實驗教學法在高中物理教學中的應用探討

何鳳娟

摘 要：實驗是高中物理教學中不可缺少的重要板塊，不僅可以直觀展示知識點的推導過程，還有利于培養學生的探究意識和實踐能力，為今后的全方位發展做好鋪墊。因此，在高中物理課堂中，教師要提高對實驗教學法的重視程度，通過聯系生活實際、注重問題引導、開展小組合作等方式調動學生的實驗熱情，使他們踴躍參與到各項活動中，從而加強對物理知識的理解與運用，彰顯實驗教學法對提高物理教學質量的積極影響。

關鍵詞：實驗教學法；高中物理；應用策略

物理學科具有較強的抽象性和實踐性，實驗教學法的應用可以幫助學生更加直觀地學習理論知識，并為他們提供了多元化的實踐路徑，對物理核心素養的培養起到奠基作用。所以說，在新課改背景下，教師要及時轉變教育理念，以激發學生的實驗熱情為目的精心設計課程目標與教學活動，讓他們在自主探究中深化知識理解，提高學習有效性的同時為發展物理核心素養打下堅實基礎。

一、實驗教學法在高中物理教學中的應用價值

（一）激發學生物理學習興趣

相較于初中階段，高中時期物理學科涉及的知識點難度較大，對學生的邏輯思維和學習能力提出更高要求，導致部分學生無法透徹地理解知識內涵，逐漸喪失自信心，對該門課程產生抵觸情緒[1]。實驗教學法的應用有效解決了這一問題，教師根據本課所學內容設計相應的趣味實驗，讓學生在觀察、分析、討論中領悟知識內涵，降低學習難度的同時使他們對物理實驗產生強烈的探索興趣，大大提高其學習主動性和積極性。另外，此方法的運用使實驗教學路徑變得更加豐富，教師可以通過親自演示實驗、多媒體設備播放實驗視頻、引導學生探討實驗流程等方式活躍課堂氣氛，使學生充分體會到實驗的樂趣，以更加認真的態度對待后續活動，以此發揮出實驗教學法的應用價值。

（二）凸顯學生課堂主體地位

在傳統的高中物理課堂中，一些教師為了追趕教學進度而忽略了學生的聽課感受，學生缺乏自主思考的空間，不利于思維品質和探究能力的培養。實驗教學法的應用改變了這一現狀，教師更加注重實驗教學，并且充分尊重學生的主體地位，為他們提供多個動手操作實驗的機會，讓他們在這個過程中自主分析實驗原理，對所學內容形成全新認識。例如：教師在講解某個知識點時，為了讓學生掌握它的深層次內涵，便會結合他們的基本學情展開實驗教學，鼓勵更多人參與到實踐中，以此增強其學習體驗感，讓學生真正成為課堂的主人。由此可見，在教學過程中應用實驗教學法是為了幫助學生理解抽象的物理知識，讓他們更加全面掌握所學內容，提高物理教學質量的同時凸顯學生的課堂主體地位。

（三）提高學生物理思維能力

對于高中生而言，單純學習物理知識比較單調，對思維的提高作用不夠顯著。實驗教學法倡導教師以實驗的方式講解理論知識，讓學生自主探究實驗原理、步驟以及結論，使他們對所學內容形成更深的感悟，同時充分鍛煉其思維的靈活性和發散性，實現培養物理思維能力的教學目標。另外，此種授課方法的應用有效豐富了物理教學內容，學生有機會接觸到多種實驗器材和真實案例，在手腦并用中培養物理思維的深刻性。或是遇到不理解的知識點時，嘗試用實驗的方式驗證自己的猜想，經過獨立思考與合作交流不斷挖掘個人潛能，在思維的碰撞中使學生對所學內容形成全新認識，起到提高思維能力的重要作用。

