高中物理實驗教學策略探究

【摘要】有效的物理教學活動能夠充分調動學生的學習興趣。文章從優化性原則、邏輯性原則、開放性原則、多樣性原則、主體性原則五個方面進行分析，探索高中物理實驗教學的策略。

【關鍵詞】高中；物理；實驗教學；策略

作者簡介：譚曉闖（2004—），男，西藏大學理學院。

高中物理實驗教學本身具有抽象性、邏輯性以及復雜性。在這種情況下，傳統的物理實驗教學方式很難對學生核心素養的培養起到促進作用。在推進素質教育的背景下，教師需要打破傳統高中物理實驗教學模式的弊端，實現高中物理實驗教學的創新，落實對學生核心素養的培養。

一、高中物理實驗教學的注意事項

（一）注重從學生的角度思考教學策略

尊重學生的課堂主體性是實現高中物理實驗教學的基本條件。在講解實驗知識時，教師需要從學生的角度出發，使學生做到對知識的內化吸收與外化應用，從而保證物理實驗教學的有效性。

（二）注重從物理實驗的角度思考教學策略

掌握物理實驗是學生深度理解物理知識的必經之路。基于此，在進行實驗教學時，教師需要重視引導學生從實驗中思考物理知識、發現物理規律。這樣，學生能扎實掌握物理知識。此外，從物理實驗的角度出發開展教學，學生能夠邊學習知識，邊掌握實驗操作方法，這對學生實驗能力的提高具有重要意義。

二、高中物理實驗教學的策略

（一）立足優化性原則，開展演示實驗教學

演示實驗是高中階段物理教學的重要組成部分。通過演示實驗，學生能夠對物理實驗的過程、注意事項等知識內容建立清晰的認知。這對學生實現高效學習有重要意義［1］。在開展高中物理實驗教學時，教師應基于優化性原則，融合現代信息技術，幫助學生達成有效掌握物理知識的目標。

以人教版高中物理必修1第二章“實驗：探究小車速度隨時間變化的規律”為例。在此課中，學生應掌握“如何由紙帶判斷物體的運動狀態并計算加速度”。基于此，教師可以通過演示教學引導學生掌握上述知識。首先，教師需要準備打點計時器、電源、導線、小車、4個25g的鉤碼、一端附有滑輪的長木板、帶有小鉤的細繩、紙帶、刻度尺、坐標尺等實驗器材。其次，在演示教學中，教師可以根據圖1開展演示實驗。在演示中，教師可以依次增加鉤碼的數量，直至加到4個鉤碼。在加鉤碼時，鉤碼的重量會帶動小車向前移動，從而帶動紙帶通過打點計時器記錄下相應的數據。這樣，在多次實驗后，便可以獲得圖2形式的紙帶。

再次，教師可以每隔0.1秒進行標注，依次測出x1、x2、x3、x4、x5、x6的數據。最后，根據已經掌握的數據，教師便可用公式求得各點的瞬時速度，并用計算機制作v-t圖像，即速度與時間的關系圖像（如圖3所示）。

最后，在制作v-t圖像時，教師可以提示學生注意以下內容：第一，應合理選取圖像中的標度，讓圖像大致分布在坐標平面的中央位置；第二，在連線的過程中，應讓直線盡可能通過較多的點，且未在直線上的點也應均勻分布在直線兩側。這些要點是保證圖像準確性的基礎。

在借助信息技術開展實驗演示教學時，教師要對實驗中應注意的事項進行提示，確保學生掌握實驗的操作過程和要點。

（二）立足邏輯性原則，重視物理實驗設計

在傳統的高中物理實驗課堂上，教師多是按照教材中給出的實驗設計方案開展實驗教學活動。這雖然在一定程度上能夠幫助學生減輕學習壓力，但是不利于鍛煉學生的物理思維，也不利于培養學生的實驗操作能力。教師立足邏輯性原則，重視物理實驗設計，有利于幫助學生擺脫對教材的依賴，促進學生提高實驗操作能力［2］。

以人教版高中物理必修1第二章“自由落體運動”為例。在此課中，學生應認識什么是自由落體現象，并能夠根據所學知識完成自由落體實驗的設計與觀察。對此，教師應基于邏輯性原則，注重學生的物理實驗設計能力，讓學生自主設計簡單的物理實驗，進而提高物理實驗教學的有效性。物理實驗方案的形成需要經過“發現現象—提出猜想—實驗設計—實驗探究—獲得結果”的基本過程。教師可以指導學生借助打點計時器（如圖4所示）完成自由落體運動性質的探究。

學生自主設計，通過更換不同重量的物體進行反復實驗，并記錄下每次實驗的數據（如表1所示）。

在獲得上述數據后，學生根據相關公式計算得到B、C、D、E、F的自由落體速度，并得出“自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動”的結論。

學生在獨立自主的前提下，完成探索自由落體運動性質的實驗設計，經歷物理實驗的一般過程，掌握物理實驗的具體操作方法，這對學生物理實驗能力的提高有非常重要的促進作用。

（三）立足開放性原則，關注生活物理實驗

在高中物理實驗教學中，教師應遵循開放性原則，拓寬學生的思維。教師需要引導學生將課堂所學的實驗知識運用在生活中，以讓學生的物理實驗能力獲得充分鍛煉。在開放性原則的指導下，學生能夠關注生活中的物理現象，主動將所學物理知識與實際生活相聯系，做到理論學習與實踐的結合，從而實現物理素養的提升。

