基于生本理念的高中物理實驗教學探析

課題項目：山東省教育發展研究微課題“基于科學探究能力培養的高中物理實驗教學模式研究”（課題編號：FJ185）。

作者簡介：刁吉龍（1976～），男，漢族，山東青島人，山東省青島第六十六中學，研究方向：高中物理教學，物理實驗教學。

摘 要：伴隨著素質教育理念的落實，教師更關注學生的自主實踐能力和物理探究能力，更關注學生的學科素養以及實驗操作能力和物理應用能力。物理本身是一門以實驗為主的學科，無論是物理概念、物理定義還是物理性質定理的理解與應用，都可以通過實驗探究的方式展開。而且物理實驗方案的設計與實施，能在很大程度上鍛煉學生們的自主探究能力與創造能力，能引導學生經歷物理知識內容的推導、構建過程，能充分尊重學生的課堂學習主體地位。因此，教師要結合生本理念，組織學生展開多元化的實驗探究活動，讓實驗成為物理課堂的亮麗風景線，從而在提升學生物理能力的同時提升課堂教學質量。

關鍵詞：生本理念；高中物理；物理實驗；高效課堂

中圖分類號：G424

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8918（2024）22-0117-04

生本理念就是要以學生為本，以學生的全面發展為本，其核心是“一切為了學生”“高度尊重學生”和“全面依靠學生”。生本理念強調以學生為主體，強調在具體的教學活動中落實學生的主體地位。物理是重要的基礎學科，高質量的物理探究活動能培養學生的理性思維以及科學探究能力，能引導學生以物理的思維視角分析生活現象，還能全面熏陶學生的情感品質，塑造學生的價值觀念。傳統物理課堂以示范講解為主，學生們的學習比較被動，由于物理概念、定理等內容比較抽象，導致部分學生的物理學習效率不高。生本理念下，教師要關注學生們的思維認知基礎以及學習能力，并在此基礎上合理應用教學方法，創建良好的課堂互動氛圍，從而創建以生為本的高中物理高效課堂。

一、 生本理念在高中物理實驗課堂應用的原則

（一）以學生為本的原則

物理探究活動的設計與組織要以促進學生的發展為根本目標，物理課堂教學方法的選擇和應用也要關注學生的課堂情感體驗，關注學生們的物理探究興趣和自主探究能力。而且教師對學生的評價也要以促進學生的物理思維發展、提升學生的物理學習效率為目標。在生本理念下，教師要加強與學生的溝通交流，包括課堂上的師生互動以及課下的互動交流，教師還要通過學生的課內外作業練習來了解學生們的物理認知基礎以及知識掌握情況，然后在此基礎上靈活設計教學方案與實驗探究方案。

（二）以生命為本的原則

高中物理新教材注重培養學生的物理知識應用能力，而將物理知識內容的呈現融入生活化情境中，引導學生將理論內容與實際生活有機結合起來。那么在生本理念下，教師要引導學生以物理的思維視角分析生活現象，培養學生擁有向善、向上的內驅力，讓學生積極展開實驗探究，并運用物理知識技能來更好地改善生活品質，培養學生擁有不斷提升自我、不斷創新的勇氣，從而提升創造力。

（三）以成長為本的原則

在生本理念下，教師會關注學生原有的物理思維認知基礎與實驗探究基礎，并會運用符合學生認知基礎的教學引導方法以及評價方式等，引導學生積極自主地展開思考、觀察、分析、實驗操作、推理以及總結和歸納等，讓學生在這一過程中逐步提升自己的觀察能力、實驗探究能力以及物理思維能力。在生本理念下，教師還會更多地關注學生的努力與進步，給學生們創建展示自己的平臺，引導學生積極總結物理探究活動中的收獲與經驗。