（四）幫助學生深化知識理解

高中物理知識比較抽象，一些學生受認知規律和學習能力的影響，無法全面掌握物理概念、定理、公式等內容，甚至在理解上存在較為嚴重的偏差，直接影響他們的學習效果。實驗教學可以讓學生參與到知識的形成過程中，以直觀的方式分析理論知識的深層內涵，在多元實驗的輔助下達到理想的教學效果。例如：高中物理涉及的實驗有電學、運動、力學等多個方面，教師引導學生根據現有的知識儲備進行操作，讓他們從視覺、聽覺、觸覺等角度探析新課內容，使原本抽象的物理知識變得形象、生動。在實驗的輔助下，學生能夠通過自己的努力掌握并應用新課知識，深化課程內容理解之余切實提高物理學習的有效性。

二、實驗教學法在高中物理教學中的應用策略

（一）轉變教育理念，調動實驗熱情

在實際教學中，教師的教育理念和授課手段對最終的教學效果具有直接影響，一定程度上決定著學生對新課知識的吸收效果[2]。基于新課改的指引，高中物理教師要樹立正確的教育理念，意識到傳統教學中的不足之處，深入研究教材內容，解讀新課標對實驗教學提出的具體要求，將激發學生的實驗熱情作為首要任務，優化課堂活動設計，以此培養學生的實踐能力和思維能力。所以，在高中物理課堂中應用實驗教學法時，教師要擺脫應試教育的束縛，為學生提供多元化的操作機會，使其感受到實驗的魅力所在。一方面，教師應在課堂上預留充足的時間供學生自主探究實驗，條件允許的情況下可以讓他們親自動手操作，起到提高學習興趣的作用。另一方面，教師還要鼓勵學生提出自己的想法，在自由討論中形成濃厚的學習氛圍，進一步激發他們對物理實驗的探索欲。

以人教版高一必修第一冊《重力與彈力》為例，本課重點內容是通過實驗探究彈簧彈力與形變量的關系，難點在于理解重心的概念。在教學過程中，教師必須考慮到學生的課堂體驗感，以趣味性話題引出實驗。例如：在大屏幕上展示三幅圖片，分別是（1）運動員一腳將球踢出；（2）運動員用頭頂球；（3）守門員接住球。引導學生思考物體的運動狀態說明物體什么量在發生改變？以他們感興趣的內容引發討論，使其意識到本課實驗與“力”有關。而后，教師帶領學生用手壓鋸條、拉皮筋等，讓他們認真觀察現象，思考是什么原因導致這種變化的？這一話題引發了學生的熱烈討論，紛紛發表自己的見解，并對他人的答案提出疑問，在交流與討論中總結出力的概念，為接下來實驗教學的順利開展做好準備。教師通過轉變教育觀念的方式為物理課堂增強了趣味性，營造出活躍、和諧的班級氛圍，達到調動學生實驗熱情的教育目的。

（二）做好課前準備，制定教學目標

為了提高實驗教學法在高中物理課堂中的應用效果，教師應做好課前準備工作，將教材內容、新課程標準、學生的基本學情結合起來，制定針對性的實驗教學目標，為學生指明學習的具體方向[3]。也就是說，教師在備課時便要明確本課重難點所在，根據學生的物理基礎、接受能力、認知特點等因素做出適當調整，確保實驗教學活動能夠滿足他們的發展需求。需要注意的是，高中生早在初中時期便接受過系統性的物理教學，加上多種客觀因素的影響導致他們的學習情況存在較大差距，統一的實驗教學目標并不適用于所有人。對于這一問題，教師在課前準備環節制定教學目標時便要做出調整，充分考慮到各個層次學生的真實學情，設計不同難度的實驗任務，讓實驗教學法發揮出它的最大價值。

以人教版高一必修第二冊《實驗：探究平拋運動的特點》為例，本節是學生動手實驗課，通過實驗描繪平拋物體運動的軌跡，在此基礎上研究平拋運動的特點。在課前準備環節，教師要明確本節課主要采用啟發式教學和問題探究的授課模式，逐步引導學生認識事物的本質，綜合考慮他們的物理基礎和學習需求后，確定最終的教學目標為：

