中學物理迷你實驗教學實踐研究

中圖分類號：G427 文獻標識碼：A 文章編號：2097-1737（2025）15-0046-03

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）明確指出，教師應重視對課程資源的開發與利用，以及對學生實驗能力的培養。在此背景下，教師需要不斷強化自身的課程資源意識，對各種有價值的教學資源進行整合開發[1]。其中，迷你實驗是輔助物理教學的重要教學資源之一，有著實驗材料生活化、操作過程簡單化、實驗過程趣味化等諸多優勢，可以為學生提供更多動手操作的空間和機會，有助于促進學生實驗操作能力的提升[2]。因此，教師可加強對“迷你實驗”這一資源的開發和利用，充分發揮其在物理教學中的優勢。

一、開展迷你實驗的指導思想

（一）關注學生的個性發展

在傳統灌輸式教學模式下，教師往往側重于對教材內容的講解，忽視了學生的個性發展，在課堂上鮮少為學生提供表達新想法、展現新思維的機會。相比之下，迷你實驗強調以學生為中心，高度重視學生的個性發展。在開展迷你實驗時，教師應充分考慮學生在接受水平、操作能力上存在的差異，并針對不同的學生設置不同的實驗教學目標。通過積極鼓勵學生參與實驗過程、自主設計實驗方案，并激發他們的創新意識，教師能夠更有效地促進學生的個性化成長，激發他們的學習熱情，培養他們樂于探索、勤于學習的良好習慣。

（二）在實際生活中的應用

《課程標準》還指出，教師要加強物理課程與實際生活之間的聯系，注重讓學生聯系已有的生活經驗理解新知，體會物理學科與現實世界的關聯。迷你實驗的實驗材料所具備的生活化特點與這一要求不謀而合。這要求教師扮演好“橋梁”角色，指導學生從司空見慣的生活現象中挖掘物理原理，運用自身的生活體驗剖析物理難題，深化對所學知識的理解和構建。如此，學生不僅能體會物理在生活中的廣泛應用，還能在實踐中不斷鍛煉和提升解決實際問題的能力，真正實現對物理知識的活學活用[3]。

二、開展迷你實驗教學實踐的價值

（一）有助于學生加深對物理知識的理解

中學物理的學習包括晦澀難懂的物理概念、復雜抽象的物理規律、豐富多樣的物理方法等。如果教師只是采取口頭講解的方式向學生傳遞這些概念、規律和方法，就可能導致學生對知識的理解只停留在表面的機械記憶上。而通過開展迷你實驗，教師可以創設直觀、具體的學習情境，并有效引導學生觀察物理現象、探究物理規律。通過親身的觀察、操作與分析，學生能夠發現其中蘊含的物理知識，加深對物理知識的理解與內化。

（二）有助于學生熟練掌握實驗操作技能

開展迷你實驗教學實踐有利于為學生提供更多動手操作、實踐探究的機會。在此過程中，學生可以成為物理探究的主體，在教師的引導下對物理現象進行全方位的觀察、感知與思考。這樣，學生不僅能對物理知識形成更深刻的感受，還能掌握實驗操作的基本技能。此外，迷你實驗往往較為簡單，易于操作，且實驗現象和效果非常明顯，因此很容易激發起學生探究更多未知實驗現象的強烈好奇心。隨著實驗的不斷增多和經驗的日益積累，學生可以發現更多有趣的實驗現象，并逐步熟練、扎實地掌握實驗操作技能。

（三）有助于學生靈活運用知識探究問題

通過設計貼近生活、易于操作的迷你實驗，學生能夠直觀地感受物理現象，將抽象的物理概念和規律與現實生活緊密相連。在實驗過程中，學生不僅能學會如何準確描述和解釋現象，還能學會如何運用所學知識分析和解決實際問題。這種實踐性的學習方式會激發學生的好奇心和探究欲，促使他們主動運用物理知識探索更多未知領域，從而為未來的物理學習打下堅實基礎。

