高中生物理自主實驗能力的提升對策探究

摘" 要：高中生的物理知識培養是中學生整個教育生涯中的重要階段，將其中的理論知識與實驗活動相結合，有利于提升學生的知識掌握轉化率。在新課改的要求下，可以從創新物理實驗試題的研究出發，在物理實驗的實操和解決中提升學生掌握物理知識的程度，有利于培養學生的綜合素養。文章主要從高中生在物理實驗課程的學習過程中遇到的問題出發，融入新型的以實驗教學為主導的高中物理教育方式，并分析了其中的具體物理問題，指導了學生具體的解題過程，改變了解題思路，讓學生在學習中能夠參與到物理實驗過程中，從而在實際的物理實驗現象中提升理解和記憶能力。

關鍵詞：高中物理；物理實驗；自主探究；網絡學習

* 本文系東山縣基礎教育教學研究課題“高中物理學生實驗能力提升策略研究”（課題編號：DKTZ007）的研究成果。

高中生的學習已經有了一定的獨立自主性，在學習過程中，不能僅僅依靠死記硬背，而是應以學生的理解吸收為主，教師教會學生科學的學習方法，并且合理地布置課后作業，幫助學生轉化、吸收知識。只有掌握了高效、科學的方法，才能夠極大地提升學生的學習效率。高中物理教學有較多難以理解的部分，例如有許多物理模型、抽象概念，如果缺乏相應的教學輔助工具和一定的形象化展示，則不利于高中生掌握物理知識。因此高中物理的教學過程可以充分利用自主探究實驗的教學形式，幫助學生形成一定直觀的形象記憶。在課堂的實驗教學過程中，教師可以利用網絡教學平臺的展示效果，讓課堂教學更加直觀，在課后的學習中，在教學平臺上加入一些優質的物理實驗教學視頻，可以鞏固課堂教學效果，在物理實驗教學中提升學生的自主探究實踐能力。

一、物理實驗提升學生自主實驗能力的重要性分析

（一）高中物理實驗的教學方式分析

高中階段的教學工作壓力較大、節奏較快，教師一般以學科理論知識的教學為主，對教材中出現的實驗現象和原理一筆帶過，不利于學生深入理解物理實驗的原理、對知識形成長久的記憶力。而新型的物理實驗教學課堂，對提升學生的學習興趣、培養實驗探究能力十分重要。例如，在探究勻速、變速直線運動時，教師首先將實驗的目的通過網絡教學平臺傳遞給學生，激發學生自主探究的欲望，然后收集不同的實驗思路，分析其中的優缺點。最后教師教授學生使用打點計時器探究物體移動速度的原理，在先思考、后實驗的過程中，培養學生的自主實驗探究能力。

（二）有利于提升高中生的核心素養

高中階段雖然以學科知識和應試教育為主，但也需要重視培養學生的綜合能力。高中物理實驗的教學方式，可以提升學生的動手實踐能力、探索能力，在實驗器材的選擇中獲取最佳的實驗方案，在實踐活動中體會物理理論知識的具體運用，有利于提升教學知識的轉化率、學生的核心素養。例如，在探究胡克定律時，如何分析彈簧伸長量和懸掛重量之間的關系以及分析采用的實驗器材種類，可以讓學生在彈簧種類、鉤碼數量、刻度尺規格以及實驗方式中進行自主探究，通過對實驗過程中的數據測量、記錄和分析等過程，在實際實驗中驗證胡克定律，進而培養學生的綜合素養。

（三）有利于提升學生的獨立思考能力

獨立思考能力對學生的終身學習能力培養十分重要。在新課改的背景下，優化高中物理實驗的流程，引進自主探究環節、實驗預習環節和教師指導環節，能夠鍛煉學生的自主學習能力。例如，教師可以采用范例實驗教學法，教授學生如何使用打點計時器在紙帶上打出勻速、變速的小孔，通過控制變量法，可以打出不同間距的小孔，然后引出牛頓第二定律，讓學生參照教材的物理學原理，分析如何利用紙帶和打點計時器進行驗證實驗。這種范例教學方式可以充分調動學生的學習積極性，培養學生自主探究學習的習慣。

