高中物理實驗教學內容與方法研究

1高中物理演示實驗教學

在高中物理課堂上，由于物理學科的特點，教師必須經常在課堂上為學生做各種各樣的演示實驗.課堂上，教師展現鮮活直觀的物理實驗現象，既可以促進學生更好地理解和掌握物理概念和物理規律，也可以培養學生的觀察能力、思維能力.高中物理教學實踐表明，成功的演示實驗能夠展示教師的教學藝術，化枯燥為生動、化抽象為具體，使課堂教學生動而充滿樂趣.這是一種深受學生歡迎的高中物理課堂教學方式，形式靈活、功能多樣，適宜于引入鞏固、復習、習題等各個環節.

教師是演示實驗的主要操作者，也是學生觀察與分析實驗現象的重要引導者.教師通過精心安排演示實驗的教學過程，保證演示實驗教學活動取得良好的教學效果.高中物理演示實驗教學的程序一般分為以下三個環節：

1. 1 預備

向學生說明演示實驗的目的，介紹實驗所用的儀器、設備及實驗的原理，安裝好實驗裝置.這一教學環節的目的是讓學生了解將要觀察的對象，避免觀察時疏漏實驗的關鍵信息，使學生在實驗過程中能獲取詳細準確的感性認識，為后面的分析和研究問題奠定基礎.

1. 2 操作演示與說明

教師在課堂上操作演示實驗時，要注意引導學生共同分析探討，同時要根據現場實際情況確定引

導的時機和方法.例如，若物理現象新奇直觀，可以先演示后分析，以便更好地調動學生的興趣.這是演示實驗的中心環節.

1.3 歸納和總結

歸納和總結是演示實驗的重要環節.在實驗結束后，教師要引導學生認真對實驗過程進行總結，對觀察到的實驗現象進行分析比較、抽象概括、歸納演繹及判斷推理，從而尋找規律，強化學生觀察到的實驗現象和過程的理解；在學生觀察實驗現象的基礎上，引導學生得出正確的結論.同時，教師還要引導學生用這些結論分析實驗，讓學生在探索實踐中獲取知識、運用知識，提高分析和解決問題的能力.

2高中物理分組實驗教學

高中物理分組實驗的教學目的為：使學生掌握常用基本儀器的構造、原理和正確的使用方法，學會正確進行觀察、測量和記錄數據等基本實驗操作；了解誤差的概念，并學會初步分析和處理實驗數據；學會寫實驗報告，培養學生實驗技能及自主學習的良好習慣和能力.

高中物理分組實驗教學的程序和要求如下：

2. 1 準備階段

教師要完成對實驗器材的檢查工作，做好實驗前的組織教學工作.另外，教師要引導學生復習實驗所需要的理論知識，認真閱讀實驗教材，啟發、引導學生思考實驗原理，突破實驗的難點，建立可行的實驗方案.學生要明確實驗目的，理解實驗原理、方法、步驟，了解儀器的性能、使用方法和注意事項，做好實驗操作與記錄準備.

2.2 操作階段

學生根據所設計的實驗方法，正確安裝和調試實驗儀器、排除實驗故障、控制實驗條件、觀察測量、記錄數據，并在實驗結束后整理好實驗儀器.教師要進行巡視，指導學生遵守實驗的操作規范.當學生在實驗中遇到困難時，教師要給予適當的啟發與點撥，使學生順利進行實驗，減少實驗誤差，避免實驗事故的發生.

實驗操作階段一般包括三個環節，儀器安裝調 試環節、實驗操作和觀察記錄環節、拆除及整理實驗 儀器環節.

2.3 總結階段

在學生完成實驗操作之后，教師可以引導學生對實驗進行總結，啟發學生選擇恰當的科學方法，

需要注意的是，學生分組實驗是以學生活動為主的實驗，教師不能安排過于詳細、過于具體的講授活動，要創造一個讓學生有充分動手、動腦機會的實驗環境.實驗課上應當讓學生有更多的主動權，教師要引導學生主動探索問題，讓他們自己設計實驗，選配儀器，進行簡單的故障排除、數據處理和分析，從而逐步培養學生的探究實驗能力.