二、 生本理念下高中物理實驗活動的意義分析

（一）有助于培養學生的物理探究興趣

興趣是最好的老師，當學生們產生了濃厚的物理實驗探究興趣，那么他們就會積極設計實驗探究方案，認真觀察實驗現象，總結物理實驗探究活動中的規律等，進而逐步發展自己的物理思維觀念以及物理實驗探究能力，形成物理探究的正循環。基于生本理念的物理實驗探究活動中，教師會引導學生們設計他們感興趣的實驗探究活動，引導學生積極動手操作他們感興趣的實驗活動，幫助學生深入理解基本的物理知識內容以及物理規律，并會感受到物理探究成就感。高中生本身已經具備了較強的自主實驗探究能力，他們不僅會在課堂上、實驗室內積極展開物理實驗，還會在課外積極展開物理實驗，因而就會在形成濃厚物理探究興趣的同時養成良好的物理探究習慣。

（二）有助于提升課堂教學質量

基于生本理念的高中物理實驗探究活動中，學生保持高度的專注力與敏捷的思維力，并結合已有的思維認知，猜想有可能發生的實驗現象，并會認真觀察實驗現象，將自己的猜想與真實的實驗現象進行對比，然后在此基礎上進行物理性質定理等的歸納總結。當學生在課堂上保持了全神貫注的學習狀態，理解了整個實驗活動過程及其實驗原理，并積極展開師生互動以及生生互動，那么他們就會在有限的課堂時間內構建更為系統化的知識體系。

（三）有助于落實新課程標準理念

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》理念中非常關注學生們的科學思維能力，實驗探究能力以及物理應用能力。而且物理新課程標準理念中還明確指出引導學生體驗科學探究過程，了解科學研究方法，增強創新意識和實踐能力等。在基于生本理念的物理實驗探究活動中，教師會將實驗活動適時滲透到課前、課中以及課后等多個環節，會引導學生展開自主實驗探究以及小組實驗探究，在創造良好氛圍的同時，全面落實新課程標準理念。

三、 基于生本理念的高中物理實驗教學探析

（一）創建問題情境，激發學生物理實驗探究興趣

無論是物理知識內容的學習構建，還是物理實驗探究活動的設計與實施，教師都可以創建恰當的問題情境，通過問題導學的方式來調動學生學習探究的內驅力，引導學生在分析問題以及解決問題的過程中掌握科學探究方法，形成科學探究思維。在基于生本理念的物理實驗探究活動中，教師可以創建科學恰當的問題情境，從而引導學生積極參與到物理實驗的設計與操作中，從而讓實驗活動點亮物理課堂。

例如，“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗活動的導入環節，教師可以設計如下問題：打點計時器可以測量什么物理量？小車的運動速度是否與時間變化有規律？有什么規律？我們可以通過什么方法來研究？在這一系列問題的引導下，學生們會展開相應的猜想，會結合“打點計時器、學生電源、導線、試驗小車、細繩”等工具自主設計實驗方案。而且學生會帶著問題，積極組裝實驗器材，認真記錄實驗數據，分析實驗數據和實驗現象，總結小車運動速度與時間變化的規律。類似的，還有其他實驗活動，教師都可以在實驗導入環節，設計相應的問題，引導學生帶著問題設計實驗方案、展開實驗操作、總結物理性質定理等。

（二）注重實驗操作，培養學生的物理探究能力

實驗操作是學生們探究物理概念、定義以及性質定理等的重要途徑，是學生們發展自己物理思維品質，形成科學探究能力的重要方式。在基于生本理念的物理實驗探究活動中，教師要給學生們創造實驗操作的機會與環境，引導學生結合實驗工具展開操作探究，從而全面提升學生的物理能力。

例如，“探究加速度與力、質量的關系”教學活動中，教師可以準備好“小車、砝碼、小盤、細繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導線兩根”等器材，引導學生畫出簡單的實驗原理圖，并按照實驗原理圖組裝好實驗工具，將細繩、小車、紙帶、實驗臺等放在合適的位置。緊接著，學生們要將小盤通過細繩繞過滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，取下織帶編號碼，然后保持小車的質量m不變，改變砝碼和小盤的質量m′，繼續展開后續的實驗操作、描點作圖、繪制相應的圖像等。當學生們經歷了具體的實驗操作過程，那么他們就能總結出實驗活動中的規律方法，并能深入感知到實驗探究的趣味性與成就感。