二、充分利用現代化的科技手段進行實驗教學

可以用微課拓展物理實驗，解決演示中的不足。高中物理課程的時間以及教材的篇幅有限，在對學生進行相應的教育過程中，學生只能依靠教師的講解進行相應地分析，沒有形成一定的直觀表現。而在微課平臺的幫助下，則可以很好地展示高中物理教學過程中的模型演示過程，學生在微課平臺上觀看完整的物理實驗，可以對實驗的步驟、現象以及最終的結果產生一定的認識，幫助學生直觀記憶。另外，在微課視頻的演示過程中，教師也為學生留有了一定的思考空間，幫助學生思考實驗以及設計創新，在自我探索或者是協作過程中，完成相關的物理學習。

另外，這種教育方式也有利于滲透現代高中物理學科的教育特點。高中物理學科屬于自然科學，傳統的教育教學形式不利于培養學生的發散思維，只是以教師講解知識以及學生的筆記記錄為主，對培養學生的物理學習興趣沒有起到促進作用。而在微課視頻的演示幫助下，學生對高中物理知識的認識更加形象、直觀，有利于提升學生對物理知識學習的興趣，在物理知識的學習過程中解決生活問題。通過微課平臺，能夠幫助學生鍛煉獨立思考的能力，在大腦中有了大致的記憶思路后，逐漸加入一些小的知識點，促進了學生高中物理思維的開發。

三、打造高效高中物理自主實驗課堂的方法

（一）做好高中物理實驗的預習工作

在高中物理實驗的課前預習過程中，借助微課平臺，有利于實現高中物理實驗課程的探究式教學法，完成高中物理實驗的預習工作。高中物理學知識與生活現象密切相關，教師可以在實驗中對相應的現象進行解讀，激發學生的自主探究心理。實驗預習工作可以借助現代化的網絡教學平臺，在物理實驗視頻的指導中，讓學生對實驗過程和原理有初步的認識。在物理實驗的預習過程中，還可以采用分組預習法，同一個小組的人員在微課上完成預習后，在小組內進行討論，各自抒發自己的實驗觀點和流程，在相互交流中提升學生對實驗的理解程度。例如，在測量金屬絲的電阻率實驗中，教師可以事先布置小組預習探究任務，讓學生在探究中學會選取電阻的內外接法，并分析其中的優缺點，查找電阻率的計算表達式，然后畫出電力圖，根據電路圖連接實物圖；準備好待測金屬絲、電壓表、電流表和不同電壓的電源等實驗器材，然后用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，分析當采用伏安法測電阻時的注意事項，如果電壓表的指針沒有達到半偏以上，會造成誤差分析，在實驗問題探究中培養了學生的自主探究能力。

（二）發揮微課平臺在物理課中的應用

實驗教學如果準備不充分，在物理實驗中往往會出現手足無措的局面。以微課教學平臺為例，可以在高中物理實驗課堂上提出相應的問題，然后進行實驗探究或者是口頭解答，進行預習之后，可以采用“答疑＋講授”的方式，開展高中物理實驗教學。改進后的教學模式示意圖，教師無須再進行實驗操作演示，可以鼓勵學生根據實驗視頻或文字提示自行完成實驗，在實驗的過程中遇到問題時，可以通過同學討論、請教教師和在線查詢資料的方式來解決，給學生預留足夠的時間和空間思考實驗的設計與創新，可以通過自我探索或協作完成實驗。

物理學科屬于自然科學，研究的是物質之間的一些相互作用、運行規律以及如何使用一些實驗手段，直接推動著人類社會的發展。物理學是一門實用性很強的學科，學好物理學后，學生可以在未來的生活或者是工作中解決很多問題。滲透法的教學是將物理的知識框架傳遞給學生，因為物理學的知識點多而繁雜，通過在課堂中建立相應的物理實驗學習框架，在整體思想理論的指導下完成整個實驗內容，同時加入學生的思考創新、融入個人的實驗思路，能夠全面地開發學生的物理實驗思維。

