實驗教學在高中物理課堂上的開展策略研究

冉茂銀

摘??要：實驗是高中物理教學的重要環節，其通過操作可以選擇的實物材料，控制相關變量條件或改變某些變量條件，使得理論概念得到驗證，并可以從中認識到物理事件的變化規律。實驗教學相較于“語言講解+板書演示”的教學法來說，更偏重實踐性，即學生在教師的指導下動手操作實驗過程，這個親身體驗的過程更有利于激發學生興趣、加速知識內化。基于認知發展理論，高中物理教師可借助實驗教學幫助學生優化認知結構，在實驗過程中引導學生進行有效的知識探索積累與運用，由此來培養學生的實踐能力和科學創新能力。

關鍵詞：高中物理;實驗教學;策略

在新課程改革深入推進的背景下，教師的教學理念、教學目標、教學方法等方面都應進行相應的更新調整，為學生提高自主學習能力、發展學科核心素養提供保障。高中物理是一門探究客觀規律的學科，其知識概念具有抽象性強的特點，但傳統物理教學較少關注學生的批判性思維和邏輯性思維，這導致學生的抽象理解能力得不到實質性提升，以至于物理教學的效率較低。實驗教學可以將抽象的文字概念轉化為直觀可視的動態過程，且在信息技術的加持下物理實驗的可操作性更強。為此，教師要正確運用物理實驗，調動學生主觀能動性并發展他們的科學探究精神。

一、以概念形成為目標的演示實驗教學，培養觀察能力

以概念形成為目標的演示型實驗可以將自然界中難以直接觀察到的物理概念展示為形象直觀的物理模型，使得學生可以通過觀察認識與理解晦澀難懂的物理定義。物理教材中的概念定義通常以學術化文字和公式的形式呈現，對于具象思維發達的學生來說理解起來較為困難，教師便可運用演示型實驗展示物理現象的形成與發展規律。由于高中物理中一些知識點難以直接運用實物模擬實驗，教師便可運用信息技術模擬實驗過程，降低知識理解難度。

概念演示型實驗的步驟為：創設問題情境、進行實驗設計、學生觀察分析、探究概念形成、教師反饋診斷。在實驗演示過程中，教師需把需要解決問題、實驗說明的現象、物理規律提示展示出來，引發學生的主動思考。例如：筆者利用《伽爾頓板實驗》讓學生理解熱力學統計規律，通過觀察可以得知單個分子的運動是沒有規律的，大量分子的運動可以表現出一定的統計學規律。實驗展示的物理規律更為直觀易懂，對學生的觀察能力、邏輯思考能力具有促進作用。

二、以規律驗證為目標的驗證實驗教學，提升實驗效率

物理本身就是一門探究客觀規律的學科，其概念的形成是專家學者對自然現象不斷觀察、分析、歸納與總結而得出的。高中物理學習的實質是認識概念、理解概念并進行遷移運用，這表示物理知識的運用也是一個總結經驗、驗證規律的過程。為此，構建以規律驗證為目標的驗證實驗教學是極為必要的，教師可借助信息技術操作性強的優勢，增加實驗中變量數據，如此不僅可以提升實驗效率，還可以提高實驗的精確性，改善教學結構。

例如：在學習“驗證波意耳定律”熱學實驗時，筆者利用nobook軟件構建虛擬實驗，通過控制變量法驗證定律。首先根據波義耳定律讓學生了解該物理現象的基礎規律“一定質量的理想氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比”，然后利用壓強傳感器測量壓強，并運用計算機數表軟件處理數據。虛擬實驗中的數值可以自由設置，能夠使實驗結果更加精確，且整個實驗過程也更加直觀。

三、以合作探究為目標的探究實驗教學，發展探究精神

培養質疑能力和探究精神是高中物理教學的重點內容，是發展學生核心素養的內驅力。實驗教學的可操作性為培養學生的探究能力提供了契機，教師在實驗教學中要優化教學結構，注重探究環節中的適時引導，促使學生能夠在實踐體驗過程中增強動手能力與創新意識。以合作探究為目標的探究實驗教學要周密設計教學活動結構，并要在教學過程中及時進行知識遷移與規律檢測，以確保學生的合作探究效果達到最優化。

例如：在教學“平拋運動”這部分知識時，筆者將課程結構分為三部分：情境導入、師生探究與反饋提升。情境導入由生活問題引出視頻影像，并模擬演示“水流平射”實驗。接下來進入師生探究環節，這部分由理論探究和實驗探究兩部分組成，引導學生在理論基礎的輔助下進行小組實驗，并將實驗數據記錄下導入計算機數表軟件中。最后在反饋提升環節，筆者利用“飛機投彈”模擬實驗帶領學生進行知識遷移，并對平拋規律進行總結歸納。

總而言之，在應試教育背景下，高中物理教學普遍存在缺乏活力、灌輸性強的問題，這導致學生長期處于被動學習狀態，既無法產生學習積極性，又難以形成創新探究精神，這顯然違背了新課程改革的教育宗旨。實驗教學為學生“產生質疑、實踐探究、創新探索、開拓思維”提供了契機，能夠讓學生通過物理實驗掌握學科知識、提升實踐能力、發展創新精神，切實有利于促進學生發展核心素養。為此，教師可構建演示型、驗證型、探究型物理實驗，最大限度發揮實驗對學生思維能力的引導作用，充分提升物理教學的實效性。

參考文獻

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