趣味性物理實驗在高中物理教學中的實踐運用

何細梅

摘 要：高中物理教學涉及的概念和理論較多，需要通過實驗幫助學生加深對知識的理解，而傳統(tǒng)的實驗教學模式無法激發(fā)學生學習欲望，需要教師利用趣味性物理實驗來吸引學生，調(diào)動學生學習的主動性。文章對物理實驗進行了概述，分析了趣味性實驗在高中物理教學中的重要作用及其實踐運用策略，包括創(chuàng)新物理實驗形式，革新教師教學理念、應用信息化手段和多媒體形式提高實驗成效、注重承上啟下，引發(fā)趣味思考、深入研讀教學內(nèi)容，創(chuàng)新實驗教學方法等，希望能夠為物理教師提供啟示和參考。

關鍵詞：趣味教學；物理實驗；高中物理；實踐運用

教師在日常物理教學中，發(fā)揮著重要的引導作用，不僅需要引導學生參與到課堂教學中，還要引導學生對知識進行探索。物理實驗在物理教學中占有重要位置，可以為學生提供運用理論知識的機會，通過在實驗中親自操作和觀察物理現(xiàn)象，學生不僅能加深對知識的理解，還能逐漸培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)。為了更好地發(fā)揮物理實驗的作用，讓學生能夠主動應用所學知識去展開探索，進而實現(xiàn)物理知識與日常生活的有機結(jié)合，就需要教師將趣味性物理實驗應用到物理教學中，以此增加物理實驗教學的趣味性，提升學生的學習欲望，培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)。

一、物理實驗概述

（一）物理實驗的目的

首先，通過觀察實驗現(xiàn)象引導學生掌握基礎的物理知識，并從中找到實驗原理，掌握基本的實驗技能和實驗方法。同時，在對物理規(guī)律和現(xiàn)象進行探究的過程中，能夠合理運用已經(jīng)掌握的實驗方法和實驗學原理，以此強化學生對物理知識的認知、把握和應用，為今后能夠?qū)ξ锢硎澜邕M行更為深入的探索、獲得全新體驗、得出更多新結(jié)論奠定基礎。其次，培養(yǎng)學生理論結(jié)合實際的科學態(tài)度，以及實事求是的科學精神，通過培養(yǎng)學生珍惜物品、遵守操作規(guī)程等方式，引導學生在實踐過程中養(yǎng)成不怕困難、勇于追求的大無畏精神，并讓他們能夠通過實踐學習到透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力。最后，不斷提升和完善學生的思維判斷能力、合作能力、創(chuàng)新能力、自學能力等綜合能力，以此幫助學生提升他們的物理核心素養(yǎng)，使其具備勇于探索和終身學習的品質(zhì)，進一步強化學生適應社會的能力，促使學生實現(xiàn)與時俱進，成為新時代需要的具備綜合素養(yǎng)的優(yōu)秀人才[1]。

（二）物理實驗的作用

物理實驗具有獨特而不可替代的重要作用。首先，通過引入科學的實驗方法，使物理學真正踏上科學的道路。其次，通過改變物理條件，觀察不同實驗結(jié)果，確保物理實驗與自然觀察有所區(qū)別，確保研究成果更加豐富。最后，基于實驗，運用推理概括的方法，得出超越具體實驗的普適規(guī)律，能夠透過現(xiàn)象看到本質(zhì)，能夠采用科學的方式去解釋物理現(xiàn)象。同時，利用得出的物理規(guī)律促進工業(yè)和科技的發(fā)展，可見物理實驗具有重要的現(xiàn)實意義。

在課堂中，實驗不僅通過觀察現(xiàn)象和測量實驗結(jié)果了解概念與規(guī)律，同時引入新知識，使學生熟悉測量方法并親身體驗物理規(guī)律。學生通過親自參與實驗，不僅掌握了實驗操作方法和技能，還培養(yǎng)了實驗思維。這些實驗作用在課堂中提供了直觀的學習體驗，有助于學生更好地理解和應用物理

知識。

（三）物理實驗的要求

在進行實驗前，學生首先需熟悉實驗中應用到的所有器材，如材料、設備、儀器等，并掌握這些器材的功能和性能，同時還要理解實驗原理，待所有準備工作都完成之后，謹慎開展實驗，實驗中的任何疏忽或錯誤都可能導致實驗失敗，所以要注意各個細節(jié)。

