基于實驗設計的高中物理教學策略探究

摘 要：隨著新課程改革的全面推進，高中物理教師必須更新教學理念.通過加強實驗教學，不斷優化實驗設計，迅速強化學生的學習能力，使學生充分體會到物理實驗的操作樂趣，快速消化所學知識，并建立完整的知識體系.

關鍵詞：高中物理；實驗設計；教學策略

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2024）06-0089-03

高中物理是一門實驗性很強的重要學科.只有高度重視實驗教學，設計可靠的實驗方案，組織學生樂于參與實驗活動，才能夠開啟課堂教學新格局，徹底打破傳統的教學模式，有效促進學生綜合素質與綜合能力的全面發展.基于實驗設計的高中物理教學，既要突出學生的主體地位，也要融入科學思維，深挖學生的內在潛能，妥善解決教學形式化及授課表面化等問題，滿足學生的學習需求，讓越來越多的學生愛上物理實驗課.

1 高中物理教學中實驗設計的相關問題

1.1 學生地位并不突出

目前來看，很多教師依然按照自己的想法和教學經驗，設計教學方案，策劃實驗活動，很少會結合學生的認知特點，設計探究性較強的實驗項目.所以，學生的實驗能力無法得到有效的提升，極難擺脫學習困境，淪為學習機器［1］.此外，還有很多教師雖安排了實驗活動，卻未鍛煉學生主動動手與合作探究的能力，學生還是被動地接收知識，無法走進物理的世界，其學習積極性明顯下降，會因此錯過最好的發展時機，甚至出現嚴重的偏科現象.

1.2 信息化教學太頻繁

通過對高中物理課堂教學的實際情況展開調查后發現，很多教師都會存在一種錯誤的認識，即頻繁開展信息化教學，可以充分展現信息技術的教學優勢和多重功能.殊不知，這不僅打亂了學生原本的學習節奏，導致學生一旦脫離課件的提示，便無法完成學習任務，無法進行實驗探究，還會直接降低課堂教學的趣味性和實驗教學的連續性，增加學生的實驗難度，教學效果不盡如人意，學生的學習狀態越來越差，始終徘徊在物理的門外，無法達成個性化發展、多元化發展等目標.

1.3 實驗教學不受重視

有些教師太過重視理論教學，總是把全部的教學精力都放在理論知識的講學之中，即使組織了實驗活動，也并不受學生的歡迎.因此，學生的綜合能力無法得到有效鍛煉，難以串聯碎片化知識，難以在生活實踐等環節堅持展開實驗探究，他們的學習水平停滯不前，學習質量不達標，被迫成為物理課堂的邊緣化角色.

2 高中物理教學中實驗設計的基本原則

2.1 科學性原則

實驗設計不能盲目，必須遵循“科學性”原則.設計符合學生認知發展規律的實驗，并隨時進行設計方案的調整，保證整個實驗過程富有生機和樂趣，既科學又合理，充分刺激學生的大腦，幫學生調節好自己的學習狀態，并開始進行物理知識的深入學習.2.2 簡單性原則

實驗設計不能太過復雜，必須遵循“簡單性”原則.設計各種簡單的實驗項目，以此考查學生對理論知識的掌握情況和理解程度，促使學生自主實驗，或者通過合作實驗主動研究物理問題，內化物理知識，以最快的速度建立起更加完整的知識體系［2］.

2.3 直觀性原則

實驗設計不能抽象，必須遵循“直觀性”原則.把物理教材中的抽象知識以直觀化、形象化、動態化的展現方式直接展現在學生眼前.加深學生對重點、難點、關鍵點的理解記憶，再通過發布新的實驗任務并提升實驗難度，進一步強化學生對重難點知識的理解與記憶.

