如何在高中物理教學中實施情境化實驗教學

【摘 要】隨著新課改的實施和不斷推進，高中物理實驗教學也需要不斷創新。教師實施情境化實驗教學能夠激發學生的學習興趣，促進學生在體驗中主動探究和思考。本文主要探究了如何在高中物理教學中實施情境化實驗教學，以促進學生主動探究，提高物理學習能力。

【關鍵詞】高中物理;情境化實驗教學;學習能力

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2021）22-0118-02

《普通高中物理課程標準》指出，物理的學習應建立在觀察和實驗的基礎上，學生要通過動手參與和體驗的方式來獲得知識。在高中物理教學中實施情境化實驗教學，能夠使學生充分發揮自身的主觀能動性，在探究中思考，在觀察實驗現象中分析規律，形成物理觀念，建立物理模型[1]。教師要尊重學生的主體地位，引導學生分析實驗原理，深化學生對物理知識的理解。教師為學生創設生動、形象、有趣的情境，有利于啟迪學生的思維，有利于構建高效課堂。

1? ?結合現實生活，設計生活化情境

物理知識在生活中應用廣泛，教師在設計物理實驗情境時要多從生活出發，緊密結合生活現象，通過生活化情境拉近學生與知識的距離，促進學生主動探究物理知識。學生通過對生活化現象的分析和思考，能夠明確實驗的價值和意義，從而在對現象的分析中把握本質和規律。

如在探究游標卡尺的應用時，為使學生學會用游標卡尺測量物體，教師可以鼓勵學生用游標卡尺測量生活中常見的物體，如礦泉水瓶蓋、杯子的內徑等。從生活中選擇素材會促使學生主動實踐，使學生感受到物理知識的實用性。學生會在實踐中總結，感受到游標卡尺需要根據給出的卡尺判斷精度，如給出10個格，則它的精度就是0.1 mm，學生在讀數的時候需要讀出0刻度線前面的數字N，還要在讀數過程中找出游標尺與主尺對齊的格數n。此外，學生會發現在使用游標卡尺時，要注意0刻度線的確認，單位要換算成“mm”，不需要估讀。生活化的情境會提高學生探究的主動性，激發學生的探究熱情。

2? ?設計問題性情境，活躍學生思維

教師在引導學生進行物理實驗探究時，要通過用問題來創設實驗情境，激發學生的探究欲望，促使學生融入問題情境，主動思考，積極分析，形成客觀認識。學生通過對問題的探究，能夠形成科學思維能力，學會推理判斷和邏輯分析，養成科學探索和思考的習慣[2]。

如進行豎直平面內的圓周運動的“水流星”實驗時，很多學生理解起來很困難，教師就可以帶領學生制作一個簡易的“水流星”模型。讓學生準備一根細線，準備一個塑料小杯，并在小杯上戳兩個小孔，使細線可以穿進去。教師可以提出問題：“如何讓細線穿過小孔系住塑料杯子的同時塑料杯子里還能裝上水？”問題會驅動學生思考，促進學生主動探究，活躍學生思維。教師還可以讓學生思考：如果讓塑料小杯直接倒過來，水會流出來嗎？問題會引導學生主動探究和實驗，驅動學生主動思考，通過邏輯分析的方式來推理判斷，實現學習能力的提高。

3? ?創設驗證性情境，鼓勵學生猜想

為使學生明確物理實驗的原理和本質，增強實驗的真實性，教師要為學生創設驗證性情境，引導學生通過猜想的方式來驗證物理實驗。學生在驗證過程中會主動推理和分析，探究實驗目的、實驗原理、實驗儀器以及操作步驟[3]。

如在“驗證動量守恒定律”的教學中，教師就可以讓學生自主驗證動量守恒定律，使學生明確m1v1+m2v2=

m1'v1'+m2'v2'。驗證實驗的過程中，學生會主動地參與實驗，積極分析，認真推理。在思考中，學生會認識到實驗過程要做什么，有什么依據，需要什么儀器，實驗步驟是怎樣的，如何處理各種實驗數據，在實驗過程中會得出什么實驗結論，產生誤差的原因是什么，如何改進會更好。在驗證過程中，學生會明確驗證性實驗就是把不可直接測量的量轉化為可以直接測量的量，然后進行計算和誤差分析。學生會看到質量是可以直接測量的，需要測量的就是速度，因此，實驗方案多種多樣，儀器的選擇、數據的處理、誤差的產生原因都不相同，學生需要具體分析。學生通過一步步測量和計算，會認識到驗證的關鍵就是測量物體的質量m和碰撞前后物體的速度v、v'，算出碰撞前的動量p=m1v1+m2v2，及碰撞后的動量p'=m1v1'+m2v2'，驗證碰撞前后動量是否相等。學生在推理驗證中會明確實驗原理，在一步步的操作中，把握規律，成為學習的主體。