在實驗進行中，學生應該以認真觀察和小心操作為基礎，嚴格遵循教師的指導，規(guī)范進行實驗操作，這包括謹慎處理實驗儀器，準確記錄實驗數(shù)據(jù)，以確保實驗的準確性和有效性[2]。

實驗結(jié)束后，學生需要將實驗結(jié)果和所得數(shù)據(jù)與同學進行交流與探討，確保得出的實驗結(jié)論具有準確性和科學性，并逐步摸索出相關的物理規(guī)律。這個過程不僅有助于加深對物理現(xiàn)象的理解，還能培養(yǎng)學生的團隊合作和交流能力。

二、趣味性實驗在高中物理教學中的重要作用

（一）有利于增強物理教學的趣味性

趣味性實驗是一種特殊類型的實驗，往往采用新穎、獨特的方式展示科學原理，能夠迅速吸引參與者的注意力，因此受到了各任課教師的青睞。高中物理是一門涉及大量抽象概念和原理的學科，學生在學習這些知識的時候，往往感到難以理解和枯燥無味。而應用趣味性實驗可以通過新穎、有趣的實驗內(nèi)容，增加教學的趣味性，進而吸引學生的注意力，激發(fā)學生的學習興趣。在趣味性實驗的輔助作用下，教師可以將物理原理以直觀、生動的方式呈現(xiàn)出來，使得抽象的概念變得具體化、可視化，有助于降低學習難度，提高學生的學習效果，也有助于增強物理教學的趣味性，使物理課堂的氛圍更加輕松、愉快，從而提升課堂教學效果。

（二）有利于學生對物理知識深入理解

趣味物理實驗不僅能夠打破傳統(tǒng)教學模式的束縛，更能夠引發(fā)學生的學習興趣。通過在實驗中加入趣味性元素，可以使抽象的物理理論知識變成具有直觀性、形象性的實驗過程，這一過程可以激發(fā)學生的好奇心和求知欲，使他們更加積極地參與學習[3]。這種積極性可以讓學生主動參與到實驗過程中，通過在實驗中進行體驗和探究，有助于學生更深入地理解物理知識，掌握物理定律，形成完善的物理知識體系。

（三）有利于鍛煉學生的實踐能力

由于高中物理涉及的知識點較多且復雜，各單元之間的知識也缺乏緊密的關聯(lián)，學生難以構(gòu)建完整的知識架構(gòu)。傳統(tǒng)物理實驗往往根據(jù)學生對理論的理解進行實驗操作，然而，學生因缺乏較強的物理感悟能力，降低了實驗效果。相比之下，趣味物理實驗的難度較低，學生可以快速投入實驗中，從而有助于提高學生的動手和實踐能力。趣味實驗強調(diào)實際操作，促使學生通過快速的動手實踐，提升他們的實際動手操作水平，培養(yǎng)解決實際問題的實踐能力，這樣的學習方式有助于學生更好地掌握物理知識，同時增強實際應用的能力。

三、趣味性物理實驗在高中物理教學中的應用原則

（一）目的性原則

高中物理實驗教學中，教師要想設計趣味性物理實驗，就應該根據(jù)教學要求，明確課程標準內(nèi)容，確定物理實驗教學目標，只有目的明確才能設計出合理的趣味物理實驗。趣味性物理實驗應該在設計時明確考慮如何最有效的傳達物理概念或原理，同時讓學生感受到實驗的趣味性，如果沒有明確這一教學目標，很容易導致學生將注意力只放在一方面，如學生過度關注實驗的趣味性，而不關注實驗所要傳遞的知識和技能，忽略了實驗本身的教學目標，這樣就很難到達預期的教學目的。而如果提前明確了教學目標，則有助于實現(xiàn)良好教學效果。例如，在探究光的折射實驗中，目標可以明確為理解光的折射規(guī)律，這樣學生在實驗中就能有目的性地進行觀察和分析，提高實驗效果。

（二）熟悉性原則

高中物理教學中實施趣味物理實驗需要遵從熟悉性原則，一方面要確保學生熟悉實驗環(huán)境、實驗材料等，讓他們感覺到這些事物都與生活有一定的聯(lián)系；另一方面，確保學生熟悉實驗內(nèi)容，且與學生已學過的理論知識相結(jié)合，這樣有助于學生在實驗中應用已有的知識。實驗應當是學生知識的延伸和應用，而不是孤立的知識點，通過將實驗內(nèi)容與課堂學習緊密關聯(lián)，可以幫助學生更好地理解和鞏固已學的知識，這種熟悉性的設計使學生能夠在實驗中更自信地運用他們的知識，形成理論與實踐的有效銜接。

