高中物理實驗教學(xué)的改進策略研究

在新課標(biāo)背景下，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神至關(guān)重要，在此過程中，高中物理實驗扮演著重要角色，不僅可以促使學(xué)生探究物理理論知識，還能培養(yǎng)其動手操作能力和科學(xué)精神。因此，高中物理教師應(yīng)重視實驗教學(xué)，主動改變以往落后的教學(xué)模式和方法，利用實驗活動促使學(xué)生積極思考，深入理解物理知識，發(fā)展物理學(xué)科關(guān)鍵能力。

一、現(xiàn)階段高中物理實驗教學(xué)存在的問題

（一）實驗教學(xué)手段單一

目前，盡管高中物理實驗教學(xué)得到一定的重視，但在實際教學(xué)中依然存在一些問題與不足，首先表現(xiàn)為實驗教學(xué)手段單一，部分教師仍傾向于采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，注重知識講解，而忽略對學(xué)生的科學(xué)引導(dǎo)，多采用示范性實驗，旨在引導(dǎo)學(xué)生觀察分析，未帶領(lǐng)學(xué)生深度分析。在此模式下，學(xué)生只是被動、機械地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，缺乏主動性，影響了物理學(xué)習(xí)效果，在一定程度上限制了實驗教學(xué)效率的提升。此外，當(dāng)前還存在實驗教學(xué)創(chuàng)新不足的問題，實驗教學(xué)內(nèi)容和活動往往千篇一律，且實驗教學(xué)方式落后，未能充分利用信息技術(shù)，難以體現(xiàn)實驗創(chuàng)新[1]。對此，高中物理教師應(yīng)積極創(chuàng)新，豐富實驗教學(xué)手段，設(shè)計組織形式多樣的實驗活動，確保物理實驗教學(xué)活動豐富多樣且高效。

（二）重實驗結(jié)論，輕實驗過程

在現(xiàn)行的高考模式下，高考物理通常以書面形式來考核學(xué)生對實驗知識和技能的掌握程度，旨在考查學(xué)生對實驗結(jié)論與相關(guān)操作過程的掌握情況，并不要求學(xué)生進行實踐操作。這一導(dǎo)向使得教師在開展實驗教學(xué)時更重視實驗結(jié)論的探究，而忽略探究過程，形成“重結(jié)果輕過程”的教學(xué)問題。這一實驗?zāi)Ｊ饺菀缀鲆晫W(xué)生在實驗操作中的具體表現(xiàn)，忽視操作細(xì)節(jié)，不利于學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，同時容易使學(xué)生形成功利化的學(xué)習(xí)態(tài)度，不利于后續(xù)學(xué)習(xí)。對此，高中物理教師應(yīng)改變這種教學(xué)模式，堅持結(jié)果與過程并重，合理安排實驗教學(xué)。

（三）實驗教學(xué)與實際生活脫節(jié)

新課程標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)物理實驗教學(xué)應(yīng)與現(xiàn)實生活產(chǎn)生緊密聯(lián)系，設(shè)計符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、貼合學(xué)生生活經(jīng)驗的物理實驗。然而，部分高中物理教師在實際教學(xué)中卻并未做到這一點，存在一個突出問題，即實驗教學(xué)與實際生活脫節(jié)，僅局限于課本或教材中的經(jīng)典實驗，未能從實際生活中開發(fā)趣味物理小實驗，導(dǎo)致學(xué)生無法深入理解和掌握相關(guān)物理知識，未能深刻體會物理知識的實際價值，影響了物理實驗的教學(xué)效果。對此，高中物理教師應(yīng)加強實驗教學(xué)與實際生活的聯(lián)系，開發(fā)設(shè)計生活化的物理實驗，激發(fā)學(xué)生探究興趣，提升實驗教學(xué)效果。

