驗的設計意圖，并且把握實驗實施環節中的一些細節。如果是演示實驗教師，還可以讓學生自己思考“為什么這個步驟應該這樣演示”，從而能夠培養學生的物理實驗探究能力。

（六）開展小組協作方式，進行實驗分組研討

在以往的高中物理實驗中，教師們總是注重讓學生看著自己完成物理實驗，雖然也兼顧了學生的自主學習性，但是遠遠未能達成具體的實驗效果。學生如果盲目地學習，這個過程中會使高中生的思想受到很大的局限性，如果出現具體問題，很有可能不會在第一時間得到解答，學習效率比較低。在新的教學模式下，教師要讓學生進行集體討論，讓他們參與到一個小組合作的實驗學習氛圍之中，積極研究物理現象，嚴格總結實驗教學結果。通過小組合作的方式，高中生可以在實驗學習中廣泛地吸取別人的長處，完成自己的思考過程，還能夠彼此啟發，從而有效地完成自己小組的實驗，從而大大地提升了物理實驗教學的效率。

比如，在學習“實驗：探究平拋運動的特點”的時候，本實驗的主要目的是能夠通過實驗，探究“平拋運動”的規律。這是一種運動的合成與分解方法，具體實踐應用的過程，教師首先要求學生能夠在復習舊知識的基礎上，學習什么叫平拋？什么叫物體的平拋運動？了解必要的實驗條件。然后，以四個小組為單位完成這一實驗過程。第一個小組觀察斜向上拋出的粉筆運動軌跡，第二個小組觀察水平桌面上小球被碰之后，以一定水平初速度離開桌面所做的運動軌跡。第三個小組負責記錄和總結平拋運動的物體在運動過程中受力的情況，以及物體的軌跡為什么是曲線等問題？第四個小組的學生和其他小組成員共同探討交換知識，得出最終的實驗結論，并加以記錄。本實驗需要小組內的成員分析應該怎樣把微分運動和平拋運動的關系把握清楚，如何才能得出平拋運動的規律，然后做好實驗記錄，記錄實驗軌跡描繪方式。

（七）立足實驗學習差異性，實施有效的分層教育

很多學生在進行物理實驗的時候，常常會覺得這些實驗比較枯燥，或者非常抽象，這主要是因為有的實驗相關理論知識需要學生在平時提前預習，否則，就會在處理實驗的時候理解較慢。因此，為了能夠達成良好的學習效果，教師應該考慮到，學生在學習的過程中可能會存在著一些學習動力不足或學習結果有差異的情況。由于學生的學習能力不同，那么在學生進行實驗教學的時候，也應該劃分不同的層次展開教學，鼓勵學生有效地將課堂中的知識轉化成自己已有的知識結構，同時還要在分層教學中體現“因材施教”的教學理念。教師還應對教材的內容審視得更加仔細，應該分析為什么有的學生學習物理實驗速度比較快，有的學生則對實驗“一頭霧水”，這與學生的具體動手能力和邏輯思維能力有什么樣的關系。然后教師可以在課堂上適當地照顧一些特殊的同學，引導其科學進步，不斷提升學生的實驗操作水平。

三、結論

綜上所述，教師為了能夠高效率地開展高中物理教學，需要嘗試從不同的角度入手，給學生自主實現和理解物理實驗知識的機會。由于高中物理知識的學習確實有一定的難度，學生如果不能從內心深處認知物理學科的價值，就很難實現良好的學習效果，因此，教師有必要激發學生的學習興趣，采用不同的實驗教學方法，激發學生自主完成實驗的強烈動機。教師利用先進的多媒體教學技術，在鼓勵和尊重的前提之下，組織學生學習物理實驗并進行延伸的思考，從而能促進學生物理專業素質的進一步發展，并能體現出良好的教學創新效果。

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