三、中學物理迷你實驗的教學實踐對策

（一）開展知識型迷你實驗，發現物理知識

知識型迷你實驗是指可以從實驗過程、實驗結論中提取和教學有關的知識的一種迷你實驗。這類實驗要求學生對實驗現象進行認真觀察與記錄，倡導他們把注意力聚焦在重要的物理現象上，并通過對現象的深入分析發現其中蘊含的物理知識。在開展知識型迷你實驗時，教師要考慮學生的年齡特點、認知水平和思維發展規律，盡可能地利用直觀、有趣的物理現象來調動學生的興趣，培養學生基于實驗和觀察提出物理問題、發現物理知識的能力。

例如，在教授“壓力的作用效果”這部分內容時，由于學生對于壓力的概念、物體的受力面積、壓力的作用效果等知識還比較陌生，因此在課堂上教師可以設計知識型迷你實驗，結合生活中相關的物理現象來幫助學生建立關于壓力的認知，同時熟悉本課的重要知識。具體地，在迷你實驗開始前，教師需將學生分成幾個小組，給每個小組發放所需的實驗器材，包括壓力小桌、砝碼和長方形海綿（形變顯著的物體），然后教師要求學生按照以下步驟開展實驗：（1）把壓力小桌正放在長方形海綿上；（2）在壓力小桌上放置一塊砝碼；（3）將壓力小桌倒過來使桌面貼近海綿，再放上砝碼。教師提醒學生對實驗現象進行認真觀察和分析，并結合具體現象發現潛在的物理知識。學生通過實驗會發現（1）（2）操作中的受力面積相同，但是（2）中的壓力更大，導致海綿的凹陷程度也會更大，因此能夠得出結論“在受力面積相同的情況下，壓力越大，壓力的作用效果就會越明顯”；（2）（3）操作中的壓力大小相同，但是（3）中的受力面積更大，導致海綿的凹陷程度小一些，因此能夠得出結論“在壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果就會越明顯”。如此，學生便通過進行知識型迷你實驗順利掌握了本課的重點知識。

（二）開展理解型迷你實驗，理解物理原理

理解型迷你實驗是指可以使學生通過實驗操作、實驗觀察理解物理原理的迷你實驗。這類實驗的特點在于可以把教材中一些抽象、復雜的問題變得簡單、形象化，有效降低學生學習物理的難度。另外，和傳統“口授”的方式相比，迷你實驗更有利于學生對物理知識、物理原理形成深刻的記憶。因此，教師應發揮理解型迷你實驗的教學功能，為學生深度理解抽象的物理原理搭建合適的“階梯”，引導學生通過模擬實驗、觀察實驗、描述實驗對物理原理形成較為深刻的認識。

以“探究：平面鏡成像的特點”這部分內容為例。本課旨在通過實驗探究，加深學生對平面鏡成像原理的理解，進而培養他們的物理觀念。為此，教師可開展理解型迷你實驗。具體地，教師先給學生提供必要的實驗器材，包括兩個相同的紅色蠟燭、一塊薄玻璃板、一副玻璃板支架、一張白紙、一個光屏、一把刻度尺以及一盒火柴，然后帶領學生按照以下步驟展開實驗：第一，在桌面上鋪一張紙，紙上豎立一塊玻璃板；第二，沿著玻璃板在紙上畫出一條直線（代表平面鏡所在位置）；第三，把點燃的蠟燭放置在玻璃板前，然后移動未被點燃的蠟燭，找出點燃蠟燭的“像”的位置（如圖1）；第四，在紙上標記出蠟燭和“像”的位置，最后測量蠟燭和“像”到平面鏡的距離。之后，教師針對這個實驗可提出以下問題：（1）研究平面鏡的成像規律為什么使用玻璃板而不選擇平面鏡呢？（2）在選擇玻璃板時有什么要注意的？（3）平面鏡成的“像”具有怎樣的特點？（4）應該怎樣確定平面鏡中“像”的位置和大小呢？在以上問題的驅動下，學生會對實驗現象進行認真觀察和分析，分辨出實像與虛像，循序漸進地得出平面鏡成像的規律，從而加深對物理原理的理解，準確掌握平面鏡成像的原理就是光的反射，這樣會比教師單純口頭講授的效果好得多。