（三）關聯(lián)性原則

高中物理教學遵從關聯(lián)性原則實施趣味物理實驗，指的是不同實驗之間應用到的知識點具有一定的內(nèi)在關聯(lián)。通過設置一系列相關的實驗，學生能夠更好地理解知識的連貫性，形成更為完整的物理學知識體系。例如，在電磁感應實驗后，可以設計與電磁感應有關的其他實驗，如發(fā)電機的制作，這樣的關聯(lián)性設計有助于學生將所學知識整合到一起，也有助于學生對知識進行靈活運用，從而使他們對物理知識形成更深刻的理解，有助于培養(yǎng)他們對物理學科內(nèi)在聯(lián)系的敏感性。

（四）參與性原則

趣味性物理實驗的參與性原則是確保學生在實驗中充分參與，通過親身操作來體驗物理現(xiàn)象。學生的親身參與不僅能夠激發(fā)他們的學科興趣，還能夠培養(yǎng)他們動手動腦的能力，在實驗中親身操作，學生更容易理解抽象的物理概念，并在實踐中掌握科學方法。例如，在磁場實驗中，學生親自操縱磁鐵與磁場產(chǎn)生的現(xiàn)象，這種實踐經(jīng)驗能夠深刻地影響他們對磁場的理解，使知識更為牢固。通過參與性的實驗，學生能夠更主動地參與學習過程，提高學科素養(yǎng)和實踐能力。

四、趣味性物理實驗在高中物理教學中的實踐運用策略

（一）創(chuàng)新物理實驗形式，革新教師教學理念

為了將趣味性物理實驗更好應用到物理教學中，需要教師及時學習最新的教學理念，并充分認識到趣味性物理實驗實施的重要性，以此調(diào)動學生的積極性。目前物理教學因采用傳統(tǒng)教學模式不能吸引學生注意力，而導致難以產(chǎn)生高效的學習效果，如果此時將趣味性實驗應用到物理教學中，以更加生動、直觀的形式為學生呈現(xiàn)物理知識，能夠激發(fā)學生求知欲，幫助學生深入理解物理知識內(nèi)涵，從而有助于提升物理學習效果。在高中階段，教學內(nèi)容較多且復雜，尤其是物理學科中的理論內(nèi)容還具有一定的抽象性，學生學習存在較大難度。為了應對這一挑戰(zhàn)，教師需要采用新的教學方法，即通過趣味性物理實驗來降低學習難度，并增加教學趣味性。教師在開展趣味性物理實驗時，應不斷改進和創(chuàng)新實驗形式，以便提升物理教學的成效性[4]。

例如，在高中物理《相互作用與運動定律》章節(jié)中，教師講解“力”的內(nèi)容時，其中摩擦力是一項較為簡單的實驗內(nèi)容，只需要利用木板、砝碼、彈簧秤、木塊即可進行實驗教學。在實驗過程中，學生通過對木塊和彈簧秤拉力發(fā)生的變化進行觀察，掌握了有關摩擦力的知識，然而，這種傳統(tǒng)的實驗形式缺少趣味性，較為單一化，為了增加實驗的趣味性，教師對原有的實驗進行創(chuàng)新，選擇用托盤、滑輪、鐵塊、砝碼進行摩擦力實驗教學，通過調(diào)整滑道的傾斜角度，學生可以觀察滑塊的滑動狀態(tài)，完成靜態(tài)摩擦實驗。這種創(chuàng)新的實驗形式使學生更加活躍地參與實驗，提高了學習的趣味性和互動性。

（二）應用信息化手段和多媒體形式提高實驗成效

在推動趣味性實驗的同時，教師不僅需要配置適當?shù)膶嶒灲虒W設施，還應積極應用信息化手段和多媒體教學形式來開展趣味性實驗教學，這不僅能夠拓寬課程教學形式，還能夠強化實驗教學的實效性，尤其是當實驗設備和實驗器材條件不充足的情況下，借助多媒體技術(shù)可以有效增強實驗教學的趣味性，讓學生在快樂的氛圍中探究知識[5]。

以物理課程《電磁場與電磁波初步》中的“電磁波發(fā)射和接收”為例，教師通過運用多媒體技術(shù)，可以將電磁波的發(fā)生與應用生動、直觀地展示給學生，引導學生深入了解在不同場景中移動通信設備信號的強弱變化，例如在不同天氣、時間和地點等條件下的信號變化情況。通過這樣的展示，學生能夠充分體會生活中的“基站”在傳播信息方面發(fā)揮的關鍵性作用。