（四）學(xué)生缺乏實操機會

在高中階段的物理實驗教學(xué)中，受實驗場域、設(shè)備等顯示因素的限制，學(xué)生親身參與實驗實踐的機會并不多，許多學(xué)生缺乏物理實操的機會，導(dǎo)致物理實踐能力不足。具體來講，在實驗教學(xué)中，教師通常組織示范性實驗活動，引導(dǎo)學(xué)生觀察分析，強調(diào)視覺教學(xué)，而忽略實踐教學(xué)。在此過程中，學(xué)生缺乏自主發(fā)揮的空間，思維逐漸固化，且逐漸喪失動手操作的能力，極大地打擊了學(xué)生的實驗積極性，不利于物理實驗教學(xué)的優(yōu)化改進。對此，高中物理教師應(yīng)做出調(diào)整，重視學(xué)生的主體作用，給予學(xué)生自主操作的機會，為其創(chuàng)造良好的實驗環(huán)境，鼓勵他們動手操作，改善物理實驗教學(xué)。

二、高中物理實驗教學(xué)的改進策略

針對上部分提出的高中物理實驗教學(xué)問題，筆者將探究具有針對性的解決策略，從觀念、方法、形式和手段入手，組織形式多樣的實驗活動如趣味實驗、生活化實驗、小組實驗等，旨在優(yōu)化物理實驗教學(xué)，提升實驗教學(xué)效果。

（一）積極轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)觀念

在全新的教育教學(xué)背景下，為切實提高高中學(xué)生的物理實驗?zāi)芰Γ處熜鑿慕虒W(xué)觀念入手，主動摒棄以往落后的教學(xué)思想、改變教學(xué)模式、創(chuàng)新教學(xué)方法，以新的、更有效的教學(xué)理念帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)。具體而言，教師應(yīng)摒棄錯誤的應(yīng)試教育觀念，立足于素質(zhì)教育背景，結(jié)合實際要求不斷優(yōu)化物理實驗教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，促進學(xué)生全面發(fā)展。同時，教師應(yīng)樹立終身學(xué)習(xí)理念，積極更新、完善自身知識體系，并引導(dǎo)學(xué)生樹立終身學(xué)習(xí)理念，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，積極、主動地參與物理實驗活動。

以魯科版高中物理必修第一冊第二章《自由落體運動》教學(xué)為例，教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)觀念，重視學(xué)生的主體地位，并結(jié)合新的教學(xué)思想，設(shè)計這樣一個實驗活動：首先讓學(xué)生張開拇指、食指，其他三指握拳；然后教師在學(xué)生手的正上方捏住紙幣，接著松手，讓學(xué)生快速做出反應(yīng)，捏住紙幣。以此測量學(xué)生的反應(yīng)時間，既活躍了課堂氛圍，吸引全班學(xué)生積極參與，又可引導(dǎo)學(xué)生深入思考如何才能捏住紙幣，促使他們深入探究實驗原理[2]。實驗活動結(jié)束后，教師應(yīng)主動反思，從中汲取教學(xué)經(jīng)驗，繼續(xù)思考如何優(yōu)化物理實驗教學(xué)，為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù)。同時，鼓勵學(xué)生反思學(xué)習(xí)，積極探索更高效的物理實驗方法，提高物理學(xué)習(xí)能力，發(fā)展物理核心素養(yǎng)。

（二）創(chuàng)設(shè)實驗問題情境

物理實驗教學(xué)并不是知識的簡單演示，而是學(xué)生深入探究科學(xué)規(guī)律、主動構(gòu)建物理知識體系的過程。在此過程中，實驗問題情境發(fā)揮著重要作用，不僅可以將學(xué)生引入真實的實驗情境中，還能啟發(fā)學(xué)生圍繞問題積極思考、主動探究，有助于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，提高解決復(fù)雜問題的能力。為此，高中物理教師需結(jié)合課程目標(biāo)和內(nèi)容，積極創(chuàng)設(shè)實驗問題情境，以問題為導(dǎo)向進行實驗設(shè)計，設(shè)置開放性、探究性的實驗問題，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象、分析問題，最終通過親自操作和細(xì)致觀察來解決問題，掌握相關(guān)知識，理解實驗原理。