（三）開展分析型迷你實驗，分析實驗現象

分析型迷你實驗要求學生站在物理學科的視角對實驗現象進行準確描述和解釋，目的在于促進學生科學思維、論證能力的提高。在具體的教學中，教師可以引導學生運用所掌握的證據對研究的問題或現象進行充分解釋，通過對物理規律或原理的運用來分析某些現象產生的原因，以培養學生科學、嚴謹的思維習慣，促進其實驗分析能力的有效提高。

以“測量：物體運動的速度”這部分內容為例。本課旨在讓學生自主完成“測量物體運動的速度”的物理實驗，并且可以用得到的證據證明自己的觀點，對實驗現象和實驗數據進行準確分析和描述。為此，教師可先準備分析型迷你實驗所需要的器材，包括長木板、刻度尺、小車、秒表、金屬片和木塊，然后要求學生對實驗裝置進行組裝，并按照既定的實驗步驟展開操作，組裝后的裝置如圖2所示。接著，學生通過對實驗現象、得到的實驗數據進行分析，會發現自己所得到的數據結果和其他同學不太一樣，其原因在于斜面坡度設置不同、選取的測量路程也不同。之后，教師引導學生用所掌握的證據和結論來解釋剛才的實驗現象。比如，有的學生說：“剛才小車在斜面上做了變速運動，而且小車下滑的速度是越來越快的，小車走完全程的平均速度要大于小車在上半段的平均速度。”學生通過結合實驗數據對實驗現象進行分析和描述，可以形成嚴謹科學的思維習慣。

（四）開展操作型迷你實驗，促進實驗操作

操作型迷你實驗是指讓學生利用所習得的物理知識、物理原理進行動手操作的迷你實驗，旨在鍛煉學生動手操作、實踐探究的能力，使他們體會到物理實驗中蘊含的科學態度與精神。為此，教師要積極開展操作型迷你實驗，為學生提供自主設計實驗方案、合作展開探究、獲取結論的機會，使他們對所學的知識進行實際應用，從而在獲得深刻實驗操作體驗的同時提高應用知識解決問題的能力。

以“光的折射”這部分內容為例。本課的目標之一是讓學生通過動手實驗，進行實驗分析、規律歸納，并促進學生動手能力、觀察能力、問題解決能力的綜合發展。在開展操作型迷你實驗活動的過程中，教師先要給學生準備玻璃磚、標有刻度并且可以前后旋轉的白屏、裝有分光器的激光筆、量角器等實驗器材，然后鼓勵學生按照以下步驟進行實驗操作：第一，把一張標有刻度并且可以前后旋轉的白紙固定在光屏上；第二，用筆在紙上畫出一條分界線、一條入射光線；第三，把玻璃磚平放在剛才畫的分界線上；第四，拿起激光筆對著入射光線的方向斜射在玻璃磚上；第五，把折射的光線用筆描畫下來，以確定折射光線的位置。在完成上述操作之后，教師可引導學生對入射光線、法線和折射光線進行觀察和分析，讓他們說出三者之間存在怎樣的關系。如此，通過開展操作型迷你實驗活動，學生有了更多動手實踐、科學探究的機會，成了物理學習的主人，這為他們核心素養的發展提供了較大的支撐。

四、結束語

綜上所述，教師要依據《課程標準》的要求，把迷你實驗當作提升學生認知水平的重要載體，利用迷你實驗精簡的實驗內容為學生創設真實、生動的教學情境，引領他們在特定的情境中發現物理知識、探究物理原理、分析實驗現象、展開實驗操作等，并在此過程中促進他們對物理知識與原理的深化理解，有效鍛煉其實驗操作能力，最終為其物理學科核心素養的形成和發展提供助力。

參考文獻

[1]梁丹.生活化教學理念下高中生物學迷你實驗教學實踐研究[D].湘潭：湖南科技大學，2021.

[2]譚晶晶.初中生物學迷你實驗及其微課的設計與應用[D].長沙：湖南師范大學，2019.

[3]楊祖芳.高中生物學課外“迷你”實驗的開發與應用[J].生物學教學，2017，42（12）：49-51.

作者簡介：高英（1987.7-），女，福建光澤人，任教于光澤縣第二中學，一級教師，本科學歷。