3教師演示、學生觀察的教學方法

教師演示、學生觀察的教學方法包括直接演示教學方法、對比演示教學方法和模擬演示教學方法.

3.1 直接演示教學方法

這種教學方法中的實驗現象直觀明了，易于被學生接受，因此教學時教師不需要轉彎抹角.例如，在演示磁場對運動電荷作用力的實驗中，當蹄形磁鐵的N極在外、S極在內(相對于紙面)，從上往下靠近陰極射線管的電子束時，只見電子束向下偏轉.學生在教師啟發下得出兩點結論：一是磁場對運動電荷有力的作用；二是電子偏轉方向遵循一定的規律.可借鑒安培力方向的判斷方法來分析，從而發現判斷洛倫茲力的方向可利用左手定則.

3.2 對比演示教學方法

對比演示教學方法是教師利用同一演示內容的兩個不同部分進行對比，或對兩個演示過程進行對照，從而找出其對應規律的方法.這種方法是在單獨的實驗內容無法直接觀察、演示現象或效果不明顯的情況下所采用的.

例如在演示自感現象時，如果把一個感應線圈和一只燈泡與電源、開關串聯在一起，那么在閉合開關時，燈泡慢慢亮起來的效果會因缺乏對比而無法使學生看到有什么特別之處.這時，如果把這個感應線圈和一只燈泡連接成一個支路，將另一只相同規格的燈泡與滑動變阻器連接成另一個支路，那么在閉合干路的開關時，學生就能看到兩只燈泡亮度變化具有明顯的區別，由此得出感應線圈發生了自感現象、產生了自感電動勢的結論.

3.3模擬演示教學方法

模擬演示教學方法就是模擬演示某一物理現象或規律的方法.物理學科涉及的自然現象是廣泛的，一些物理現象的感性認識對揭示物理規律起著很好的作用.在教學中必須創造這樣的環境，而這只能通過模擬實驗來實現，

常見的模擬實驗有模擬多普勒效應、海市蜃樓、布朗運動等.例如，在模擬多普勒效應中，教師將一個擴音機由遠及近地靠近轉動的皮帶輪，再遠離皮帶輪，提醒學生注意認真傾聽，聽聽聲音除音量大小以外的變化.通過認真傾聽，學生可以聽到擴音機靠近皮帶輪時音調變高、遠離皮帶輪時音調變低.由此啟發學生明白這就是多普勒效應.

演示實驗還有其他特殊的教學方法，如氣墊法、頻閃法、光杠桿法、投影法、描跡法、示波法、光電轉換法、壓電轉換法、模型法、電視攝像法、仿真法等，這些大都是采用優良的實驗設備和電化教學設備幫助提高實驗演示效果的教學方法，

4教師示范、學生模仿的教學方法

4.1 整體示范教學方法

整體示范教學方法就是教師根據實驗目的，從如何選取實驗儀器、理解實驗原理、進行實驗操作、分析實驗現象、記錄實驗數據、處理實驗數據、得出物理規律等方面進行全面的示范和解說.

在整個過程中，教師應注意放慢節奏，對每個環節做精準的示范，同時引導學生認真細致地觀察；再結合提問引導學生積極思考，弄清每步實驗的意圖和實驗方法，最終達成讓學生自己完成實驗、得出規律的教學目標.

4.2 分解示范教學方法

分解示范教學方法就是讓學生自己做簡單的實驗，不需要教師示范.當實驗中某個環節出現了疑難問題時，教師進行分解示范，認真解說，從而幫助學生突破難點，順利地完成實驗任務.

例如在\"牛頓第三定律”的實驗教學中，讓學生自己做實驗：同桌的兩位學生在課桌上開展掰手腕比賽，通過勝負確定手腕力量的大小.比賽結束后，讓學生通過對實驗的觀察和分析，理解力的作用是相互的，并知道作用力和反作用力的概念.

