高中物理實驗教學的優化策略

盧飛進

【摘 要】本文論述高中物理實驗教學的策略，認為教師要從實驗內容、實驗目標、實驗方法、實驗活動、實驗評價等多維度進行分析和設計，通過整合實驗資源等做法，旨在讓學生在深度學習中建立學科認知基礎。

【關鍵詞】高中物理 探索實驗 組織策略

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）46-0125-02

在探究性學習中，教師要注意凸顯學生學習主體的地位，要對實驗內容、實驗目標、實驗方法、實驗活動等進行整合處理，借助多種輔助手段展開創新設計，組織學生進入實驗環節，在創造性探索中建立學科認知。高中學生對探索性實驗比較熟悉，其參與熱情也很高，教師針對學生的學習訴求開展對應設計，能夠為學生創設更加適合的學習契機，讓學生在主動探索學習中增長學科認知基礎。物理是一門以實驗為主的自然學科，教師從實驗角度出發設計教學流程，能夠讓學生自然進入到探索環節，順利啟動學生的實驗思維，讓學生主動開展創意探索行動。

一、整合實驗資源

學生對實驗體驗有比較濃厚的興趣，教師應針對學生的學習心理和實際情況設計實驗活動，為學生營造主動探索學習的機會，突出學生的學習主體地位，讓學生在主動參與實驗探索活動的過程中習得新知，掌握方法。

（一）精選實驗內容

在設計探索實驗活動時，教師要對教材內容展開深度解析，對實驗屬性做出科學評估，以便推出科學合理的實驗任務，進一步激發學生參與實驗操作的主動性。物理實驗分為演示實驗、探索實驗、觀察實驗、驗證實驗等多種形式，教師要有整合優化的意識，精選探索實踐內容，或者是對實驗環節進行改進，增加探索實驗內容，為學生提供更多主動探索學習的機會，這對全面提升學生的學科核心素養有一定的幫助。

如教學人教版高中物理《液體的表面張力》時，教師先提出思考問題，然后推出實驗方案讓學生探索：液體處于不同溫度之下，其張力是不同的，如何運用實驗進行驗證呢？這里有一些實驗用材料：回形針、透明杯子、量杯、溫度計以及溫度不同（0°、25°、40°）的地下水等。請大家自行設計實驗程序，借助這些實驗材料進行探索，比較這三種溫度下的地下水哪種張力更大。學生接受任務后，開始展開實驗研究，然后敲定實踐設計流程。在這個過程中，教師要深入到學生群體之中，仔細觀察學生的互動交流，認真分析學生的實驗設計情況，并對學生的表現給予中肯的評價，提出一些修改意見。在實驗操作環節，學生都能夠主動探索，并結合教師給出的方法認真操作，最終習得新的知識。

（二）優化實驗目標

物理實驗和其他學習活動一樣，需要有明確的目標規劃，因為探索實驗大多屬于學生的獨立操作，教師需要在目標設計時有優化設計意識。因此，在學生設計好了實驗活動流程后，教師要指導學生優化實驗目標設計，引導學生對實驗目標進行分析，并給出方法指導，讓學生有清晰的操作路線，從而自然進入到實驗操作環節，并在實驗探索中建立實踐認知。

如在教學《蒸汽輪機燃氣輪機》一課時，教師設計了觀察實驗活動：閱讀教材相關內容，結合多媒體展示圖片，對蒸汽輪機和燃氣輪機的工作原理進行觀察和梳理，對其工作流程進行歸納總結，通過觀察對比，找出其優點和缺點。這樣一來，學生就可以對這兩種機械有更清晰的把握。學生根據教師設計的教學要求進行觀察和閱讀學習，通過多重互動交流，對相關內容有了更深入的理解。教師從目標設計角度出發展開實驗指導，讓學生認真觀察和對比，順利啟動學生的實驗思維。學生對探索實驗有清晰的認知，教師給出具體的規劃，要求學生開展觀察和互動，學生都能夠積極響應，對機械原理進行推導和總結，最終實現新知學習。

二、設置實驗情境

實驗情境的創設不僅有助于反映新舊知識的聯系，而且能使學生在參與實驗活動的過程中達到認知和情感的有機融合。因此，教師要科學設計實驗情境，合理設計實驗問題，并在學生進行實驗的過程中給予方法指導，從而調動學生的學習思維，讓學生在新知學習中獲得新的體驗和生成新的感悟。

（一）布設實驗問題

盡管探索實踐有明確的方向和目標，但是教師還要借助問題設計開展對應調動，讓學生在探尋問題中建立實驗認知。實驗問題需要有啟發性，讓學生在思考和探索問題中進入實驗核心。因此在問題設計時，教師要對學生的實驗認知基礎和能力有一定的把握和了解，這樣才能設計出順利調動學生學習思維的問題，讓學生積極主動地參與到解決問題的過程中。如果有需要，教師還可以鼓勵學生參與實驗問題的設計，引導讓學生開展質疑性學習，挖掘實驗亮點。

如在教學《放射性的發現》時，教師利用問題設計實驗活動：化學反應能改變原子核的結構嗎？射線從哪里來？射線能夠從原子核內部射出，那么原子核有結構嗎？怎樣開展實驗研究呢？問題一出，立刻引起學生的熱議。在這個教學案例中，教師沒有給出實驗任務，而是利用問題引導學生深度研究，讓學生結合問題進行思考，并在觀察分析中建立學習共識。學生對教師設計的問題有主動思考的意識，教師借助問題進行教學推動，將學生帶入特定的學習情境之中，讓學生在情境中主動探尋新知，習得新知。

