新課標下高中物理實驗教學優化創新路徑探索

摘 要：物理是一門以實驗為基礎的學科，物理知識點都是通過實驗推導出來的，同時還需要用實驗來驗證各種物理知識，因此實驗在物理教學中占據核心地位。新課標對高中物理實驗教學提出了更高要求，但是當前物理實驗教學還存在一些不足，如學生實驗興趣不高、側重理論教學、忽視實驗過程，實驗創新不足等。因此，優化創新高中物理實驗教學至關重要，教師要在實驗教學中轉變教學理念、引入信息技術、開展小組合作、鼓勵實驗創新等，優化物理實驗教學的各個環節，提升實驗教學質量。

關鍵詞：高中物理；實驗教學；創新路徑

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2023）48-0118-04

一、 引言

在高中物理教學中，實驗是必不可少的核心板塊，通過實驗不僅可以直觀地展示物理知識的推導驗證過程，提升學生學習物理的質量和效率，還可以很好地培養學生的思考、探究、創新能力以及動手操作能力，因此高中物理實驗教學至關重要。在當前的高中物理教學中，實驗教學沒有得到足夠重視，實驗教學的方法也不夠科學，導致很多學生的實驗能力較弱。新課標下，高中物理實驗教學的重要性進一步提升，因此教師積極探索物理實驗教學的優化創新路徑具有重要意義。

二、 高中物理實驗教學優化創新的價值分析

（一）提升學生學習物理的興趣

在高中階段的學習中，物理屬于難度很大的學科，物理知識抽象、晦澀、難懂，對學生的抽象思維和邏輯思維要求很高，很多學生感覺物理知識無法理解和掌握，學習時非常吃力，成績得不到提升，長此以往很多學生對物理學習喪失興趣，學習積極性提升不起來。物理實驗不是抽象晦澀的理論知識講解，而是需要學生動手操作，將抽象的物理知識通過直觀的實驗現象展示出來，從而使學習難度有所降低，學習的趣味性和生動性大大提升。此外，隨著物理實驗教學的優化創新，更多先進的教學方法和技術將應用于實驗教學，如信息技術、合作學習等，物理實驗教學將變得更加豐富和多樣，學生在實驗教學中能夠獲得更多物理學習的樂趣和信心，有效提升學生學習物理的興趣。

（二）凸顯學生在課堂的主體地位

長期以來，在高中物理課堂中學生處于被動地位，教師掌握課堂教學的節奏，學生被動學習，實驗教學中也是如此，學生自己動手參與實驗的機會較少，很少能自主思考、探究和實踐，學生在課堂的主體地位被忽視，思考能力和實踐能力得不到有效提升，物理學習質量也得不到保證。隨著物理實驗教學的優化創新，教師改變了傳統的實驗教學理念，更加注重學生的自主探究，為學生提供更多動手操作實驗的機會，例如，目前物理實驗的課時更加充足，教師會組織學生開展小組合作實驗，組織實驗討論、鼓勵學生自主設計創新實驗，課后開展探究實驗等，鼓勵引導學生積極參與到實驗操作中，在這種模式下，學生成為課堂的主人，在課堂的主體地位得到很好的體現。

（三）促進學生思維能力的提升發展

高中物理學習對學生的思維能力要求較高，而單純的理論學習通常比較沉悶，對學生思維的提升作用不夠明顯。而實驗教學以實驗為載體，學生可以自己探索實驗的步驟、方法，思考實驗的結論，學生不僅能夠對物理知識有更深的理解和感悟，還能夠使思維更加活躍，從而促進思維發展。實驗教學優化創新后，其教學形式內容更加豐富多樣，學生能夠接觸到更多實驗器材、案例、思路和方法，可以很好幫助學生拓展新的思維方向和路徑，學生可以通過手、腦協調運動，使思維更加活躍；可以對存疑的問題設計實驗進行驗證；可以對知識難點進行實驗展示；還可以在分組實驗時相互討論、發表自己的意見。在這些過程中，學生的思維不斷受到啟發，進而得到很好的提升發展。

（四）幫助學生深入理解物理知識

高中物理知識本身比較抽象，學習難度較大，很多學生對一些物理概念、定理、規律等似懂非懂，理解掌握得不夠深入，甚至理解存在偏差，這樣一來在應用時會發生錯誤，學生的物理水平也得不到提升。物理實驗能夠幫助學生更加直觀深入地理解物理相關概念和規律，教師可以將一些抽象的、復雜的、難懂的物理知識通過實驗給學生講解和展示。例如，力學實驗、運動實驗、能量守恒實驗、電學實驗等，學生在觀看教師操作或自己操作的過程中，能夠從視覺、聽覺、觸覺等各個角度來學習和理解相關知識，使抽象的知識變得直觀和生動，這樣一來學生能夠更好地理解掌握并應用相關理論知識，保證物理學習效果。

