高中物理實驗教學的優化路徑研究

摘 要：按照新課標，高中物理教師在課堂教學中應重視學科特點突出，通過理論與實踐有效結合的方式，激發學生學習興趣，使學生主動學習，輕松掌握物理知識，促使學生核心素養形成。可就目前高中物理教學現狀分析，實驗教學活動開展效果并不理想，其中有一些問題亟待解決。為此，教師要積極地研究高中物理實驗教學優化方式，促進教學質量與效率提高。基于此，文章主要對高中物理實驗教學優化路徑進行研究。

關鍵詞：高中物理；實驗教學；優化路徑

高中物理實驗教學在學生核心素養培養中具有重要作用。物理教學中，有些物理知識比較難理解，如教師通過板書和教材為學生講述知識，而后簡單地為學生講解例題后，便直接讓學生進入到自主練習中，很難讓學生自主學習活動效果得到保證，不利于學生學習物理知識。實踐活動的開展，將理論知識轉化成為具體的內容，這可以降低知識難度，對學生學習效果優化有利。

一、高中物理實驗教學現狀

隨著教學改革的推行，高中物理教師對實驗教學的想法也逐漸發生轉變，這是一個好的開始[1]。為了更好地優化實驗教學活動，明確教學中存在問題成為關鍵點。從當前高中物理實驗教學現狀研究，可發現存在問題如下。

（一）學生動手實驗機會少

高中物理實驗教學中，教師不僅要自己操作，更要多給學生一些機會，這樣學生才能夠對理論知識有深刻認識，掌握知識產生過程，并記住其中的關鍵點。可實際教學中，高中物理教師并沒有給學生足夠的實踐機會，通常都是讓學生看自己操作。這種只讓學生看，不需要學生動手操作的教學方法，并不能幫助學生對知識產生深刻影響，這無法達到理想的教學效果。這一問題產生原因與教師教學觀念未發生根本性轉變有關。如高中物理教師認為學生并不具備獨立進行實驗的能力，如果讓學生自己進行操作，很難順利地完成教學任務。

（二）教學設備不充足

實驗教學中，為教師提供充足的教學設備，對實驗教學活動順利開展有利。可從當前高中學校教學設備購買與更新情況分析，多數學校的教學設備都存在不充足問題。設備是教師進行實驗教學的武器，沒有武器，教師教學也會變得困難，這會直接限制實驗教學活動創新，不利于學生物理核心素養培養。這一問題的存在，主要與學校教學資金不充足有一定關系。物理教學設備購買需要較多資金支持，特別是購買先進的設備，需要的資金更多。而學校發展中，資金來源有限，并不能較好地承擔這份費用。此外，雖然學校定期更換教學設備，保證教師教學條件[2]。但也僅僅是保證教師有教學設備，并不能保證學生也有相應的實驗操作設備。

（三）學生參與實驗學習興趣不高

教學中有意識地培養與激發學生學習興趣，既可以為教學質量提升奠定基礎，對教學目標實現也有促進作用。所以，新時期教學中，教師應主動激發學生學習興趣。可從當前學生在物理學習中表現分析，明顯存在學習興趣不高問題。例如，在學生參與實踐活動時，如果教師不主動與學生互動，向學生提出問題，學生很少會說出自己的疑問，也不會進行自主探究活動。這一問題與學生學習習慣有關。長期學習中，學生一直都處于被動地位，沒有主動思考與研究的習慣，當教師按照新課程教學要求設計實驗活動時，學生很難適應這樣的課堂，對于自己要做什么、可以做什么與能做什么等一無所知。學生沒有學習目標，學習興趣會受到直接影響，這會影響到實踐教學質量[3]。

二、高中物理實驗教學優化的重要性

實驗教學是物理教學中的一部分，既可以幫助學生更好地理解物理理論知識，對教學質量提升與學生核心素養培養也有重要作用[4]。由此可見，高中物理實驗教學優化的重要性。筆者對高中物理實驗教學優化重要性研究發現，主要表現如下。

（一）對學生學習興趣激發有利

高中物理教學中，大部分知識都是由理論組成。如果讓學生長期學習理論知識，會讓教學變得枯燥與無味，這會影響學生學習興趣。此外，物理教學中還有很多公式，且要想靈活地運用物理公式解決問題，需要對公式推理過程有所掌握，并在運用中能夠通過邏輯推理找到問題根本，這樣才可以使用學習過的物理知識解決各種問題。高中物理實驗活動的開展，可以讓教學變得有趣，讓理論知識變得具體化與形象化，這可以讓學生快速掌握物理知識，也可以讓學生看到物理有趣的一面，對物理知識產生濃厚學習興趣。例如，在《時間位移》一課教學中，高中物理教師便可以利用生活中小汽車行駛過程進行設計，讓學生直觀地看到時間與位移的關系。如此，既可以增強學生體驗感，也可以激發學生學習興趣[5]。

