高中物理實驗教學的改進與優化策略研究

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，物理教育的重要性日益凸顯。物理學科不僅加深了學生對日常生活中各種現象的認識，還豐富了他們的知識儲備和社會經驗。為了跟上時代的步伐，物理教學需與時俱進，不斷創新。傳統的教學模式和課程內容已不能滿足當前的需求，因此，物理教育亟需打破陳舊的理念，探索新的教學方法和策略。這包括更新實驗設備、鼓勵學生積極參與等。教師應摒棄單調枯燥的教學形式，打造一個積極互動的學習環境，從而有效激發學生的學習熱情，并顯著提高他們的學習效果。通過這種全面的教育改革，可以有效促進學生創新思維和實踐能力的培養，為他們未來的個人發展奠定堅實的基礎。

關鍵詞：高中物理；物理實驗；創新教學

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】2097-2539（2024）08-0180-03

隨著新課程標準的實施，提升高中生的自主實踐能力成為教育的核心任務之一。在這一過程中，物理實驗教學發揮著至關重要的作用，它不僅可以幫助學生培養動手能力，而且能夠激發學生對物理學科的學習興趣，促使他們積極參與并主動探索物理知識，深入挖掘物理的奧秘。為了更好地提升學生的實踐能力，有必要對物理實驗的教學模式進行深入研究與改進。這可能涉及設計更具挑戰性和實踐性的實驗項目，提供更豐富的實驗資源和更先進的設備，以及鼓勵學生在實驗過程中自主探索和創新。通過這些措施，可以極大地促進學生實踐能力的發展，為他們未來的學習和生活奠定堅實的基礎。

一、高中物理實驗教學現狀分析

（一）實驗資源和設備短缺

首先，部分中學教師開展物理實驗教學時，因實驗場地與操作設備陳舊，教學效果未能達到預期目標。目前，不少中學的實驗器材與設備存在缺失或者過時的問題。部分教育主管部門與學校領導沒有充分認識到更新物理實驗設備的重要性，也沒有增加對物理實驗設備的資金投入，導致無法及時更新物理實驗教學設備，無法為物理實驗教學提供充足的空間和有效的儀器。

其次，實驗教學的支持條件不足。尤其是農村與經濟欠發達地區，實驗教學設備資源的緊缺問題尤為嚴重。根據2023年的權威調查數據顯示，超過60%的中學未設立專門的物理實驗室來支持教學；約17%的物理教師所在學校缺乏建設實驗室的場地。此外，一旦物理實驗設備出現損耗，很難得到及時補充。數據還顯示，超過73%的中學物理教師認為實驗設備缺乏導致學生無法親自動手開展物理實驗，這對物理知識的鞏固與應用極為不利。

最后，雖然我國正在逐漸加大對教育事業的各項資源投入，各項教育配套設施也隨之逐步完善，但國內教育的不均衡發展導致某些偏遠地區依然嚴重缺乏教育配套設施及各類資源。

物理學科的主要教學內容不僅包括理論知識，還包括可提升學生動手能力的實驗操作，只有二者兼顧，才能全面培養學生的物理核心素養。然而，由于現階段實驗設備的嚴重不足，學生難以加強對理論知識的掌握，難以提升自身的動手能力。部分學生甚至對實驗操作產生了抵觸情緒，這極大地影響了學生對物理學科的學習熱情。

（二）實驗教學手段單一

當前，高中生面臨著巨大的學業壓力，如果課堂教學枯燥單一，就很難激發學生的學習興趣。高中物理實驗教學強調專業性，這要求教師必須運用先進的教學手段，同時結合教學實驗材料和設備，并融合多媒體等新興技術，共同提升教學效率。

然而，在實際的高中物理實驗教學中，部分教師傾向于采取傳統的教學方式，即教師講解知識為主，學生以被動方式參與學習。教學內容往往千篇一律，包括實驗的目的、原理、所需的材料、方法與流程等，學生往往只是按部就班進行操作，機械化且被動地完成學習任務。這種單一的教學手段導致學生欠缺學習興趣和積極性。

另外，實驗教學的渠道拓展不足。部分中學未能建立起與物理教學相關的網絡平臺系統，也沒有充分利用學校的網絡資源構建起適應物理實驗教學需求的教學網絡環境，導致物理實驗教學未能有效利用互聯網和網絡交換設備等現代技術，這限制了實驗教學效率的提升。同時，部分教師對多媒體設備在教學中的應用不夠重視，未引入多媒體投影等技術來完善實驗教學內容，這使得實驗教學的視頻演示、仿真實訓等環節未能充分發揮其應有的教學作用，導致理論與實踐相結合的教學場景構建僅停留在表面。