（1）知道平拋運動的條件和相應控制方法；

（2）知道用實驗獲得平拋運動軌跡的方法；（3）知道判斷運動軌跡是否是拋物線的方法；（4）知道測量初速度時需要測量的物理量；（5）能夠借助實驗推導平拋運動的表達式，會計算平拋運動的初速度。明確以上內容后，教師要設想實驗操作中學生可能會遇到的問題，并設計相應的解決方案，為他們做好全面的課前準備，讓實驗教學法以更加科學的方式應用于實踐，助力于高中物理教學質量的提升。

（三）運用信息技術，完善講解方式

信息技術的快速發展給我國教育事業帶來全新的機遇與挑戰，高中物理課堂中應用實驗教學法時要合理利用信息技術完善講解方式，為學生提供良好的學習環境。首先，教師可以借助多媒體設備演示實驗，在強烈的視覺刺激下讓學生掌握規范的操作方法，避免出現不必要的失誤而影響實驗效果。其次，在信息技術的輔助下，教師可以直觀地展示一些需要觀察或測量的數據，為學生提供精準的實驗信息，使最終結論更加準確。最后，高中物理教學中有些實驗對儀器要求較高，學生無法在課堂上進行操作，此時教師便可以為他們展示與實驗有關的圖片或視頻，將原本抽象的內容變得具體、生動，使學生加深對該實驗的理解，切實提高實驗教學的質量與效率[4]。

以人教版高一必修第三冊《實驗：導體電阻率的測量》為例，本課主要內容是游標卡尺和螺旋測微器的讀數，測定金屬的電阻率。通過深入研讀教材可以發現，本實驗需要的器材有待測金屬絲、螺旋測微器、毫米刻度尺、電壓表等，有些器材無法在課堂上使用，為了不影響實驗教學效果，教師可以借助信息技術完善實驗講解方式。在屏幕上播放提前準備好的視頻片段，要求學生認真觀看并歸納具體的實驗步驟。經過觀察、思考、討論使他們得出結論：第一步，用螺旋測微器來測量金屬絲的直徑；第二步，按電路圖連接好電路，連接電路時保證電源和開關都處于斷開狀態，以免破壞儀器；第三步，利用毫米刻度尺測量金屬絲的有效長度；第四步，以圖中所示的電路圖為例，在實驗之前把滑動變阻器的滑片滑到最左端，使待測金屬絲被短接，起到保護電路的作用；第五步，閉合開關，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組對應的電流表、電壓表的示數，并填入記錄表格內。在視頻的輔助下，學生全面掌握了測量導體電阻率的具體流程，彰顯信息技術對提高物理實驗教學質量的重要影響。

（四）聯系生活實際，強化知識理解

物理學科與現實生活有著密切聯系，主要探索世間萬物存在的規律。但是部分高中生受應試教育影響嚴重，在學習過程中將全部精力用于理論知識的記憶，并沒有意識到實驗的重要性。而且為了提高考試分數，他們采取死記硬背的方式加深印象，并沒有真正理解知識內涵，不利于物理核心素養的培養。對此，為了幫助學生強化知識理解，教師可以采用實驗教學法講解新知，挖掘課程內容與生活實際之間的關聯性，以此為依據構建生活化實驗情境，不僅能降低學習難度，讓學生在熟悉的氛圍下研究新課內容，還可以轉變他們的學習模式，吸引更多人加入物理實驗中，提高課堂參與度的同時幫助學生深化知識理解，切實保障物理實驗教學的有效性。