2.4 安全性原則

實驗設計不能忽視安全問題，必須遵循“安全性”原則，排除一切的安全隱患，讓學生在足夠安全的實驗環境下，接觸專業的實驗設備，高質量完成實驗任務.學生經歷發現問題、分析問題、處理問題、解決問題的過程后，產生更加強烈的求知欲望，主動探索新知識，并進行新舊知識的融會貫通，使自己的學習質量更上一層樓.2.5 趣味性原則

實驗設計不能死板，必須遵循“趣味性”原則.要帶給學生更多的樂趣，打消學生的畏學情緒.學生通過親身體驗物理知識的生成過程，親自動手驗證實驗方法的可行性，把已有的知識經驗轉化為個人能力，

提升學習質量.

3 基于實驗設計的高中物理教學策略

基于實驗設計的高中物理教學，是一種獨具特色的教學方式，與傳統教學方式相比具有很高的教學優勢.例如：不再限制學生的思維，能夠放飛學生的想象力和創造力；不再制約學生的發展，能夠迅速拓寬學生的知識面；不再約束學生的行為，能夠讓學生成為課堂的真正主人，經歷猜想、分析、操作、探究、總結、反思的全過程，更為準確地認識到物理知識的實用性［3］.那么，基于實驗設計的高中物理教學，究竟該如何操作呢？筆者認為，為更好地完成教學任務，教師應從以下三個方面著手.

3.1 做好引導工作，開展趣味實驗

高中時期，學生需要學習大量的抽象知識和復雜概念，在學習過程中會遇到不同的困難，導致他們的學習信心備受打擊.這時，物理教師應做好教學引導工作，從課堂“主導者”角色變成“引導者”角色，通過趣味教學模式，積極設計有趣的實驗活動，來提高學生的理解能力，減輕學生的學習壓力，激活學生的物理思維，打消學生的實驗顧慮，加深對抽象知識和復雜概念的理解記憶，不斷完善自己的知識體系.比如，在教學魯科版教材必修1第四章第3節《摩擦力》時，教師就可以提前考查班級學生的興趣愛好，了解每名學生的學習需求、接受能力、理解能力、認知特點等，然后設計趣味實驗，幫學生更好地認識摩擦力產生的必要條件，以及摩擦力大小的影響因素.實驗內容為：在礦泉水瓶蓋上抹滿潤滑油，讓一名力氣很大的男同學來擰瓶蓋，看礦泉水瓶是否也會被擰開.接著，把礦泉水瓶蓋上的潤滑油擦干凈，讓一名力氣很小的女同學來擰瓶蓋，看礦泉水瓶是否會被擰開.實驗結果為：男同學費了很大力氣，也沒有擰動瓶蓋，而女同學只用了很小的力氣，一下就擰開了礦泉水瓶.針對這一結果，讓學生自己總結原因，并結合類似的生活經驗，分析其中原理.學生的生活經驗是有限的，對于物理知識的學習還不夠深入，無法總結出全部原因并講清其中原理.此刻，教師便可以在大屏幕上播放PPT，自然而然地引入摩擦力的概念、性質、產生條件、影響因素等，提高學生實事求是的科學態度，鍛煉學生的觀察能力、思考能力、探究能力和總結能力.

3.2 進行實驗演示，促進學生發展

在課堂教學中，物理教師直接演示實驗，鼓勵學生觀察，并實施多樣化的教學方法，例如互動法、案例法、提問法，以此提升學生的思維靈活性.讓學生多觀察物理現象，主動展開實驗探究，從而認識到物理現象的本質.隨后學生嘗試自主實驗，合作實驗，他們的內在潛能被開發，學習效果理想化［4］.比如，在教學魯科版教材必修1第五章第3節《力的平衡》時，教師可直接提出一個問題：“力的平衡條件有哪些？”喚醒學生的探究興趣，讓學生快速翻閱教材，查閱相關資料，總結力的平衡條件，做好實驗前的充足準備.之后，教師可直接在講臺上演示二力平衡的現象，演示完讓學生暢談自己的觀察心得，說出自己的疑問點，接收到新的知識后，獨立思考“從物體的受力情況中能夠判斷出物體的運動狀態？力和運動的關系該如何概括？勻速直線運動的必要條件是什么？”等問題.通過自由結組，尋找正確答案，快速鞏固本章的要點難點，動手驗證后對于力的平衡產生全新的認識.總結環節，教師可針對不同學生在實驗活動中的具體表現，展開針對性、合理化的教學評價，也要引導學生自評互評.