三、 當前高中物理實驗教學存在的問題

（一）學生操作實驗的機會不多和興趣不足

物理是高中階段的重要學科，物理成績對學生升學有重要影響，因此選擇物理學科的學生學習壓力較大，教師和學生爭分奪秒想要提升物理學習效率和質量。高中物理教學課時有限，為了盡快完成教學任務，節省教學時間，一些教師對實驗教學需要花費較多時間，因此很多實驗都沒有組織學生動手操作，而是讓學生觀察教師操作，或者直接觀看實驗操作視頻，要求學生通過觀察實驗步驟、方法、結果等掌握實驗內容及相關知識。這樣一來，學生沒有自主操作探究的機會，思維得不到發展，物理能力反而得不到提升。此外，由于學生參與實驗操作較少，教師偶爾組織實驗操作時很多學生無從下手，不會使用實驗器材，操作時小心翼翼、不敢創新，最終導致很多學生無法完成既定的實驗任務，學生實驗信心和積極性受到打擊，長此以往學生對實驗的興趣逐漸降低。

（二）在物理實驗中過于側重理論教學

高中物理教學中，理論內容一直是教學的核心和重點，同時也是高考的主要內容，因此理論教學占據重要地位。在此背景下，教師普遍對物理理論教學非常重視，這一理念也延伸到實驗教學中，很多教師在開展實驗教學時只重視實驗中包含和涉及的理論知識，而對實驗操作有所忽視，即使安排學生操作實驗，也是為了學習其中的理論知識，對學生的操作能力和實踐能力培養不夠重視。這樣一來，學生在物理實驗中只是被動學習各種物理理論知識，例如，學習背誦各種物理概念、定理、公式等，學生無法通過實踐和探索來自主學習探究物理知識，可能產生對知識的理解掌握不夠深入的問題，不利于學生物理綜合能力的發展。

（三）對物理實驗的過程不夠重視

實驗是高中物理教學中不可或缺的內容，不論實驗過程還是實驗結果都包含一定的物理知識和理論，因此物理實驗教學中對實驗過程和結論的分析學習缺一不可。但是，在當前的高中物理實驗教學中，很多教師對實驗的認知比較片面，實驗教學理念較為傳統，他們通常只關注物理實驗的結論是否與預期一樣，而對實驗過程的分析、挖掘和講解力度不夠。在這種教學模式下，很多學生只是按照教材中的實驗步驟照搬操作，實驗結果與教材一致就算完成了實驗過程，有的甚至是誤打誤撞得到了實驗結果，他們對實驗過程通常沒有進行太多的思考和探究，沒有真正理解某些實驗步驟設計的原因和目的，如果實驗結果出現了偏差，很多學生都無法科學分析操作過程而找到原因，這樣學生的實驗學習就呈現出知其然不知其所以然的狀態，無法有效培養學生的思考探究能力，實驗教學效果不佳。

（四）對物理實驗缺乏創造和創新

高中學習時間緊、任務重，教師花費在物理實驗教學方面的時間比較有限，因此大多數教師在開展物理實驗教學時，實驗項目往往局限于教材內容，要求學生學會教材中實驗的操作以及涉及的物理知識，學生通常都是按照教材按部就班地進行實驗操作和學習，所涉及的物理知識也是固定的。在物理學習過程中，有的學生會對某一知識點產生疑問或自己的猜想，很多問題或猜想都需要經過實驗驗證，但是教師對實驗創造和創新不夠重視，大部分學生都沒有機會自己設計創造實驗來探究問題，也無法創造性使用實驗器材來創新實驗，這樣一來學生的思維受到很大禁錮，學生思考探究的主觀能動性無法培養，最終阻礙學生物理綜合能力的發展。

四、 新課標下高中物理實驗教學優化創新的路徑

（一）轉變實驗教學理念，調動學生實驗熱情

在教學中，教師的教學理念直接影響到教學方向和思路，進而影響學生發展，因此樹立正確的教學理念至關重要。高中物理實驗教學要想實現優化創新，教師轉變實驗教學理念是首要任務，教師要認識到新課標對物理實驗的重視和要求，認識到實驗對學生思維能力、實踐能力、探究能力發展的重要作用，意識到學生在實驗中培養出來的自主思考探究以及動手實踐的能力對學生未來發展產生的深遠影響。基于此，教師要摒棄傳統的實驗教學理念，擺脫應試教育的束縛，為學生提供充足的實驗機會，調動學生的實驗熱情。一方面，教師要保證實驗教學的課時充足，對教材中涉及的實驗，在實驗條件允許的前提下，帶領學生親自動手操作，使學生在實驗操作中學習和提升，在實驗中要鼓勵學生大膽探究，提出自己的想法。在課堂之外，學生有實驗需求時，教師要給予鼓勵和幫助，為學生提供實驗場所和指導，提升學生的實驗積極性。另一方面，在實驗教學中，教師可以通過引入生活元素，創設情境等方法提升實驗的趣味性，激發學生的實驗興趣。例如，在學習浮力內容時，教師可以準備一盆水以及一塊木塊，讓學生將木塊按壓到水底，學生在按壓過程中會感受木塊向上浮的力量，通過這樣的生活實驗吸引學生對浮力的探究興趣。再比如，在學習氣壓內容時，教師可以將點燃的紙放入一個水瓶，然后將氣球放置在瓶口，會發現隨著紙的燃燒氣球逐漸被吸入瓶中，這樣一來，學生可以直觀地看到氣壓的作用，從而對實驗產生興趣。