（三）發揮微課平臺在課后的應用

充分利用課后學習時間進行高中物理實驗教學的復盤是提升學生理解程度的關鍵，教師在完成課堂實驗教學任務工作后，可以將相似的實驗視頻存放在微課平臺，學生利用平臺總結實驗的過程和現象，是提升學生應用理解程度的有效方法。網絡速度的發展不僅增加了學生的學習渠道，也為打造專業的物理實驗教學平臺奠定了基礎，而構建專業的物理實驗平臺，可以增加學生的學習方式。因此，建立專業化的網絡教學平臺，可以幫助高中物理實驗實現優質教學。網絡教學平臺必須包含豐富的物理知識，并通過不同的形式展現出物理知識中的現象、原理等知識點，幫助學生自主選擇實驗教學內容，在相應模塊實驗的學習中，讓學生建立起系統化的知識學習體系以及擁有完備的實驗內容總結記憶。例如，教師可以讓學生尋找激光筆、光敏電阻等物理實驗材料，在材料中間配置電流表，在網絡教學視頻的指導下，學生自主開展傳感器的簡單實驗，探究在光照情況下電流表值的變化，然后增加光照強度，記錄電流值的變化情況；可以讓學生自主探究不同波長光照、交流和直流電對光敏電阻大小的影響，自主分析實驗結果，提升學生獨立的實驗能力。

（四）高效物理實驗教學策略

物理實驗同樣需要遵循簡約、高效的特點。當學生在自主探究后，會形成自己的一套實驗思路，在實驗思路的分享中，教師會進行實驗評判，改善其中繁雜的實驗，簡化物理實驗流程，讓實驗現象更加直觀，幫助學生開展高效的物理實驗。例如，在采用伏特表和安培表測量電源的電動勢和電內阻時，教師可以先畫出物理實驗圖，讓學生根據物理實驗圖找到相應的實驗器材，如電源、電鍵、導線、伏特表和滑動變阻器等，然后根據自身對電動勢和內阻的理解概念設計實驗步驟。將實驗過程分為準備、操作和數據處理過程，在多次實驗中尋找最佳的實驗流程。同時也可以讓學生自己設計出不同的實驗流程，然后進行對比，從而探究出合理的實驗步驟，培養自主實驗能力。

（五）學會在生活中分析物理實驗案例

生活中的現象與物理學原理緊密相連，而激發學生的探究欲望、尋找生活中的物理實驗，是提升自主實驗能力的基礎。例如在生活中，可以發現，當發生碰撞后，兩個物體之間的速度會發生變化，那么是否還會伴隨其他的變化，以引導學生進行自主探究。另外，在驗證動量守恒實驗時，教師可以讓學生在生活中尋找實驗器材，用天平稱出兩個小球的質量和直徑ｄ，安裝好實驗斜槽，讓兩個小球從等高處落下，在白紙上記錄垂線位置，表示入射球的位置Ｏ，然后讓入射球Ｍ１從斜槽某高度落下，用圓圈記錄入射球的位置Ｐ，用Ｎ記錄被撞球Ｍ２的位置，然后計算Ｍ１×ＯＰ與Ｍ２×（ＯＮ－ｄ）＋Ｍ１×ＯＭ之間的實驗值之間的差距。

自主探究能力的培養可以提升學生的主動探究能力，在遇到生活和學習問題時，以自我驅動進行學習，是提升學生綜合素養的有利方式。特別是在高中物理學科的實驗教育中，充分利用預習過程中的自主探究、小組協作完成任務等學習方式，以現代化教學平臺為輔助，共同培養學生的自主實驗探究能力。將網絡技術與高中物理教育相融合，對研究課題的教學模式具有進步意義，這積極推進了高中物理實驗教育，有利于學生提高自主學習能力，培養創新精神，使學生在思想與人格方面均能得到有益發展。同時改變了學生傳統的思維模式，變被動學習為主動學習，使學生愿意將自己的業余時間投入物理知識的學習中。

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（責任編輯：向志莉）