（二）對學生課堂參與度提升有利

高中物理教學中，按照新課程教學標準要求，教師需要尊重學生差異，以學生實際學習情況為主進行實驗教學。高中物理實驗優化，需要教師按照這一教學標準進行相關活動，這可以直接體現學生課堂主體地位。當學生成為課堂主體后，高中物理教師鼓勵學生按照自己的想法進行探究活動，給學生更多自主學習空間，既可以讓學生逐漸成為課堂上的新主人，對學生課堂參與感提升也有利。當學生積極參與課堂活動外，學生對物理學習的想法也會逐漸發生轉變，這可以為日后更好地進行物理實驗教學奠定基礎，能夠促進素質教學目標順利實現。例如，在高中物理教師對《位置變化快慢的描述——速度》一課進行設計時，引導學生成為實驗課堂的主體后，學生會進行交流活動。這一過程中學生的思維會相互碰撞，這有助于學生更好地參與到課堂活動，學生主動學習，對教學質量提升產生積極影響[6]。

（三）對學生物理思維發展有利

學生物理思維發展，對學生學習能力提升有利，可以對學生物理核心素養形成產生積極影響。實驗教學中，學生需要將自己的思維活動轉化成實際行動，并通過行動過程獲取知識。因為學生思考問題的方式不同，所以在解決問題時，學生也會有不同的看法。當遇到觀點不同時，學生可以借助實驗活動解決問題。實驗是學生動腦與動手的過程，在這一過程中學生之間可以進行交流，可以相互提出問題，共同尋找問題解決方式。此外，教師在設計實驗活動時，需要圍繞新課標進行，這就要求教師考慮班級學生實際學習情況，而后再通過物理實驗教學導入，輔助教師對知識進行全面探究。當學生通過實驗活動找到問題答案后，學生的思維也會經歷質疑與獨立思考過程，這可以促使學生物理思維形成與發展[7]。

三、高中物理實驗教學優化路徑

（一）應用物理實驗進行知識重演，優化課堂教學效果

高中物理實驗教學活動開展中，教師要知道物理實驗的作用是什么，這樣才能夠看到物理實驗教學活動開展必要性與重要性，更好地發揮物理實驗活動在人才培養中應有作用。物理實驗活動有明顯輔助作用，教師可以通過實踐活動設計，幫助學生更好地理解理論知識，讓學生對知識產生過程進行全面了解，掌握物理的本質，能夠有效運用所學的物理知識解決問題。為此，在教學實踐活動設計中，教師可以通過實驗活動設計，重新演繹知識推理與形成過程，加深學生對知識的印象，優化教學效果[8]。

例如，在教師教學《重力勢能》一課過程中，首先，教師在設計實驗活動前，要對本節課教學內容進行整理，而后再設計相應的實踐活動。根據教材內容整理，發現本節課需要學生理解重力勢能的概念，學生能用計算式計算物體的重力勢能。對此，教師可以通過對重力勢能的概念推理，幫助學生理解什么是重力勢能，為學生學習重力勢能的公式奠定基礎。其次，教學實驗活動設計中，教師可以為學生準備不同重量的球，而后將學生分組。在完成分組后，指導兩名學生用手扯住布的四個角，并讓另一名學生將球的一面涂滿顏色，從不同高度將球靜止釋放，而后查看布的變化。在試驗完成后，學生通過對比布的變化，可以發現物體在不同重力下會發生明顯變化，推理出物體因為重力作用而擁有的能量。也就是物體在空間某點處的重力勢能等于使物體從該點運動到參考點（即一特定水平面）時重力所做的功。最后，當學生清楚地知道什么是重力勢能后，教師可以指導學生在原有的知識基礎上，對重力勢能的公式進行分析，并嘗試運用所學知識解決不同類型的問題。

（二）應用現代化教學技術，優化實驗教學

從高中物理實驗教學中存在的不足分析，已經確定教學設備是影響實驗活動順利開展的一個因素。所以，高中物理教師應主動尋找問題解決方式。現代化教學技術的運用，為教師創新教學方法創造條件。信息技術可以將以往教學中的不可能轉化成可能，讓抽象的知識形象化，這可以直接轉變教學方法。同時，新教學方法可以讓學生產生不同課堂體驗感，這對學生學習興趣激發有利。為此，在高中物理實驗教學優化中，教師可以借助現代化教學技術，解決實驗教學設備問題。具體而言，教師可以使用微課技術創設教學情境，以此激發學生學習興趣，讓學生在生動與有趣的情境中進行自主探究，主動解決各項問題。如此，既可以使學生成為課堂主體，對教學質量與效率提升也有積極作用。