（二）科學運用信息技術，提升實驗教學效率

近年來，信息技術迅速發展并被廣泛應用于學科教學，高中物理新課標強調要合理利用信息技術來提升教學質量和效率。當前的物理實驗教學中，應用信息技術能夠使實驗操作更加規范、實驗現象更加直觀，信息技術是優化創新物理實驗教學的有效手段，因此教師要重視實驗教學中信息技術的應用。首先，運用信息技術演示實驗，規范學生的實驗操作過程。很多學生在動手操作實驗時，操作手法、器材使用方法等不夠規范，甚至出現錯誤，影響實驗效果，教師可以用多媒體播放實驗視頻，例如，測量電阻絲電阻率的實驗、彈力和彈簧長度關系的實驗、驗證動量守恒定律的實驗等，要求學生觀看并學習規范的操作方法，然后動手進行實踐操作，提升學生實驗能力。其次，運用信息技術更加直觀展示實驗現象，通過信息技術的輔助，可以將一些需要觀察或測量的數據顯示到計算機中，使實驗結果更加準確直觀。例如，在“靜摩擦力與外界拉力關系”的實驗中，可以將傳統實驗中用的彈簧秤換成力傳感器，并將其與計算機相連，這樣學生能夠通過計算機圖像直觀準確看到靜摩擦力隨外界拉力變化而變化的情況，更容易得出準確的實驗結論，提升實驗教學效率。再次，物理教學中存在一些抽象、無法操作或者實驗現象不明顯的實驗，例如，原子核的裂變、天體運動、布朗運動、帶電粒子在電磁場中的運動等，教師可以利用信息技術來模擬展示這些實驗，深化學生對實驗的理解和掌握。

（三）開展小組合作實驗，培養學生思維能力

當前的高中物理實驗教學中學生的主體地位被忽視，很多學生缺乏自主操作及探究機會，學生對實驗過程和結果的思考不足，影響學生思維能力發展。基于此，教師可以組織學生開展小組合作實驗，凸顯學生的主體地位，根據學生的物理水平、操作能力等對學生進行平行分組，在同一小組中，有的學生可能在操作方面具備優勢，有的學生可能在分析實驗過程和結果方面具備優勢，這樣一來，小組內在開展實驗時，成員之間可以取長補短、相互學習，共同提升實驗能力。與此同時，小組成員可以共同討論實驗的操作步驟、結論、改進創新等，使思維發生碰撞、交流和發散，促進學生思維能力的提升。例如，在學習楞次定律時，教師組織學生分組進行開展實驗“探究感應電流方向的判斷方法”，提供兩組不同的裝置，第一組包括線圈、靈敏電流表、磁鐵、導線等器材，第二組包括小線圈、滑動變阻器、開關、電源、電流表等器材，將學生分組，一半小組利用第一組器材，另一半小組利用第二組器材，小組內成員共同討論設計實驗，來判斷磁通量變化時，原磁場方向與感應電流磁場方向的變化關系。在此過程中，每個小組內成員可以各司其職，根據自己的理解和思考來設計實驗、并在實踐中不斷完善實驗，這對學生思維能力、合作溝通能力的提升大有裨益。

（四）鼓勵引導實驗創新，提升學生探究能力

高中物理教材中的實驗比較有限，且內容步驟都是固定不變的，在物理實驗教學中如果只局限于教材實驗，則不利于學生探究能力、動手能力以及解決問題能力的發展。高中物理新課標強調要培養學生的創新能力，因此教師要重視鼓勵引導學生進行實驗創新，對實驗目標、步驟進行創新，也可以創新實驗器材的種類和使用方法，鼓勵學生自主思考和設計改進實驗。在實驗創新過程中，學生對知識的總結歸納、理解應用會更加深入，思維會得到充分激發，從而能夠靈活運用物理知識來解決問題，這對學生物理綜合能力的提升有積極作用。例如，在學習“探究加速度與力和質量的關系”這一實驗時，在完成教材中的實驗操作后，教師可以引導學生從以下方向創新實驗：如果想探究物體加速度與受到的合力以及質量之間的關系，應該如何設計和實施實驗？在這一實驗中，能否用繩子拉力代替小車所受合力，這種情況下如何設計實驗？提出實驗創新的方向后，鼓勵學生自主設計或分組討論新的實驗內容、方法和步驟，然后嘗試操作，在此過程中學生各方面能力能得到很好發展，實驗教學也能得到有效優化。

五、 結論

總之，隨著新課標的實施，高中物理實驗教學的地位不斷提升，教師要緊跟新課標的要求，從思想上認識到實驗教學的重要性和價值，然后通過信息技術、小組合作、實驗創新等方法促進實驗教學高質量開展，進而提升學生的思維能力、動手操作能力、探究能力、創新能力，促進學生綜合素質全面提升。

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作者簡介：楊彩彩（1982～），女，漢族，甘肅平涼人，甘肅省平涼市靜寧縣第一中學，研究方向：高中物理教學。