以魯科版必修第二冊第四章《機械能守恒》教學(xué)為例，結(jié)合“功與功率、動能與動能定理、機械能守恒定律”等相關(guān)知識，以及發(fā)展學(xué)生“物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度”素養(yǎng)的課程目標(biāo)，教師可以創(chuàng)設(shè)如下情境：結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)他們思考如果將小球從某高度釋放，忽略空氣阻力，它在下落過程中速度越來越大，重力勢能越來越小。那么它的機械能總量會如何變化？能量“消失”了嗎？鼓勵學(xué)生猜想各種可能并進行驗證。隨后通過單擺實驗得出：重力勢能與動能的轉(zhuǎn)化總量不變，明白了只有重力做功時，物體的動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能總量才能保持不變[3]。總之，通過啟發(fā)性問題主導(dǎo)實驗設(shè)計，鼓勵學(xué)生猜想、驗證，并借此引導(dǎo)學(xué)生聚焦機械能守恒條件，利用實驗操作探究、理解單元重點知識，獲得知識、技能與核心素養(yǎng)方面的提升，同時培養(yǎng)了學(xué)生的探究精神和批判性思維。

（三）設(shè)計趣味簡易實驗

在物理實驗教學(xué)中，教師不應(yīng)該僅僅局限于教材中的經(jīng)典實驗，而應(yīng)結(jié)合高中學(xué)生的興趣和實際需求，設(shè)計一些趣味簡易的物理實驗，以確保實驗器材更易獲取、實驗操作更便捷、實驗現(xiàn)象更明顯，豐富物理實驗教學(xué)內(nèi)容，拓寬學(xué)生的物理知識視野。在設(shè)計趣味性物理實驗時，教師首先要保證實驗活動的科學(xué)性和有效性，要能激發(fā)學(xué)生的好奇心，且具有實操性。其次，要保證實驗活動的實用性，將物理實驗與實際生活結(jié)合，拉低物理實驗的門檻，有效降低學(xué)生對物理實驗的畏難心理，提高實驗積極性[4]。

以魯科版必修第一冊第三章《重力與彈力》實驗教學(xué)為例，為使學(xué)生理解重力、彈力的概念和相關(guān)特征，教師可以設(shè)計如下幾個趣味性實驗活動。活動一：準(zhǔn)備透明塑料瓶（剪掉上半部）、小球、水彩筆、鐵架臺；將塑料瓶傾斜固定在鐵架臺上；從瓶口放入小球，觀察其運動路徑。引導(dǎo)學(xué)生直觀感受重力方向始終豎直向下，與接觸面傾斜角度無關(guān)。活動二：準(zhǔn)備彈簧（或橡皮筋）、輕質(zhì)硬紙板、鉤碼；讓學(xué)生進行壓縮實驗，用手壓彈簧上端，感受手被向上“頂”；進行拉伸實驗，將彈簧下掛鉤碼，觀察彈簧并向下拉鉤碼；進行彎曲實驗，將硬紙板兩端固定，中間放重物，觀察紙板向上“推”物體。引導(dǎo)學(xué)生探究彈力方向與形變方向的關(guān)系，最終得出彈力反向與施力物體形變方向相反。總之，選取一些易獲取的實驗材料，設(shè)計一系列操作簡單的物理小實驗，通過趣味現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，培養(yǎng)學(xué)生用實驗解決問題的良好習(xí)慣。

（四）設(shè)計生活化物理實驗

從物理課程內(nèi)容來看，其中許多知識都與日常生活緊密相關(guān)，很多物理實驗都源于實際生活。對此，高中物理教師應(yīng)加強實驗教學(xué)與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，圍繞課程內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的實際生活經(jīng)驗，設(shè)計生活化的物理實驗活動，啟發(fā)學(xué)生深入思考，理解物理知識的實際應(yīng)用價值，對物理實驗產(chǎn)生濃厚的探究興趣。

以魯科版必修第一冊第三章《摩擦力》實驗教學(xué)為例，教師可以結(jié)合實際生活，設(shè)計這樣一個實驗活動：讓學(xué)生選擇兩本厚度適中的書，將每頁交叉疊放，并嘗試水平拉開。在操作過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)交叉疊放的書本難以打開，借此可以提問學(xué)生：“此時書本之間存在何種力？書本為何難以打開？”引導(dǎo)學(xué)生積極思考，感受靜摩擦力，知道最大靜摩擦力隨壓力增大而增大，且方向與相對運動趨勢相反。又如，在學(xué)習(xí)“阻力”這一內(nèi)容時，教師可以列舉生活中與阻力相關(guān)的物理現(xiàn)象，如自行車外胎為什么要有凹凸不平的花紋；剎車之后，自行車為何能停止運動。通過這些生活現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身生活經(jīng)驗設(shè)計實驗方案，通過改變木板角度的方式來改進并完成實驗，探究摩擦阻力，加深學(xué)生對阻力相關(guān)知識的認(rèn)識與理解，充分認(rèn)識到物理知識與現(xiàn)實生活的緊密關(guān)聯(lián)[5]。