（三）注重承上啟下，引發(fā)趣味思考

在課堂設計中，物理教學往往涵蓋一章的內(nèi)容，需要巧妙地分解為多個部分進行講解，而教師需要做的就是要做好過渡。然而，很多教師在實際教學中對過渡環(huán)節(jié)缺乏重視，常常只是簡單地進行口頭講解或是直接跳過，這種方式會讓學生從心理上產(chǎn)生壓力。因此，教師應掌握過渡技巧，善于在物理教學中采用趣味實驗的方法來巧妙地連接各個部分，使課堂內(nèi)容順暢過渡，既承上啟下，又激發(fā)學生的興趣。

舉例來說，針對《光及其應用》中的“全反射”知識點講解過程中，由于本節(jié)內(nèi)容涵蓋了全反射和光纖，前者為理論知識，后者為理論的具體應用，這種課程結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出了教材的科學性和合理性，也反映出課本與現(xiàn)代科技的關聯(lián)性。為了有效銜接這兩部分內(nèi)容，教師設置了“水流導光”的趣味小實驗，幫助學生理解這些知識點。第一步，要求學生各自準備好塑料瓶，并將其從中間剪斷，留下面部分盛水；第二步，在留下的塑料瓶的一邊打一個孔，孔的大小為1cm左右，然后用激光筆從打孔的對面穿過小孔。為了讓學生對光線的傳播路徑有更為清晰的觀察，可以引導學生自己想辦法，經(jīng)過思考之后，學生發(fā)現(xiàn)放一張白紙更有利看清楚光的傳播路徑。通過這種方法學生觀察到激光是沿著直線路徑進行傳播；第三步，教師向?qū)W生再次提問，如果將水加入到塑料瓶中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象，這一提問引發(fā)了學生的再度思考和探索，經(jīng)過觀察之后，學生發(fā)現(xiàn)當塑料瓶中加水之后，激光的傳播路徑會隨著水的波動而來回變化，針對這種現(xiàn)象，學生可以利用“全反射”的實驗進行明確解釋；第四步，教師繼續(xù)提出問題，向著光纖方向引導，進而引出光纖這一知識點，順利完成前后內(nèi)容的銜接。在結(jié)束整個實驗后，教師提問學生該實驗遵從的什么原理，學生會回答：光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，即激光從水中射入空氣中，滿足全反射的發(fā)生條件，使得光線被困在水中。這樣的實驗設計通過趣味性和引導性，使學生更容易理解和接受“全反射”這一物理現(xiàn)象，并將其與光纖的應用相連接，完美實現(xiàn)了理論到實踐的良好過渡，使學生更容易接受并深入理解知識。

（四）深入研讀教學內(nèi)容，創(chuàng)新實驗教學方法

趣味實驗教學的過程，不僅僅是知識傳授的過程，更是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神的過程。因此，教師在物理實驗教學中，應該以學生安全為前提展開實驗教學，并重視學生的主體地位，讓他們有更多的實驗操作的空間，以此激發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造力，以促進高階思維能力的形成和實踐探索能力的提升。

當教師講授魯科版高中物理課程《光及其應用》中的“光的折射”實驗內(nèi)容時，可以通過探究性的實驗方式引導學生在趣味性物理實驗中進行自主探究，在這一過程中，學生能夠深入理解光的折射規(guī)律，同時在探究過程中，通過小組合作的方式完成實驗操作，以實驗來驗證所學知識，并充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)新力，發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)在教材中的物理知識，總結(jié)物理實驗規(guī)律，感受探究過程帶來的快樂，從而激發(fā)求知欲望。在實驗過程中，教師應準備好實驗所用到的各項器材，這些器材包括實物投影儀、激光手電筒、水槽、三棱鏡、玻璃磚等，以確保學生能夠充分參與趣味實驗。通過引導學生猜想光是通過何種路徑從空氣攝入到玻璃介質(zhì)或水中，讓學生以此為依據(jù)設計實驗方案，并根據(jù)實驗方案進行實際操作，通過實驗過程來掌握光的折射規(guī)律，這樣的探究性實驗過程不僅能夠提高學生的創(chuàng)新能力，還能夠使他們獨立思考和解決問題的能力得到鍛煉。通過不斷創(chuàng)新實驗教學方法，教師能夠更好地培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。