3.3 創新實驗過程，提高學生能力

在高中物理實驗教學的過程當中，有效創新實驗過程，能夠進一步提升實驗教學的實踐性、直觀性、科學性，同時強化學生的動手能力、聯想能力、創新能力.再啟發學生自己組織實驗活動，自行匯總重點難點，深入研究物理問題，學以致用所學知識.如此，新時期的高中物理教育才會受到全體學生的一致歡迎[5].比如，《勻變速直線運動實例——自由落體運動》是魯科版教材必修1第三章第3節的實驗教學內容，教師應擺脫教學限制，為學生提供大量的實驗器材，讓學生自行設計實驗過程，并按要求完成實驗任務；詳細記錄下實驗結果，得出正確的實驗結論；學會使用物理語言，合理解釋物理現象，并從實際生活中尋找自由落體運動的應用案例，找出物理與生活間存在的有效聯系，最后提交一份完整的實驗報告，以此實現綜合性學習能力的整體提高.

4 基于實驗設計的高中物理教學注意事項

高中物理教師在推進物理實驗的設計工作時，需要注意以下三點：首先，必須堅持“以生為本”的教學原則.充分考慮學生的學習需求，結合學生的認知特點、興趣愛好、實際學情，為學生提供良好的實驗環境，并不斷豐富實驗主題、實驗內容、實驗形式.以此強化學生的學科核心素養，放大學生身上的閃光點，呈現最佳的教學效果，讓各項教學計劃得到充分落實.其次，要不斷研究成功的教學案例，多多汲取其他教師的教學經驗，靈活轉換設計思路，設計難度各異的實驗項目，幫助學生進行物理知識的高效學習、深入學習、全面學習，掌握真正適合自己的學習方法.最后，教師還要及時放手.要把學生帶入物理實驗室，鼓勵學生獨自進行實驗操作，以實驗驗證物理知識的方式，不斷地超越自我，最終成為高素質的新型人才，更好地融入社會.

5 結束語

總而言之，高中物理教學中的實驗教學，要引起物理教師的高度重視.可運用上述策略，有效開展實驗活動，持續優化實驗設計，提升學生的物理素養、學習水平、思維靈活性，培養出大批高素質的新型人才，滿足整個社會的人才需求.另外，物理教師應繼續探索多元化的教學路徑，開闊學生的視野范圍，拓寬學生的知識面，放大學生的閃光點.遵循實驗設計的基本原則，設計各種有趣的實驗活動，滿足學生的學習需求，增強學生的學習信心，徹底改善物理教學低效化、授課形式化等現象.有效落實各項育人計劃，盡顯物理課程的魅力所在，促使更多學生主動走進物理的世界，自由徜徉在物理知識的海洋.

參考文獻：

［1］ 陳明寶.高中物理實驗課教學探究[J].數理天地（高中版），2023（04）：71-73.

[2] 姚治偉.核心素養下高中物理實驗教學探討[J].課堂內外（高中版），2023（07）：79-81.

[3] 李仲春.新高考下的高中物理實驗教學優化路徑[J].數理化解題研究，2023（09）：72-74.

[4] 嚴偉.新課標下高中物理實驗教學優化路徑[J].數理化解題研究，2023（12）：53-55.

[5] 馮秀成.高中物理實驗設計的探索與實踐[J].互動軟件，2021（05）：42.

［責任編輯：李 璟］

收稿日期：2023-11-25

作者簡介：黃金榮（1974.11-），男，福建省連城人，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.