提高高中物理實驗教學有效性的策略

摘 要：物理是高中教學體系的重要組成，實驗是該學科的重要內容，通過開展實驗教學，可以帶領學生更深入地理解物理概念、定理及本質，對激發學生的物理學習興趣、提升學生的物理學習效率有很大幫助。作為高中物理學科教師需要認識到實驗教學的重要價值，并探索物理實驗教學開展的有效路徑和方法，以盡可能發揮實驗教學的價值，促進物理學科教學質量提升。

關鍵詞：高中物理；物理教學；實驗教學

物理是以實驗為基礎的一門基礎科學類課程，高中物理課程標準中指出：“要重視學生自主學習，讓學生樂于探究、勇于實驗、勤于思考。”課程標準內容的提出，明確了實驗教學在高中物理教學中的重要性，并對物理實驗教學提出了要求。為此，高中物理教師需要深刻認識物理實驗開展的價值，并著眼學科教學要求及學生綜合發展需求，對實驗教學方法做出改進和優化，以盡可能提升實驗教學的有效性，并以實驗為推手，提升該學科的整體教學效果[1]。

一、實驗教學在高中物理教學中的價值

實驗是高中物理教學中不可或缺的組成部分，通過開展實驗教學，能夠進一步強化學生的物理學習體驗，加深學生對物理知識的印象、理解，對促進學生綜合能力、學科素養發展也有積極作用。具體而言，實驗教學的開展價值可以歸納為以下幾點：

第一，有利于加深學生對物理概念的理解。物理學科中涉及的各類概念、原理較多，而這些內容通常較為抽象，學生理解起來難度相對較大。實驗教學的開展，可以將抽象的物理概念以直觀的方式呈現出來，能夠讓學生在實際操作、直觀觀察中，對物理現象產生深刻感知，這對于加深學生對物理概念、原理的理解，突破物理教學難點有很大幫助。

第二，有利于促進學生獲得思維能力發展。在開展實驗教學的過程中，學生需要運用所學物理概念、原理知識來設計、操作實驗，并解決實驗過程中遇見的問題，這也為學生運用物理概念知識創造了條件，對深化學生對概念的理解，培養學生解決問題能力也有積極意義。此外，實驗過程中，學生經常會遇到實驗結果和預期情況不符合的情況，這就需要學生主動去尋找原因、解決問題，這一過程不僅能加深學生對物理知識的理解，同時還能在無形中促進學生問題解決能力、批判性思維能力發展，對學生綜合素養能力的提升有積極影響。不僅如此，實驗過程中通過引導學生嘗試新的實驗方法、對實驗裝置進行科學改進，還可以在無形中實現對學生創新思維、創造力的培養。

第三，有利于培養學生的科學態度和科學精神。通過組織學生開展實驗教學，可為學生觀察實驗現象、收集及分析實驗數據創造條件，在此過程中，可以讓學生學會遵循一定原則方法進行實驗操作，并且能夠培養學生尊重實驗實施及實驗數據的品質，這也就在無形中實現了對學生科學態度及科學精神的培養。此外，實驗過程中學生還需要結合觀察現象、實驗數據進行推理、驗證，甚至是對實驗現象提出疑問和驗證，這對于學生觀察能力、數據分析能力、推理能力、質疑能力的鍛煉也有很大幫助，可在無形中促進學生科學思維、科學精神發展[2]。

二、高中物理教學中實驗教學的開展策略

（一）優化：革新理念，改進實驗教學模式

理念決定行為，教師的教育理念會直接影響教學方案的選擇、教學活動的開展情況。為此，新課改背景下高中物理教師應以培養學生的學科核心素養為導向，對教學理念進行適當革新優化，以先進的教育理念推動物理實驗教學方法改進創新，為物理實驗教學質量的提升奠定基礎。從既往高中物理實驗教學情況來看，很多教師為了保障課堂進度，或者爭取更多時間為學生講解知識點，通常是以口頭講解方式來闡述實驗過程，或者是由自己進行實驗過程演示，抑或只是簡單地通過播放實驗視頻方式來授課，學生只能以“看客”的角色來了解實驗過程、實驗內容，并未真正參與其中，這也就在很大程度上影響了實驗教學的整體效果。因此，為了彌補傳統實驗教學的不足，新課改背景下，教師需要結合物理實驗的具體情況、特點，優化實驗教學方法，盡可能為學生提供實踐參與的機會，讓學生通過親身參與實驗，通過實踐操作，對實驗內容形成深刻的理解，充分了解實驗細節，從而有效提升實驗教學的效果。

例如：在教學人教版必修第一冊《超重和失重》這部分內容時，教師就可以改變以往用微課視頻展示實驗過程的教學模式，秉持以學生為中心、讓學生親身體驗的原則，在課前做好相應的材料準備工作，為學生提供實踐參與實驗操作的機會。具體教學時，可分為以下幾個步驟：