（五）創(chuàng)新物理教學評價，提升物理教學質(zhì)量

在高中物理教學中，趣味性物理實驗的引入為教學注入了新的活力，然而，評價方式的創(chuàng)新同樣至關重要。傳統(tǒng)的評價方法往往以實驗結(jié)果為唯一標準，而這與趣味性物理實驗的教學理念存在一定沖突，教師要想將趣味性物理實驗運用到物理教學中，就需要積極創(chuàng)新教學評價方式，轉(zhuǎn)變評價重心，將關注點從結(jié)果轉(zhuǎn)移到實驗過程，尤其是要多注重學生在實驗過程中的思考和團隊合作效果，這樣的評價方式才能減輕學生的功利心理，讓他們能夠以輕松的心態(tài)投入物理實驗操作過程中，進而促進物理教學質(zhì)量得到穩(wěn)步提升。

以“電磁波發(fā)射和接收”實驗教學為例，教師應該通過創(chuàng)新的評價方式來提升物理教學質(zhì)量。其一，教師應當注重學生在實驗開始前的準備工作，包括實驗的背景知識掌握和實驗方案的設計，如以往信息通過什么方式傳遞？電磁波如何傳遞信息？電磁波發(fā)射和接收信息需要滿足哪些條件，使用哪些設備等，通過對學生在這一階段的表現(xiàn)進行評價，教師能夠了解他們對實驗目的和步驟的理解程度，為后續(xù)評價奠定基礎。其二，在實驗過程中，教師可以設置一系列問題，如長波在傳播時能夠繞過哪些障礙物？電離層可以吸收哪種電磁波？反射哪種電磁波等問題，要求學生在實驗中動腦筋思考，解決實際問題。之后，教師針對學生在整個過程中的表現(xiàn)、積極參與性、互動性、問題解決方式等進行評價，這種評價方式能夠更全面地了解學生的分析和解決問題的能力，促使他們在實驗中形成科學的思維方式。其三，教學評價應關注學生的團隊合作效果。趣味性物理實驗往往需要學生協(xié)作完成，這樣的團隊協(xié)作能力對于他們未來的發(fā)展至關重要。實驗過程中，教師應通過觀察學生在團隊中的表現(xiàn)，評估他們的溝通能力、領導能力和團隊協(xié)作精神，從而為培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)提供有力支持。其四，除了對實驗結(jié)果的描述和分析進行評價之外，教師還應該讓學生書寫實驗報告，報告內(nèi)容要涵蓋電磁波的發(fā)射與接收的實驗過程、傳感器的應用帶來的便利以及學生對未來實驗提出的改進建議等，通過采取這種全面的評價方式，能夠讓學生對物理實驗有全面的認知，并能夠?qū)⑵渑c實際生活進行結(jié)合，從而激發(fā)出他們在實踐中不斷探索和創(chuàng)新的欲望。

總而言之，創(chuàng)新物理教學評價是提升物理教學質(zhì)量的關鍵一環(huán)，通過關注實驗前的準備、實驗中的思考過程、團隊合作效果以及實驗報告的全面評估，教師能夠更全面地了解學生的實驗能力和科學素養(yǎng)，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的科學人才打下堅實基礎。這樣的創(chuàng)新評價方式不僅符合趣味性物理實驗的教學理念，也為學生的綜合素質(zhì)發(fā)展提供了有力支持。

結(jié)束語

綜上所述，在高中物理教學中，通過將趣味性物理實驗應用其中，可以激發(fā)學生學習物理知識的興趣和主動性，使其更愿意參與到教學中，這種方式不僅有助于學生深入理解物理知識，更有助于培養(yǎng)學生的理解能力、動手能力和邏輯思維能力。對于教師而言，趣味性物理實驗也為實現(xiàn)教學目標提供了有效途徑，顯著提升了教學質(zhì)量。可見，在趣味實驗的引導下，學生和教師在教學中都能更富有創(chuàng)造力、更積極地投入知識的探索與傳播中。

參考文獻

[1]王曉妍.淺談趣味物理實驗在高中物理教學中的有效應用[C]//廣東省教師繼續(xù)教育學會.廣東省教師繼續(xù)教育學會教師發(fā)展論壇學術(shù)研討會論文集（一），2023：3.

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[5]席攀科.學歷案在高中物理實驗教學中的實踐研究[D].重慶：西南大學，2022.

本文系福建省福清市教育科學研究“十四五”規(guī)劃2023年度課題“指向深度探究的高中物理實驗教學設計與實踐研究”成果（立項編號：FQ2023GH043）。