以人教版高二選擇性必修第一冊《光的折射》為例，教師利用多媒體播放各種光的奇妙的現象，引導學生結合自己的真實經歷談一談生活中有哪些景象與光的折射有關，利用生活化情境順利引出實驗主題。接著，教師拿出提前準備好的材料，包括平行的玻璃磚、大頭針、量角器、三角板、白紙等，讓學生討論怎樣測得入射角和折射角。在這個過程中，教師要給出適當的指引，如：“光是沿直線傳播的？現在我們沒有激光筆等光源，怎么利用現有的實驗器材確定一條光線呢？怎樣確定入射光線和折射光線？尤其是玻璃中的折射光線要怎么確定下來？”學生可以根據生活經驗進行思考，敢于提出自己的想法，經過親自操作對光的折射定律形成一定了解，以此深化理論知識理解。

（五）注重問題引導，提高教學實效

問題引導是指教師根據課程主要內容提出若干個思考問題，為學生提供清晰的學習思路，同時也能激發他們的好奇心和求知欲，使其主動參與到課堂互動中，保證教學活動的有序開展[5]。對此，在高中物理實驗教學中，教師要注重問題引導，充分考慮到學生的聽課感受，摒棄傳統的灌輸式教學，根據教材中提供的實驗相關內容設計個性化的問題鏈，引導學生根據問題自主探究實驗的目的、流程、原理等，使他們對物理實驗形成完整的認識。從另一個角度來說，問題鏈的提出需要學生認真研讀教材，從不同視角探究實驗內涵，有利于鍛煉其物理思維的發散性，使他們學會跟隨教師的思路深入研究課程主題，達到深度學習的目的。在問題的指引下，學生逐漸厘清實驗的操作步驟，能夠獨立完成此次實踐任務，通過與教師的默契配合打造出高質量的物理課堂。

以人教版高二選擇性必修第二冊《帶電粒子在勻強磁場中的運動》為例，本課實驗的主要目的是讓學生了解帶電粒子在勻強磁場中的運動受力分析及運動軌跡。教師利用多媒體展示洛倫茲力演示儀，為學生營造直觀的實驗情境，要求他們一邊觀看一邊思考：（1）帶電粒子平行射入勻強磁場的運動狀態是什么？（2）帶電粒子垂直射入勻強磁場的運動狀態是什么？帶電粒子僅在洛倫磁力的作用下，粒子的速率變化嗎？（3）洛倫磁力如何變化？（4）經過以上分析，你認為垂直于勻強磁場方向射入的帶電粒子，在勻強磁場中的運動狀態如何？在問題鏈的驅動下，學生能夠跟隨教師的思路展開深入思考，完成構建實驗模型、設計實驗步驟等任務。此種方式充分激發了學生的主觀能動性，提高他們在實驗教學中的參與感，對帶電粒子在勻強磁場中的運用有關內容形成系統的了解，同步提高其自主探究能力和解決問題能力。

（六）開展小組合作，培養思維能力

雖然高中生已經具備一定的物理基礎，但對于抽象的理論知識和復雜的實驗操作，部分學生無法通過自己的努力完成學習任務，久而久之極易打擊他們的自信心，影響其物理核心素養的發展。基于此，教師要意識到班級同學的問題所在，組織他們開展小組合作實驗，每個人都有發言的機會，其他成員要認真聆聽并提出自己的意見，經過交流與討論確定最終的實驗流程。在這個過程中，學生的思維能力得到充分鍛煉，學會從多個維度分析問題，經過思維的碰撞對實驗內容形成全新理解。教師在這一環節的主要任務是合理劃分實驗小組，根據學生的操作能力、創新能力等因素進行平均分配，確保各小組的物理綜合實力相對均衡，讓他們在取長補短中實現思維能力的同步提升[6]。