1.教師應提前準備好塑料袋、玻璃杯、溫水、秤、紙袋等實驗材料，然后在課堂教學時先簡單為學生講解該章節的基本理論知識，在學生對所學內容有了初步了解后，則可將學生分成若干個學習小組，然后帶領學生以小組為單位開展實驗操作。

2.具體實驗過程中，教師可引導學生將玻璃杯置于課桌上，保持玻璃杯底部與桌面平行，然后根據玻璃杯口徑裁剪塑料袋，保證裁剪后的塑料袋能完全覆蓋玻璃杯口部。在此基礎上再行超重和失重實驗。①超重實驗：將剪切后的塑料袋完全覆蓋在玻璃杯口部，對玻璃杯進行密封，然后再將玻璃杯倒置于溫水中，并輕壓玻璃杯使其浸沒于溫水中，之后觀察并記錄玻璃杯內會發生什么變化。

②失重實驗操作為：拿掉塑料袋，保持玻璃杯內干燥，然后在桌子上放紙袋，并將玻璃杯倒置于紙袋上，之后用手掌覆蓋玻璃杯，并翻轉玻璃杯、移走紙袋，觀察玻璃杯會發生什么現象。

3.完成實驗后，教師再引導各小組進行組內探討，對超重及失重實驗中觀察的現象進行討論總結，并由小組代表進行闡述。此時學生會發現，超重實驗中玻璃杯在溫水壓強作用下會有額外重量產生，而失重實驗中在翻轉玻璃杯后，玻璃杯會在手掌上懸浮。

這樣通過讓學生親身參與實驗操作過程、觀察總結實驗現象，能夠有效激起學生的學習興趣以及對實驗原理的探究欲望，突出學生的課堂主體性，提高學生的課堂學習積極性，可加深學生對于超重和失重實驗背后物理原理的理解，提升物理實驗教學的效果[3]。

（二）設計：自主創新，提升學生的參與度

高中物理課程標準強調要重視學生自主學習，新課改也強調，教學活動的開展要尊重學生的學習主體性，充分突出學生的課堂主體地位。在此理念下，高中物理教師在組織學生開展物理實驗教學時應嚴格遵循“以生為本”原則，結合具體教學內容及學生實際情況，積極設計適宜的探究實驗，從而為學生創設更多自主空間，提升學生的實驗參與度，讓學生在實踐參與、獨立探究中加深對實驗內容、實驗原理的理解，同時促進學生實踐操作能力、探究能力、思維能力發展。

例如：在教學人教版必修第二冊《實驗：探究平拋運動的特點》這部分內容時，以往教學時，教師多是用多媒體方式演示實驗過程，或者由自己進行實驗操作，讓學生觀察實驗過程及現象，無法突出學生自主性及參與性。不僅如此，傳統實驗中多是按照從一定高度將小球滾下做平拋運動，然后再對小球的軌跡進行描述，并通過反復操作來獲得小球完整的運動軌跡。這樣的實驗操作，難以對小球的運動軌跡進行一次性記錄，存在一定弊端。為此，設計教學中教師可在傳統實驗操作的基礎上，為學生創造空間和機會，讓學生自己結合已有知識，比如平拋實驗的原理、目的等，以“如何記錄小球軌跡”為主題，發揮創造力對實驗方法進行優化改進。具體實驗時，可讓學生以小組為單位進行討論，比如有的小組提出“是否能借助手機延時拍攝功能對小球的運動軌跡進行記錄”，有的小組則提出“在拋出點附近放置硬木板，并鋪上白紙、復寫紙，小球打到復寫紙上后，會在白紙上留下痕跡，從而獲得小球的運動軌跡”。在各小組完成討論后，教師可以再鼓勵各小組成員進行實驗操作，驗證本小組提出的方案是否可行。在各小組進行實驗驗證時，教師則可適當地給予點撥、指導，以推動實驗操作順利進展。在完成實驗驗證后，教師則需鼓勵各小組對本組的實驗情況進行總結，若實驗操作可行則可以說一說具體的思路、原理，若實驗操作不可行，則需要反思總結問題所在，并可以嘗試進行改進優化[4]。

以這樣的方式進行實驗教學，能夠充分尊重學生學習的主體性，鍛煉學生的自主學習能力、探究能力，以及對實驗的預測和驗證能力，能夠真正讓學生參與到實驗學習之中，深化學生對于實驗內容的理解和掌握程度，同時也讓學生在探索設計實驗改進方法、參與實驗操作、討論實驗結果的過程中獲得學科素養發展。

（三）指導：科學啟思，增強實驗教學效果

開展實驗教學能夠以直觀方式來呈現抽象的物理概念、原理等知識，可以加深學生對物理概念、物理規律的認知，對提升物理學科的整體教學質量及效率有積極意義。但實驗教學并不是簡單地將實驗過程演示給學生看即可，或者指導學生按照一定的步驟方法對實驗過程進行操作即可，而是要在引導學生參與實驗操作的過程中，通過適當的問題、有效的引導來啟發學生思維，讓學生在實踐操作中，深入思考相關實驗現象、實驗問題，糾正錯誤認知，這樣一來方能為學生思維發展提供充足空間，才能真正拓展學生的思維深度、發揮實驗教學的價值，有效提升實驗教學效果。

