高中物理實驗教學策略與有效性研究

物理實驗能鞏固學生對理論知識的理解，并基于實踐完成對學生核心素養的培養，然而在實際的實驗教學中，常出現學生參與積極性不足、創新能力欠缺、實驗流程單一化等問題，導致高中物理實驗教學的有效性不甚理想，為此物理教師應當基于實驗教學的意義，來探究提升教學有效性的具體方法，并將其應用到實際的高中物理實驗教學中.

1提升高中物理實驗教學有效性的意義

1. 1 深化學生理論知識理解

高中物理的理論教學內容中，存在較多復雜、抽象的概念知識，如果教師僅是單純進行理論講解，則大部分學生均無法有效理解知識的原理和內涵，而通過實驗的方式進行演示以及由學生進行實踐探究，能有效降低理論知識的理解門檻，強化學生的學習效果.這就可見高中物理實驗教學的有效性，直接影響高中學生對理論知識的理解效果，這就需要高中物理教師探尋提升教學有效性的具體策略[1].

1. 2 培養學生物理核心素養

高中物理學科的核心素養，包括物理觀念和應用、科學探究和交流、科學思維和創新、科學態度和責任這四個維度，所有內容的滲透均可于實驗教學中進行，學生需要運用物理觀念，通過科學探究與交流完成實驗活動，并在此過程中增強自身的科學思維能力，形成相應的科學態度與責任，因此提升高中物理實驗教學的有效性等同于強化課程整體的核心素養培養效果.

2提升高中物理實驗教學有效性的教學策略

2.1創設日常生活情境，調動學生探究興趣

學生的實驗參與積極性相對不足，是高中物理實驗教學開展時常需面對的問題.學生因無法明確實驗內容的現實意義而未能產生主動探究的興趣，是導致問題產生的主要原因.因此，高中物理教師在實驗教學前的導入教學中，應當創設貼近日常生活的情境，將實驗的流程以及目標以學生便于理解的貼近方式進行展現，使學生能在正式實驗前，認識到進行實驗所得到的實驗結果的意義，從而基于對日常生活現象原理的求知欲，產生足夠的探究興趣，為后續實驗的正常進行打下良好基礎2.

例如 以人教版高中物理必修第一冊中“實驗：探究加速度與力、質量的關系”為例，該實驗的基本流程為使用小車、砝碼和簡易滑輪結構，通過實驗收集數據并處理數據的方式，來得出加速度與力和質量的關系.直接將實驗內容展示給學生時，學生可能由于不理解實驗的意義而未能產生興趣，因此教師可以在實驗課前的導人環節，使用現實中的車輛進行舉例，讓學生預先討論摩托車、小轎車和大貨車在原地啟動到特定速度過程中，發動機所提供的“力”的區別，讓學生先依據日常生活經驗，來對加速度和力、質量的關系做出判斷，之后再由教師引導學生探討如何通過簡單的實驗來論證自己的判斷，從而使學生能基于對情境的了解，自己探討出大致的實驗流程，之后由教師適當對學生所提出的方案進行指導優化，即可順利開展后續的實驗教學，并且學生在按照自己所提出的實驗方案進行實踐時，通常也能達到更明顯的能力提升.

將實驗部分與現實情境相結合，同時也能降低學生理解實驗意義的門檻，在正式實驗時能知曉所有實驗操作步驟的具體含義.具有明確探究目標的物理實驗也顯著降低了高中生的抵觸情緒，從而讓學生能更好地投入學習，以此提升了實驗教學的效果.

2.2豐富實驗演示手段，降低學生理解難度

演示是實驗教學中的重要部分，學生需要通過觀看演示內容，來對自己所需要的實驗操作和流程進行理解.在傳統的高中物理實驗教學中，教師常采用播放演示視頻或自己操作的方式來完成演示，學生全程均在被動觀察，導致在正式實驗需要調動演示階段的記憶時，較多學生會難以回憶起特定內容.因此，教師需要豐富實驗演示的手段，降低學生對實驗的理解難度，加深學生對具體實驗操作的印象，從而確保自主實驗的成果.