4? ?設計比較性情境，引導學生對比

為了培養學生思維的嚴密性和科學性，教師在物理實驗教學中要為學生創設比較性情境，引導學生用對比的方式選擇更合理的實驗策略和方法，促使學生在比較中總結出有效的探究技巧。學生在比較中會發現不同實驗方法的利弊，總結出更加科學有效的實驗策略和實驗方法，從而提高實驗探究能力，培養科學思維，在實踐中形成科學態度。

如在“用單擺測量重力加速度”的實驗中，教師可設計兩種不同的實驗裝置：一種是把細繩螺旋狀地纏繞在鐵架臺上，另外一種是用一個夾子把細繩夾在鐵架臺上，細繩的下端系一個小鋼球，做成一個單擺。讓學生辨別哪種實驗裝置更合理。學生通過對比兩種不同的實驗裝置，會看到第一種裝置在實驗過程中擺線會出現松動的現象，單擺擺長會發生變化，但是第二種裝置的單擺擺長就不會發生變化，第二種實驗裝置更好。在實驗過程中，教師還可以鼓勵學生探究：測量單擺周期時，計時開始與終止時小球的位置在哪里更好？通過比較，學生會發現用秒表測量時間，要從擺球過平衡位置時開始計時，因為此處速度大，計時誤差小;而最高點速度小，計時誤差大。學生在比較性情境中會主動分析，探究實驗的科學性和有效性，提高實驗探究能力。

5? ?設計故事性情境，激發學生興趣

教師在為學生設計教學情境時，要結合學生的興趣和喜好，選擇學生喜歡的方式，促使學生融入情境。故事性情境是學生喜聞樂見的，教師用故事來創設教學情境，讓學生感受到知識探究的趣味性，從而進行主動思考。

如教師可以給學生講授“伽利略對自由落體運動的研究”故事，首先告訴學生亞里士多德曾經提出論斷，一塊大石頭的下落速度要比小石頭的速度大。假定大石頭的下落速度是8 m/s，小石頭的下落速度是4 m/s，當大小兩個石頭捆在一起下落的時候，小石頭并不能拖慢大石頭，而是總的重量比大石頭還要重，因此，下落的速度比8 m/s還要大。這一論斷在當時并沒有實驗來支持，因為那時的人們對速度并沒有明確的定義。伽利略為了進一步明確物體運動的特點和方式，積極地嘗試，主動地研究，大膽地提出了“速度”這個概念，并且提出了速度的變化怎樣才算“均勻”的假設：一種是速度的變化對時間來說是均勻的，即v與t成正比，如每過1 s，速度的變化量都是2 m/s;另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即v與x成正比，如每下落1 m，速度的變化量都是

2 m/s。伽利略為了驗證自己的猜想和假設，開始進行實驗。在驗證過程中，伽利略做了上百次實驗，通過實驗表明小球沿斜面滾下的運動的確是勻加速直線運動，換用不同質量的小球，從不同高度開始滾動，只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是相同的。通過實驗研究，伽利略確立了許多描述運動的基本概念，創造了近代科學的研究方法，他勇于實驗和主動探索的精神是永遠值得人們學習的。教師要善于在教學中通過這樣的名人故事，引導學生積極探索，主動思考，促使學生投入故事性情境，從而在情境中掌握科學研究方法，實現學習能力的提高。

總之，在高中物理教學中實施情境化實驗教學，教師要為學生創設生活化情境、問題性情境、驗證性情境、比較性情境和故事性情境，活躍學生的思維，激發學生探究的熱情，讓學生通過參與實驗獲得知識。學生主動地參與物理實驗，能夠通過對實驗的分析和推理，了解實驗現象，明確實驗本質，在探究中提高動手操作能力和創新能力，提高學生的物理核心素養。

【參考文獻】

[1]唐飛.淺談高中物理教學中的情境創設[J].延邊教育學院學報，2011，25（4）.

[2]韓建禮.高中物理教學如何創設問題情境[J].沙棘（科教縱橫），2010（10）.

[3]陳霞.高中物理情境教學淺探[J].考試周刊，2011（71）.

【作者簡介】

高勇（1981～），男，漢族，陜西商南人，本科，一級教師。研究方向：高中物理教學（教材教法研究，學生學習研究）。