例如，在教學《行星的運動》一課過程中，教師需要通過讓學生了解物理學家對行星運動的了解，知道所有行星圍繞太陽的運動軌道都是橢圓，太陽在一個橢圓的焦點上。因為學校沒有觀察天文的設備，所以教師要想進行實驗活動，只能是另辟蹊徑。首先，高中物理教師可以借助微課技術播放與行星的運動有關的實驗觀察視頻。視頻播放中，可以加入相關的講解，這樣學生在觀看視頻內容時不會顯得很無措，能夠跟隨視頻的講解了解到一些知識。其次，在視頻內容播放后，教師可以讓學生根據視頻中情境自制實驗器材，對行星的運動進行簡單的模擬。這一過程中，學生需要主動查找 一些資料，解決實驗活動設計過程中遇到的各項問題，這能夠培養學生自主學習能力、問題解決能力。在這一過程中，教師要時刻關注學生自主活動情況，并在學生陷入僵局時，給學生一些指導。與此同時，還要鼓勵學生之間相互研究，以此活躍課堂學習氛圍，調動學生學習熱情。最后，學生在自己的努力與高中物理教師指導下掌握這一知識后，教師要讓學生對知識獲取過程演示給自己看。過程中教師可以對學生提問。如怎么解釋科學家對行星的運動的定律？有什么科學依據？等學生通過實驗與自述的方式對問題進行解釋，不僅可以加深學生自己對知識的理解，對物理實驗教學有效性提升也有促進作用。

（三）設計生活實驗，讓教學走進學生生活

物理與生活有密切的關系，教學中教師可以利用生活元素融入，增加物理教學趣味性。所以在實驗活動開展中，以學生自身為主體開展實驗活動是最佳的教學方法。高中物理實驗教學中，教師要對學生科學探究素養進行培養，不斷提升學生自主探究意識與能力，這樣學生的物理核心素養會逐漸形成。因為課堂教學時間有限，所以在教學活動設計時，教師可以主動走進學生生活，通過生活小實驗活動設計，對學生能力與素養進行培養，促進教學質量提升。具體而言，教師在講解物理知識前，可以為學生布置自主試驗任務，讓學生進行預習活動。

例如，在高中物理教師教學《功與功率》一課時，教師可以為學生布置家庭實驗活動。教師可以讓學生在上下樓梯時，對上樓過程中產生的功率進行測定。學生要完成教師布置的預習任務，需要對什么是功率進行了解，而后準備一些測量需要的工具。如要準備紙筆、準備稱重工具與米尺。過程中學生將先確定自己的體重，而后記錄在紙上，再測量樓梯的高度，分別用不同速度上樓，為計算活動提供數據支持，最后再對功率進行計算，既可以提高學生的動手能力，也可以對學生分析能力與科學精神進行培養。

結束語

總而言之，高中物理教學中重視實驗活動的優化，對物理教學有重要意義。因為物理教學中存在諸多問題，所以教師要在優化實驗教學活動前，主動分析問題相關，并按照新課程教學要求，創新教學方法，引導學生成為實驗活動中主體，讓學生在自主探究中獲取更多有效的知識，對學生自主學習能力與意識等進行培養，促進學生全面發展。

參考文獻

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[2]黃曉博，呼格吉樂.傳統實驗與DIS實驗在高中物理教學中的對比研究：以“平拋運動”實驗教學為例[J].中學物理教學參考，2023，52（12）：67-68.

[3]盧海春，尹白順.現代信息技術與高中物理實驗教學的融合應用[J].物理教師，2023，44（5）：51-53.

[4]徐衛華.基于核心素養的高中物理實驗教學延展路徑探索：以“實驗：驗證機械能守恒定律”為例[J].物理教師，2023，44（9）：51-54，58.

[5]黃德利.新高考背景下構建高中物理實驗教學高效課堂的實踐研究[J].數理天地（高中版），2023（6）：29-31.

[6]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.

[7]代龍.基于UbD模式的高中物理實驗教學設計：以“實驗：探究小車速度隨時間變化的規律”為例[J].中學物理教學參考，2022，51（9）：57-60.

[8]王威.核心素養導向下高中物理探究性實驗教學策略研究[J].中學物理，2023，41（21）：29-32.

本文系黑龍江省教育科學“十四五”規劃2021年度教研專項課題立項通知書“物理實驗教學與落實學科核心素養的實踐研究”（課題類別：省專項重點課題JYB1421534）。