例如：在教學人教版必修第三冊《串聯電路和并聯電路》時，由于實際電路連接中經常會遇到連接多個電器的情況，這就需要學生掌握合理連入電路的方法，而這一知識相對復雜，僅依靠教師口頭講解所達到的效果非常有限。為此，具體教學時教師可先為學生分析電路中的各個元件，介紹其功能及各種符號，從而增加學生對電路連接基本知識的了解。在此基礎上，教師還可以通過模型或者PPT課件圖的方式，為學生展示錯誤的線路圖，讓學生觀察并找出其中存在的問題。之后，教師則可為學生提供實驗材料，如燈泡L1、L2、電池組、開關、導線等，然后讓學生以小組為單位展開討論：“想要保證閉合開關時，兩個燈泡都亮起來，關閉開關時兩個燈泡都熄滅，應該怎么連接電路？”可以將討論結果先以畫線路圖的方式呈現出來，然后再利用實驗材料進行驗證。若結果和自己預期不同，則可再鼓勵學生進行更深入的討論，糾正實驗中存在的問題，以尋找正確的電路串聯和并聯方

式[5]。最后，教師則可以根據各小組的討論結果、實驗情況，進行總結分析，并可對正確的電路連接方式進行展示，糾正學生在實驗操作中存在的錯誤和問題，同時還可以帶領學生思考“調換開關位置是否會對串聯電路造成影響”“如何避免電路短路”等問題，以進一步加深學生對于電路串聯及并FK73c4s+eRU0ddktVRltvA==聯知識的掌握。

這樣以實驗為載體開展物理教學活動，有效拓展了物理教學的深度，加深了學生對于相關物理知識、實驗原理的理解掌握，對提升實驗教學效果、強化學生對所學知識的掌握程度有積極意義。

（四）聯結：聯系生活，感知生活物理現象

物理是一門和生活實際存在緊密關聯的學科，很多生活現象中都蘊含有物理知識、物理原理。這也為高中物理實驗教學的開展提供了更多的素材，同時也拓寬了實驗教學的空間。實際教學中，教師可以結合具體教學內容，挖掘物理實驗和生活實際之間的關聯，然后以學生熟悉的生活現象為載體，開展物理實驗教學，從而讓學生在熟悉的生活中感受物理現象、理解物理實驗的原理和本質，進而在鍛煉學生實踐能力的同時，加強學生對物理知識的掌握，提升實驗教學效果。

例如：在教學人教版必修第一冊《摩擦力》時，教師就可以從實際生活切入，引導學生開展實驗操作，讓學生在常見的生活現象中感知摩擦力、認識摩擦力。比如：可以引導學生以平行于地面的力來推動桌子，讓學生感受桌子移動過程中所產生的阻力，以此帶領學生認識“推力大于阻礙桌子運動的力，且兩個力的方向相反，這個力即為桌子和地面的摩擦力”。之后，教師可以再讓學生以平行于地面的力來推動“講臺”，此時學生發現，桌子沒有被推動，講臺和地面也保持相對靜止，以此來帶領學生理解“二力平衡”的知識。

這樣從學生熟悉的生活物品、生活現象切入進行實驗教學，既能加深學生對于實驗內容的理解，鍛煉學生的實踐能力，又能將抽象的物理知識和學生們熟悉的生活關聯起來，讓學生認識到物理知識在實際生活中的重要作用，從而驅動學生學習物理知識的內在動力，促進高效物理課堂構建[6]。

結束語

總而言之，實驗是物理學科教學中非常重要的組成部分，其在增進學生對于物理知識的理解、提升學生物理學習的效率、發展學生學科思維中發揮著非常重要的作用。作為該學科教師在實際教學中需要深挖實驗教學的價值，并且積極革新教育理念、優化實驗教學設計方案，以盡可能為學生創造參與實驗操作的機會、拓展實驗教學的空間及內容，從而不斷提升實驗教學的效果，讓學生通過參與實驗學習獲得提升和發展。

參考文獻

[1]蒲彪.淺析微課在高中物理實驗教學中的創新應用策略[J].教師，2017（15）：60.

[2]吳暢.提高高中物理實驗教學有效性的策略研究[J].湖南中學物理，2018，33（9）：69-71.

[3]李歡，李文斌.農村高中物理實驗教學現狀與對策研究：以湖南省石門縣某中學為例[J].讀與寫，2016，13（19）：283.

[4]羅均.基于物理實驗增效物理教學：談高中物理實驗教學有效性策略[J].讀與寫，2022（5）：8-10.

[5]諸杰.科學思維指向下的高中物理實驗教學設計探究：以“楞次定律”為例[J].數理化解題研究，2024（3）：78-80.

[6]丁駿.以工匠精神指導高中物理實驗教學：以“楞次定律”中的演示實驗為例[J].物理教師，2017（12）：4.