又如，“探究平拋運動的特點”教學活動中，教師同樣可以準備好實驗所需的工具，然后引導學生結合實驗原理，展開相應的實驗操作，繪制相應的圖形，并結合實驗現象與圖形特點來總結平拋運動的特點等。

（三）注重演示實驗，創建良好的課堂氛圍

物理實驗探究活動需要花費較多的時間與精力，而且由于實驗工具、器材以及環境等因素的影響，無法讓班級所有學生親自參與所有的實驗探究，所以教師的演示實驗就變得非常重要。在基于生本理念的物理實驗探究活動中，教師要加強實驗的演示操作，創建良好的物理探究氛圍，引導學生觀看整個實驗探究過程，分析其中的實驗原理，并在此基礎上進行一定的總結整理，從而全面提升學生的物理能力。

教師可以準備好實驗工具，在課堂上進行直觀的實驗演示操作。盡管學生們沒有親自參與實驗操作，但是直觀的實驗現象同樣會深深印在學生腦海中，成為學生物理探究思維的一部分。教師的演示實驗操作中，要注重與學生的互動交流，從而引導學生保持專注的學習狀態。例如，“驗證機械能守恒定律”教學活動，關于這一實驗的演示操作，教師可以在課堂上呈現出鐵架臺、打點計時器、重物、織帶等器材，引導學生結合準備好的器材設計實驗方案，整理出實驗原理等。在學生進行了一定的自主思考與總結后，教師再按照學生們總結出的實驗原理來組裝實驗工具，展開具體的操作，并引導學生記錄實驗現象、數據等內容，總結實驗定律等。

教師可以借助信息技術，通過信息化的方式演示實驗的整個過程，引導學生加強觀察、分析與總結整理。在教育信息化背景下，教師也可以在課前錄制演示實驗的具體操作過程，然后在課堂的合適時間加以播放，并結合實驗演示視頻與學生進行積極的互動交流，從而引導學生認真關注實驗全過程、分析總結其中體現出的實驗定理等。

（四）強化合作交流，提升學生的物理能力

《義務教育物理課程標準（2022年版）》中明確指出合作交流是重要的物理探究方式。在合作交流教學模式下，學生會互相分享各自設計的實驗方案，會共同完成整個實驗操作過程，并會積極分享表達各自的實驗探究心得與認識。在基于生本理念的高中物理實驗探究活動中，教師可以將班級學生分成若干小組，引導小組學生共同加強實驗方案設計，共同參與實驗操作的全過程，共同進行實驗總結、反思與整理，從而全面提升學生的物理實驗操作能力。

教師要引導小組學生共同設計實驗方案。在物理實驗探究活動中，不同的實驗器材決定著不同的實驗方案。而且學生們的個體思維本身就具有差異性，他們設計的實驗方案自然也會體現出差異性，小組合作的方式能引導學生共同優化實驗方案，能有效培養學生的科學探究思維與物理觀念。例如，在“驗證機械能守恒定律”教學活動中，學生可以應用鐵架臺、打點計時器等工具設計實驗方案，也可以應用氣墊導軌、光電門、滑塊等設計實驗方案。

教師要引導小組學生分工合作，共同完成實驗操作活動。例如，在“探究彈簧彈力與形變量的關系”教學活動中，小組1學生可以負責彈簧、鐵架臺等的組裝，小組2學生負責在彈簧下端懸掛不同質量的鉤碼，小組3學生記錄長度，小組4學生負責繪制相應的圖像，小組所有學生負責總結實驗數據與圖像信息等。教師要認真觀察小組學生們的實驗操作過程，了解學生們的實驗操作水平，然后在此基礎上與學生們進行互動交流，共同創建高效的物理探究活動。

教師要引導小組學生共同加強實驗整理與反思。當小組學生共同參與了某一實驗探究活動后，他們要自主總結實驗規律以及實驗經驗和需要改進的實驗操作，并將自己總結的內容積極分享給小組同學，從而共同加深對實驗原理的理解，共同提升實驗操作能力。