（三）實驗教學與理論脫節

部分高中教師在物理教學過程中，存在一個突出問題：講解的理論知識與實驗操作相脫節。這類問題出現的原因在于一些教師在開展實驗教學時，只重視自身的操作和理論知識講解，卻沒有為學生提供足夠的實踐操作機會。這是傳統教學模式遺留下來的問題之一，忽視了學生的實踐操作及親身體驗，導致學生既缺乏參與積極性，也失去了鍛煉實踐能力的機會，進而無法深入理解和掌握物理知識，影響了教學效果。

二、高中物理實驗教學的改進與優化策略

為了改進和優化高中物理實驗教學，可采取以下策略：更新實驗內容、提供多樣化的實驗裝備、引入新技術輔助實驗、鼓勵學生自主設計實驗方案、加強實驗數據分析與討論、注重實驗報告的寫作與展示、培養學生實驗操作技能等。通過這些策略的實施，教師可以激發學生的學習興趣，增強他們的實驗能力和創新思維，從而提升其物理學科素養。

（一）完善教學設備，改進教學方法

第一，完善教學設備，應豐富和利用好各類實驗設備，創新教學手段與方法。教師可以充分利用實驗設備，激發學生學習物理的熱情與興趣。教師可選用數字化實驗儀器，用于直觀且形象地展示實驗教學內容，同時借助多媒體等技術模擬物理實驗教學環節涉及的各類實驗設備、環境和流程等，通過立體的視頻展示讓學生感受實驗操作的魅力，增強他們對物理實驗實踐的興趣。

第二，教師可以自行設計實驗用具，引導學生探究物理實驗的內涵。教師可通過不同形式的實驗教學來確保學生全面提升實驗操作能力、思維能力、探究能力。教師可在課堂上布置小實驗，利用日常生活中與課堂學習相關的材料開展小實驗，不僅可以幫助學生提升動手能力及思維能力，而且有助于學生對課堂所學知識進行進一步鞏固。例如，在教授“影響物體下落速度的因素”這一知識點內容時，教師可引導學生對生活中不同類型物體的下落速度進行觀察，也可在課堂中組織學生用筆、鑰匙等物品進行實驗，在激發學生興趣的同時，可使學生切身感受到物理原理無處不在，同時提升學生的學習體驗。

第三，借助信息化技術提升教學設計水平。教學設計是提升教學質量的基礎。在設計教學內容時，教師要充分考慮學生的學習能力與理解水平，運用科學的教學設計來明確教學方向和拓展課堂教學活動形式。教師應在教學時合理引入信息化技術，確保學生在課堂上收獲良好的學習效果。例如，在開展“重力與彈力”的實驗教學時，教師在掌握學生學習情況的前提下，可利用信息技術展示相關的視頻、圖片等，使學生了解完整的教學內容，全面掌握關鍵知識點和知識架構。這節課的核心教學目標是讓學生了解重力與彈力的基本概念、二者的差異及具體計算方式。在結束教學后，教師可利用大數據精準分析學生的學習效果，通過分析數據有效調整教學中的不足之處。結合學情的精準分析結果，教師再利用多媒體手段向學生展示實驗流程，讓其了解實驗要點并開展實驗研究，可使學生深入、全面地掌握物理概念及相關知識內容。

通過這些措施，教師不僅可以提高教學質量，還能有效引導學生增強主動探索的能力，全面體現學生的主體地位，并促進學生自主開展探究學習。

（二）豐富教學手段，鞏固教學成果

第一，創設實驗情境，引導自設方案。在高中物理教學中，物理實驗教學具有極其重要的輔助作用。教師在開展實驗教學時，在內容方面要特別關注數量、步驟及質量的設計，同時創設新穎且兼具趣味性、引導性的實驗情境，以鼓勵學生開展自主實驗程序設計及問題分析，使其快速掌握物理知識的核心要點，清晰梳理實驗思路，以提升其物理學習效果。比如，在開展“測繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗過程中，學生在連接實驗設備時需根據教材內容采用分壓式（或外接法）方式，部分學生對于能否應用限流式連接方式存在疑問，對此教師可通過重新設置實驗情境的形式來引導學生開展自主探究。學生在新的實驗情境中可以依舊選取分壓式方法，或轉變觀念采用限流式方法來開展實驗。最終，選擇后一種方法的學生實驗失敗，教師可引導這部分學生分析失敗原因并改進實驗方案。學生在經過分析與實踐后發現，唯有分壓式接法才能使實驗獲得成功。通過這類實踐，學生深刻領悟了實驗原理，對實驗操作也更為熟練。

第二，結合生活現象，深化理解。物理學科與日常生活緊密相關，學生可通過各類生活中的物理現象來探究和學習物理知識。因此，教師在改進實驗教學方法時可結合日常生活中的物理現象，通過開展實驗教學，加深學生對物理知識的理解并增強其運用物理知識的能力，全面提高學生的物理素養。比如，在開展“阻力”的實驗教學過程中，為使學生更好地了解及掌握相關物理知識，教師可結合實際生活經驗，列舉生活中常見的與阻力相關的物理現象來啟發學生的思考。在實驗期間，學生為減弱摩擦阻力會主動通過改變木板角度的方式來改進并完成實驗，通過對實際生活中的阻力現象和實驗過程的結果進行分析，學生可加深對阻力知識的理解，從而進一步提高物理學科素養。