在繼續研究作用力與反作用力的定量關系時，教師提出了一些問題：“作用力與反作用力是一對平衡力嗎？它們的大小、方向、作用有什么樣的特點？”通過提問，調動學生的學習熱情.接著，教師拿出兩個彈簧測力計，對應該怎樣做實驗、觀察什么、記錄什么進行示范和講解.

在學生明白了實驗要注意的問題之后，教師讓同桌的兩位學生合作做實驗.最后，請學生對實驗結果進行匯報，運用分析、比較的方法，認識作用力與反作用力和一對平衡力的異同，總結出牛頓第三定律.

教師示范、學生模仿的教學方法涉及學生的觀察、操作、體驗和設計活動，是演示實驗和分組實驗的完美結合，能有效地縮短教學的時間，提高學生學習的效率，是當前常用的教學方法之一.

但是必須指出，這種教學方法并不是簡單地做一做和看一看，它必須根據不同的教學內容和教學目標、不同的學生、不同的教學效果來運用不同的教學方法，只有這樣，才能真正發揮這種教學方法的價值.

5學生自主探究、教師引導的教學方法

常用的學生自主探究、教師引導的教學方法有六環探究教學方法、同步探究教學方法、真本探究教學方法等.

5.1 六環探究教學方法

六環探究教學方法是指運用科學探究的六個基本環節的教學方法.學生遵循“提出問題 $$ 猜想與假設 $$ 制訂計劃和設計實驗 $$ 進行實驗并記錄數據 $$ 分析論證 $$ 評估、交流與合作”的程序進行實驗探究，最終發現物理規律.這樣的預設符合學生的認知規律，條理清楚、意圖分明，使學生能很清楚地進行科學探究.教師遵循這樣的教學程序，在對學生進行啟發和引導時也較為輕松，能更好地完成教學任務.

5.2 同步探究教學方法

同步探究教學方法是指學生討論、制訂同一實驗課題的幾種不同的實驗方案，通過教師的評估而確定下幾個可行的實驗方案，由幾個小組同時開始操作、測量、處理數據、歸納結論，再進行對比，看看每個小組發現的規律是不是一樣的、有哪些方面的差別、是什么原因造成的.例如，在驗證動能定理的實驗中，有的小組以重物做自由落體運動來驗證，有的用橡皮筋拉動長木板上的小車來驗證，有的用驗證牛頓第二定律的實驗裝置來驗證，有的用小球在彎形的管道中運動來驗證.這些方案都可行，但驗證得到的結果還是有較大的差異.前兩種實驗的誤差較小，后兩種實驗的誤差較大.學生通過認真探討誤差產生的原因，發現了減少誤差的方法.

5.3真本探究教學方法

真本探究教學方法是指在觀察和探究我們周圍的世界時，試圖從已知事物中探究發掘某些潛在的規律的教學方法.因此，在高中物理實驗探究教學中，教師要引導學生在物理知識發展到某一特定階段時，做出新的假設，然后根據假設創設新的實驗條件，得出新的結果，再借助原有物理知識從理論上加以論證.

6結語

高中物理演示實驗教學是指在課堂上主要由教師操作，向學生展示要研究的物理現象，引導學生觀察、思考，從而傳授學生知識的教學活動.有時因操作的實際需要或為了調動學生的積極性，也可以請學生充當教師的助手或在教師的指導下讓學生動手操作.高中物理分組實驗教學是指在教師的指導下，學生利用整節課時間，在實驗室分組完成的實驗教學活動.在此過程中，學生要綜合運用所學知識、技能，與小組成員一起協調配合，共同經歷一個比較全面和完整的實驗過程.未來物理實驗教學的發展，需要教師進一步優化實驗教學設計，合理運用現代教育技術手段，構建更加開放、多元的實驗教學體系.精心設計的實驗教學活動，不僅能夠幫助學生掌握物理知識和實驗技能，更能培養他們的科學態度和創新精神，為其終身學習和發展奠定堅實基礎.

參考文獻：

[1]曹丕顯.高中物理創新實踐應用實例[M].深圳：海天出版社，2019.