以人教版高中物理選修1-1第二章“磁性材料”為例。教師可以從生活中的現象入手開展教學活動。如鳥類在遷徙的過程中，能夠根據地球磁場的變化識別方向；在現代社會中，人們可以乘坐磁懸浮列車出行［3］。以上現象有利于激發學生的興趣，促進學生關注與磁場相關的物理實驗。在此基礎上，教師可以引導學生開展“磁鐵控制瓶蓋”的實驗。

首先，教師可以引導學生在燒杯中裝滿水，然后分別放入帶有磁鐵的瓶蓋。

其次，學生可以發現，在放入第一個帶有磁鐵的瓶蓋時，受到水的浮力影響，瓶蓋可以懸浮在任何位置；而在放入第二個帶有磁鐵的瓶蓋時，受到同性相斥的影響，兩個瓶蓋之間的距離會相隔較遠；在放入更多帶有磁鐵的瓶蓋時，瓶蓋會自動完成相應的排列，并形成相應的圖案（如圖5所示）。

最后，教師可以引導學生思考何為磁性、何為磁體以及何為磁場。通過思考，學生可以認識到磁性是指物體能吸引鐵、鈷等物質的性質；磁體是帶有這種性質的物體，如上述實驗中的磁鐵；磁場則看不見、摸不著，但卻真實存在，如上述實驗中相互排斥的瓶蓋之間便存在磁場。

通過上述與生活相關的物理小實驗，學生可以更進一步地理解磁性、磁體以及磁場等知識，提高學習的有效性。

（四）立足多樣性原則，豐富物理實驗教學手段

教師需要運用豐富的教學手段讓學生感受物理實驗的趣味性、豐富性，借此提高學生對物理實驗的興趣。在傳統的物理實驗課堂上，教師主要是以口頭講述為主，這導致學生難以對物理實驗形成系統的認識，也對學生的物理學習產生不利的影響［4］。基于此，教師需要基于多樣性原則，豐富物理實驗教學手段，深化學生對物理實驗的認知，促進學生物理實驗能力的提高。

以人教版高中物理必修第二冊第五章“實驗：探究平拋運動的特點”為例。教師可以采用小組合作的手段開展教學活動，引導學生小組合作完成“平拋運動的軌跡是否為拋物線”的實驗。在實驗中，學生需要用到斜槽、小球、方木板、鐵架臺、坐標紙、圖釘、三角板、鉛筆、刻度板等實驗器材，并需要將實驗器材組裝成圖6所示的樣式。

圖6 實驗：平拋運動的軌跡是否為拋物線

在完成實驗器材的組裝后，學生需要確定小球的位置，使小球從斜槽上滾下來時可以正好穿過卡片上的孔，而不擦碰到孔的邊緣，并用鉛筆在卡片缺口處的坐標紙上點上黑點，即標注小球穿過孔時球心所對應的位置。此外，學生還應保證小球滑下的位置是相同的。為了確保結果的正確性，學生可以改變斜槽的高度進行多次實驗，并綜合多次實驗的數據判斷實驗是否準確。在完成實驗后，學生需要取下坐標紙，用平滑的曲線連接坐標紙中的黑點，獲得小球的平拋運動軌跡。在實驗的最后，學生需要結合坐標紙上的數據進行驗證，說明描繪所得曲線為拋物線，即平拋運動的軌跡是拋物線。

通過合作實驗的手段，學生既可以獲得與傳統實驗課堂不同的學習體驗，又可以提高合作探究能力。

（五）立足主體性原則，創新實驗教學評價體系

有效的教學評價是實現教學效率與教學質量提高的重要因素。在傳統的物理實驗課堂上，部分教師未落實對學生的有效評價。這不利于激發學生學習物理知識的動力。對此，教師應立足主體性原則，對實驗教學評價體系進行創新，在實驗教學中突出學生的主體地位，重視學生的學習體驗與學習感受，讓學生能夠獲得真實、客觀以及有效的評價。

仍以人教版高中物理必修第二冊第五章“實驗：探究平拋運動的特點”為例。教師可以根據學生在小組合作中的表現給予其適當的評價。首先，教師應尊重學生的主體性，評價學生在小組合作中是否積極主動。如果學生能夠在小組長的調配下，積極完成合作任務，教師便可以給予其表揚性評價，讓學生獲得滿足感，從而更有信心開展后續的合作。其次，教師應尊重學生的差異性，對能力不同的學生給予不同的評價。針對能力較弱的學生，教師應多給予其鼓勵性評價，使其樹立學習信心，在小組中發揮自己的作用，與小組成員一起完成實驗內容。最后，除了要評價學生的小組合作過程，教師還要重視對學生小組合作結果的評價。在評價小組合作結果時，教師可以從結果的準確性等方面進行評價。如有的小組只采用一次實驗的數據，這會使得實驗結果不具有普遍性，此時教師需要指出他們的問題；有的小組采用多次實驗的數據進行綜合分析，獲得準確的實驗結果，此時教師需要給予他們積極肯定的評價。

教師立足主體性原則，創新實驗教學評價體系，有利于幫助學生增強學習信心，促進學生物理實驗能力的提高。

結語

綜上所述，教師需要在新課標的指導下，創新高中物理實驗的教學策略，提升高中物理實驗教學的有效性，實現高中物理實驗教學效率與質量的全面提高。

【參考文獻】

［1］鄭文濤.實驗高中物理創新實驗教學策略研究［J］.學周刊，2022（27）：57-59.

［2］鄺玉蘭，莫黎斌.高中物理習題教學與創新實驗結合的課堂模式探討［J］.廣西物理，2022，43

（2）：237-241.

［3］黎小鹿.高中物理實驗教學培養學生核心素養的策略［J］.高考，2022（7）：27-29.

［4］程萬軍.新課程背景下高中物理實驗教學優化策略［J］.學周刊，2021（30）：143-144.