第三，分組進行實驗，提升合作探究能力。受所處的生活環境及個人生活經驗差異等因素影響，學生在能力發展及思維水平方面存在差異。對此，教師在設計實驗教學模式時，應結合學生個體發展規律，平衡不同學生的特點、根據他們各自的優勢來組建實驗小組，使他們通過開展合作探究可以實現相互之間的取長補短，通過個體間的合理分工來達成實驗目標，促進所有學生在思維、實操、數據分析等各方面能力的全面提升。學生通過分工合作可以互換觀點，培養團隊意識。例如，在“探究功與速度變化的關系”的實驗中，教師可根據學生的能力水平將其分為若干實力均衡的實驗小組，再設定相關問題引導學生進行合作實驗探究。以如何設計功的測量實驗模式、精準測定每個功的具體數值、確保實驗中的橡皮筋伸長量相等，同時以測量小車速度轉變規律等為問題，讓學生以小組的形式開展實驗模式分析并開展實驗操作。學生集中討論制定符合小組特點的實驗模式，并根據學生各自的優勢進行合理的分工，如具備實操能力、數據處理能力、創新思維能力的學生可以分別對應負責實驗的實際操作、實驗數據的收集與處理、思考模式的創新整理等。

（三）結合理論知識，強化實驗教學

在新課程改革中，不僅要注重學生對理論知識的理解與掌握，更需要有效培養學生實際操作實驗的能力。通過實驗，學生可以將書本知識與實際應用結合起來，深化對物理概念的理解，培養實驗設計、觀察、數據分析和解釋的能力。實驗教學也能激發學生的學習興趣，增強他們的探究精神和解決問題的能力。此外，實驗教學也有助于培養學生的團隊合作意識和實踐操作技能，為他們今后的學習和工作打下堅實的基礎。因此，加強實驗教學在高中物理課堂中的應用，有助于全面提升學生的物理學科素養，促進其全面發展。

首先，在物理實驗過程中可以鍛煉舉一反三的能力。高中物理課程中的多元化實驗教學可全面促進學生思維能力、創新能力、邏輯能力的提升，相對簡單的物理實驗可幫助學生在實操中代入所學的理論知識，開拓自身思維，培養動手操作及實際應用等方面的能力。比如，在教學“物體重心”理論知識的過程中，教師可在一米高處釋放一枚燈泡，而燈泡落地時并未破碎，此時可引導學生對這一現象進行思考，學生在反復質疑及合作探究中發現燈泡著地瞬間是燈頭先接觸地面，從而引出與“重心”“平衡”相關的知識點。為了讓學生更容易理解這一理論知識，教師可以以雜技演員的平衡表演如走鋼絲、頂碗等為案例開展教學，讓學生結合日常生活中的平衡情況對重心點進行思考，使學生做到舉一反三，全面提升自身的學習能力。

其次，利用信息技術增強物理實驗效果。高中生與其他學習階段的學生相比需面對更加繁重的學業壓力。物理教師為了讓學生能在有限的課堂時間中吸收更多的物理知識，需對教學工作開展更為深入的研究，提升物理實驗教學效果。傳統的物理實驗教學受各種因素制約而未收獲預期的教育效果，物理學科具有一定的深度，單純靠教師的理論講解不足以讓學生全面理解知識內容。在當今不斷進步的信息化環境中，通過對信息技術的合理利用，教師可有效創新物理實驗教學模式，讓學生在實驗情境中快速地捕捉知識要點。

三、結語

高中物理實驗教學的創新能夠有效增強物理教學的實際成效。通過參與實驗，學生能更深入地理解與掌握物理知識，同時也可進一步提升他們的創新思維、動手操作能力和自主探究能力。因此，高中物理教師應不斷深入研究并優化實驗教學模式，通過引入多元化及趣味性內容，營造充滿活力的實驗課堂環境，激發學生的參與熱情。這樣，學生可以在實驗教學中感受到物理學科的魅力、理解物理知識的內涵，并在學習過程中全面提升自身的學習能力和物理素養。

（責任編輯：謝蓓）

參考文獻

[1] 陳芳.高中物理實驗教學中學生動手能力的培養研究[J].考試周刊，2023，（49）.

[2] 王洪彬，賈洪聲.高中物理實驗教學知識結構模型的建構及教學優化策略[J].學園，2023，16（36）.

[3] 張先鋒.探究新課標下高中物理實驗教學的有效策略[J].數理天地（高中版），2023，（22）.

[4] 劉莉敏.提升高中物理實驗教學實效的策略探析[J].高考，2022，（36）.