以人教版高一必修第一冊《實驗：探究加速度與力、質量的關系》為例，本課重點在于如何使用控制變量法進行實驗操作。為了節省時間，教師對學生進行分工，第1—5組探究加速度與力的關系，第6—10組探究加速度與質量的關系，各小組需要完成實驗對應的表格。與此同時，教師要觀察他們的實驗流程，給出相應的注意事項，如平衡摩擦力時不必將拴有口杯小桶的繩子解下，車后拖的繩子也不用解下，放在車上即可；注意鐵夾子的位置；實驗中同學們要相互配合，如誰扶住板，誰控制鐵夾開啟、閉合，誰負責更換砝碼和保證繩在滑輪內并負責保護儀器，誰負責測量記錄等。經過組內成員的共同努力順利完成實驗，并得出結論：在兩車質量一樣的情況下，實驗車受的力是參照車的多少倍，加速度就是參照車的多少倍，由此證明加速度與力成正比；在兩車受力一樣的情況下，實驗車總質量是參照車的幾倍，加速度就是參照車的幾分之一，由此證明加速度與質量成反比。在小組合作中，學生的邏輯思維得到充分鍛煉，為物理核心素養的培養打下基礎。

（七）自主設計實驗，增強創新意識

高中物理教材中的實驗是固定的，且操作步驟不變，在實際教學中若是局限于教材內容進行講解，很難培養學生的創新意識，一定程度上阻礙了物理核心素養的提高。對此，教師要創造性地使用教材，完成基礎內容的講解后，引導學生結合本課所學的理論知識自主設計實驗，對實驗目的和流程進行創新，還要研究實驗器材的多種使用方法，在合作探究中改進實驗，起到增強創新意識的作用。在這一過程中，學生需要從基礎知識入手，明確本課核心內容后從不同視角設計實驗步驟，教師則要發揮自己的引導作用，留心觀察他們的學習狀態，及時指出實驗設計中存在問題的地方，并利用激勵性語言幫助學生樹立自信心，不斷挖掘他們的個人潛力，有利于創新意識的培養。

以人教版高一必修第二冊《生活中的圓周運動》為例，本節課既是對圓周運動規律的復習，又是后面學習天體運動規律的基礎，具有承上啟下的作用。教師讓學生對做圓周運動的物體做出受力分析并找到向心力的來源，共有兩個實驗情景：一是物塊隨圓盤做勻速圓周運動；二是小球在杯子內壁做圓周運動。第二個情景不要直接展示給學生，而是提出問題：“你能不用手接觸小球，而不使小球落入杯底嗎？注意，要確保杯口朝上。”鼓勵學生自己設計小球的運動方式，并對杯中小球的運動情況做出受力分析。自主設計實驗的方式有效激發了學生的學習興趣，不僅提高了他們的知識運用能力，還在無形中培養其創新意識，使學生學會從不同角度分析問題，將所學內容遷移到全新情境中，取得事半功倍的實驗教學效果。

結束語

綜上所述，實驗教學法對于提升高中物理教學質量具有積極作用，教師應及時轉變教育理念，在備課時深入研讀教材和新課標提出的教學要求，結合學生的實際情況設計針對性的實驗教學目標。同時也要采取行之有效的方法革新授課模式，如問題引導、小組合作、結合實際等，為學生營造良好的學習環境，使他們意識到實驗的重要性，并主動加入實驗探索過程中，踴躍分享獨特的個人見解，有效提高其邏輯思維和創新意識，促進物理核心素養的進一步發展。

參考文獻

[1]邵振浩.物理核心素養下高中物理實驗教學策略研究[D].洛陽：洛陽師范學院，2023.

[2]郭韋韋.優化實驗教學，增加學生課堂獲得：以高中物理實驗教學為例[J].數理天地（高中版），2023（10）：69-71.

[3]高進.高中物理實驗教學的優化策略研究[J].數理化解題研究，2023（12）：74-76.

[4]宋邦勇.基于新課標的高中物理實驗教學的創新路徑[J].當代家庭教育，2023（7）：136-139.

[5]周洲.高中物理教學中實驗教學的優化策略分析[J].數理化解題研究，2022（33）：83-85.

[6]邵曉丹.創新物理實驗教學對高中物理教學的作用和意義[J].廣西物理，2022，43（3）：142-144.