（二）傳授實驗方法

探索實驗有更大的挑戰性，教師要注意在學法方面做出積極研究，為學生提供更多學法支持，這對促進學生探索學習認知成長有正面的促進作用。探索實驗對實驗條件、實驗環境、實驗器材有一定的要求，對實驗設計、實驗組織、實驗分析、實驗討論等也有明確的規定，教師要針對學生的實驗基礎做出客觀分析，這樣才能在學法指導中給出更多適合的選擇。

如在教學《熱力學第二定律》這部分內容時，教師先引導學生對熱傳導的方向展開思考，對熱力學第二定律的內容進行深入思考和分析，利用實驗的方式解讀永動機的不可行，從而揭開永動機的欺騙性，特別要對熱傳導過程中能量耗散等進行詳細分析和討論。學生接受任務后，開始對能量守恒定律進行研究，列舉一些實驗過程中遇到的具體事例進行集體討論，并對永動機的可行性進行推導。在這個過程中教師要深入學生群體之中，對學生的個性觀點和實驗案例列舉情況進行評價，給學生提供更多學習提示，幫助學生自然建立學科認知基礎。教師針對學生的討論情況給予方法指導，引導學生進行對應思考，讓學生從互動交流中達成學習共識，促進學生學科核心素養的生成。雖然沒有推出具體的實驗任務，但其探索屬性更高，學生從中獲得的學習體驗和認知也更為豐富。

三、組織實驗活動

學生對實驗活動有更強的認同感。教師針對學生的學習訴求展開對應設計，對實驗活動環節進行創新，升級實驗操作程序，延伸實驗設計的維度，都能夠對學生形成思維沖擊。

（一）升級實驗形式

學生對探索實驗活動主動參與的熱情非常高，教師要創新設計活動形式，以提升探索學習品質。特別是現代媒體技術的廣泛運用，為探索實驗提供了更多支持和幫助。教師在設計實踐活動時，要設計一些引導學生從更多方向思考的活動，讓學生在更多信息支持下開展探索行動，這樣才能大限度地提高探索效率。盡管高中學生對網絡信息的運用早已非常熟悉，但是教師在推出探索實驗任務時也要給學生一定的提示，讓學生借助網絡信息開展探索實踐，快速激發學生的思維，促進物理核心素養的養成。

如在《放射性污染和保護》教學中，教師先對放射性污染的危害性進行解讀，然后給學生設計了生活調查任務：在我們的日常生活中，可以接觸到很多放射性物質，請大家仔細觀察，調查在我們的生活中哪些地方有放射性物質的存在？如何做好自我防護？學生對這個問題非常感興趣，也很樂意對這個問題進行調查分析。不過，剛開始學生對如何進行調查研究并不清楚，因此教師要鼓勵學生借助網絡搜集相關的信息，然后深入生活，通過詢問親朋好友，或者直接到街上采訪等活動，獲得一些相關放射性物質的信息，如微波爐、玻璃容器、手機、醫院透視等，都帶有一定的放射性物質。教師對學生提供的信息進行分析，并對學生的調查情況給予高度評價。由此可見，教師要求學生深入生活開展調查活動，這是探索實踐的范疇，學生能夠從實踐探索中獲得不少相關信息，促進其學科認知能力的成長。這個信息搜集過程本身就是一種學習的過程，教師利用實驗任務開展教學，進一步激發學生生成新的學習動機。

（二）延伸實驗訓練

探索實驗不能局限在課堂有限的時空條件之中，教師要有延伸設計意識，利生活觀察、社會調查、實驗操作、網絡信息搜集、媒體模擬實踐等開展探索實驗活動。在這個過程中，教師要對教學內容進行深度解析，推出更多實驗方案，給學生帶來更多學習選擇，促進學生學習體驗和經驗的成長，提高學生的物理學科能力和學科素養。

如教學《從電照明到家用電器》這部分內容時，教師針對“節約用電與環境保護”這個內容設計訓練任務：深入自己的家庭，對家庭用電情況進行調查，并對家用電器的選擇進行分析，給出最佳配置方案設計，為節約用電做出自己的貢獻。學生對家用電器比較熟悉，都能夠做出具體的分析，針對電器額定功率進行計算。如白熾燈和節能燈的選擇，這里體現了不同的消費理念。學生平時很少關注家庭用電情況，教師有針對性地推出調查分析任務，讓學生對家庭用電情況開展調查分析，不僅能夠讓學生順利進入實驗操作環節，還能夠讓學生自覺養成節約用電的好習慣，這對促進學生的思想成長也有一定的促進作用。在物理實驗活動中滲透思想教育，這是比較有創意的設計，教師針對學生的生活現實進行調查組織，成功激發了學生的學習主動性，學生在實踐探索中形成的學習認知更為豐富。

學生對實驗學習有比較大的參與興趣，教師對此需要有更理性的思考，借助實驗設計開展教學組織，讓學生自然進入實驗探索環節，從而在深度思考和廣泛對話中建立學科認知基礎。在引導學生進行探索實驗的過程中，教師要適時傳授一些探索方法，為學生準備更多實驗素材，設計更多實驗探究活動方案，進一步促進學生探索認知的建立，以促進其學科能力的成長。

【參考文獻】

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