（五）鼓勵實驗創(chuàng)新

在物理實驗教學(xué)中，最重要的是實驗創(chuàng)新，這也是提高實驗質(zhì)量、促進學(xué)生全面發(fā)展的重要途徑。因此，教師應(yīng)立足創(chuàng)新視角，積極創(chuàng)新物理實驗，可以從實驗方法、實驗器材等方面進行創(chuàng)新，或者設(shè)計開放性、探究性更強的實驗活動，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，從不同角度思考、分析問題，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，提高物理實踐能力。

以魯科版必修第一冊第四章《牛頓第一定律》實驗教學(xué)為例，結(jié)合學(xué)生在初中階段所學(xué)的物理知識，教師可以進行實驗創(chuàng)新，將準(zhǔn)備好的硬紙片、紙杯、乒乓球等材料放在桌面，讓學(xué)生在紙杯的底側(cè)剪出一個圓形，確保圓形直徑比乒乓球小一些，并將紙杯倒扣在桌面；隨后在杯底放一張硬紙片，再在紙片上放置乒乓球；緊接著讓學(xué)生快速彈開硬紙片，可以發(fā)現(xiàn)乒乓球穩(wěn)穩(wěn)地立在杯底缺口處[6]。通過這樣一個實驗，將抽象的牛頓第一定律具象化，能夠啟發(fā)學(xué)生思維，幫助學(xué)生準(zhǔn)確理解物理知識，并在此過程中有效遷移物理知識，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維與實踐能力。

（六）組織小組實驗

在高中物理實驗學(xué)習(xí)過程中，由于學(xué)生的基礎(chǔ)、水平、能力和特點各不相同，因而會表現(xiàn)出不同的學(xué)習(xí)進度。針對這一差異，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)方法，將學(xué)生分組，組織小組實驗，要求學(xué)生以小組為單位分組探究，引導(dǎo)他們自主設(shè)計實驗方案、自主操作。通過這種方式，平衡不同學(xué)生的特點，引導(dǎo)他們發(fā)揮各自優(yōu)勢，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，同時鍛煉了學(xué)生的溝通能力、探究能力和協(xié)作能力。

以魯科版必修第一冊第四章《牛頓第二定律》實驗教學(xué)為例，為引導(dǎo)學(xué)生合作探究，教師可以組織小組實驗活動，設(shè)計幾個難度不同的物理實驗。比如，引導(dǎo)學(xué)生進行定性體驗，讓學(xué)生用橡皮筋水平拉動小車，觀察小車靜止啟動的快慢差異，探究相同拉力下，為什么質(zhì)量更大的車啟動更慢，這說明什么規(guī)律？幫助學(xué)生直觀感受加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，或者，鼓勵學(xué)生進行定量探究，用運動傳感器測小車運動的加速度，通過控制不同變量，探究加速度的大小，掌握加速度大小的影響因素。對于這兩個實驗，教師可鼓勵學(xué)生自主選擇，借助小組力量共同探究，一人負(fù)責(zé)操作、一人負(fù)責(zé)記錄觀察、一人總結(jié)歸納，得出實驗結(jié)論，解決核心任務(wù)，掌握相關(guān)知識。

結(jié)束語

總而言之，針對現(xiàn)階段高中物理實驗教學(xué)存在的種種問題，教師應(yīng)做出相應(yīng)調(diào)整，采取一系列有效的教學(xué)策略，通過轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)觀念、創(chuàng)新實驗教學(xué)策略來構(gòu)建高效課堂，通過設(shè)計趣味實驗、生活化實驗、創(chuàng)新性實驗、小組實驗，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、探究、互動，由此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，推動他們?nèi)姘l(fā)展。

參考文獻

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