（五）注重實驗操作練習，培養學生的自主學習能力

實驗操作活動是一個熟能生巧的過程，當學生們積極自主地展開了多次實驗操作練習，那么他們就能經歷一個由量變到質變的過程。學生是物理探究活動的主體，當學生們在課前與課后等不同環節整理了物理實驗原理，展開了相應的物理實驗操作，那么他們就會加強對物理概念、定義以及性質定理的理解與應用，就能進一步發展自己的物理探究思維。因此教師要引導學生積極展開物理實驗操作練習，從而全面培養學生的自主學習能力。

教師要引導學生在課前預習活動中展開實驗操作練習。在基于生本理念的高中物理實驗探究活動中，學生只要在課前熟悉了實驗原理以及實驗操作過程，就能在課堂上保持高度專注的狀態。例如，在“牛頓第三定律”教學活動中，教師可以引導學生在課前自主展開“用彈簧測力計探究作用力和反作用力的關系”的實驗操作，引導學生在課前對作用力和反作用力有初步的理解與認識。

教師要引導學生在課后通過實驗操作的方式加強鞏固練習。傳統模式下的作業內容和方式比較單一，作業有效性亟待提升。基于生本理念的物理實驗探究活動中，教師可以引導學生在課后展開自主實驗操作，引導學生通過具體的操作活動展開思考與鞏固整理等。例如，在“曲線運動”教學活動中，學生們可以在課后自主展開“用飛鏢顯示曲線運動的速度方向”的實驗探究活動，即學生要準備好的飛鏢在空曠地帶拋出。飛鏢在空中各點的指向就是它在該點的速度方向。學生可以嘗試改變飛鏢的投射角，并運用電子設備拍出飛鏢的運動軌跡，感知曲線運動的特點等。或者，教師也可以引導學生在課后練習與物理實驗有關的習題，引導學生將理論內容與具體的實踐操作有機整合在一起，從而全面提升學生的應用能力。

（六）注重多元化評價，增強學生的物理探究自信

科學有效的評價能引導學生更為全面、客觀地認識自己的物理探究能力，能有效挖掘出學生的內在潛力，進而能引導學生及時查漏補缺，及時總結物理實驗探究活動中的有益經驗以及不足之處。在基于生本理念的物理實驗探究活動中，教師要注重評價的導向作用以及激勵作用，要加強對學生的多元化評價以及正面激勵，幫助學生增強物理實驗探究的自信心，引導學生養成良好的物理實驗探究習慣。因此，教師要注重對學生的多元化評價，從而切實培養學生的科學探究能力。

教師要注重對學生的多元化評價。教師要注重評價主體的多元化，評價內容的多元化以及評價方式的多元化。即教師要關注學生的物理實驗方案設計能力，實驗操作能力以及實驗總結反思能力，關注學生的科學思維能力以及科學態度觀念，并運用語言評價以及積分評價等多種方式來記錄學生的具體表現。而且教師還要引導學生關注自己的物理實驗探究能力，引導學生關注班級同學的物理實驗探究能力，從而引導學生加強自我評價與自我反思，進而為學生后續高質量的物理實驗探究奠定基礎。

教師要注重對學生的激勵性評價。幾乎每一個高中生都希望獲得教師的表揚與肯定，因此教師一定不要吝嗇自己的贊美，要積極表達出自己對學生們的正面期望，引導學生向著自己期望的方向發展。當學生們在物理實驗探究活動中充滿了自信，充滿了活力，那么他們就能更多地感受到物理實驗探究的成就感，并會在原有基礎上獲得發展與成長。

四、 結論

總而言之，實驗活動是物理探究活動的重要方式，是培養學生物理探究能力以及實事求是科學思維觀念和創新能力的重要途徑。在生本理念下，教師要引導學生積極展開物理實驗探究活動，讓實驗活動成為高中物理課堂的一道亮麗風景線，從而切實提升課堂質量。

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