例如 以人教版高中物理必修第三冊中“實驗：電池電動勢和內阻的測量”為例，學生需要組建一個帶有滑動變阻器、電流表、電壓表、電源和開關等結構的電路，并通過測量電流 I 和電壓 U ，來計算出電動勢 E 和內阻 r .該實驗的具體流程相對簡單，若教師選擇直接向學生演示操作流程，雖然學生完全可以通過簡單復現教師的操作來完成實驗，但是失去了實驗教學的基本價值.因此，教師可以只在電路設計、電表安裝等具體細節操作方面進行演示，具體如何進行測試，教師可以利用多媒體模擬軟件，引導學生按照自己的想法進行模擬，從而在安全便捷的情況下判斷自己所設計的實驗流程是否可行.在該模式的實驗演示輔助下，學生在明確具體實驗操作的同時，仍保留了對部分實驗內容的深入探究空間，在正式進行實驗時能全程保持思維的活躍，確保實驗活動順利進行的同時提升了教學效果.

教師需要適當把控進行實驗演示的程度，不要將整個實驗的全部細節內容均于演示階段進行展現，避免后續學生的自主實驗過程完全變成對實驗演示的復現，影響對學生思維能力和創新能力的鍛

煉效果.

2.3設置階段探究問題，引導逐步完成實驗

如何引導學生自主完成物理實驗，是高中物理教師在進行實驗教學設計時需重點考慮的部分，以往的常規模式是為學生提供簡化的實驗流程圖，由其按照流程來逐步完成實驗.該模式雖能保證學生的實驗完成效果，但學生于此過程中的自主思考環節相對欠缺，部分情況下學生并不知曉自己當前實驗操作的意義，導致實驗教學難以達到預期目標.為此教師應當設置若干階段性的探究問題來引導學生.

例如 以人教版高中物理必修第二冊中“實驗：探究平拋運動的特點”為例，在學生設計自己的具體實驗操作時，教師應通過逐步設置問題來深化學生的思考，如教師在講述完平拋運動的概念后，應首先提出問題“如何保證小球做的是平拋運動？”來讓學生進行思考.學生可以結合平拋運動初速度是水平方向的概念，提出應水平投擲小球，此時教師需進一步提問“人工投擲如何保證初速度相同？是否有更好的辦法？”讓學生從將小球放置在相同斜坡位置自由滑落至平面的角度進行思考.通過不斷向學生提問的方式，能讓學生在保持思維活躍的同時，逐步給出正確的實驗方案，最后當教師完成所有問題的提問后，學生通常也整理出了基本的實驗方案，教師在確認實驗方案沒有明顯問題后，即可安排學生進行實驗.在該模式的應用下，學生能從宏觀角度明確自己進行實驗的目標，并全程了解了具體的實驗步驟，切實提升了后續實驗教學的有效性[3.

在學生基于階段性引導問題逐步完成實驗的過程中，教師應當給予學生足夠的自由度，在不影響實驗最后目標的前提下，允許學生根據自己的想法適當調整實驗步驟和具體操作，以適配自己的方式完成實驗探究.

2.4規劃小組合作模式，確保整體教學效果

小組合作是高中物理實驗教學的常規形式，采用小組合作的形式，首先能確保在不過多投人實驗材料資源的情況下讓所有學生參與實驗，其次是當學生對具體實驗操作或后續實驗步驟產生困惑時，能通過與同組成員溝通來及時獲取解決方案.而在小組合作的過程中，也會出現部分學生游離于實驗教學外的問題，因此需要教師重新規劃小組合作的形式，確保所有學生均能深度參與實驗教學.

例如以人教版高中物理選擇性必修第三冊的“實驗：用油膜法估測油酸分子的大小”為例，該實驗的數據處理較為簡單，主要難點在于如何進行實驗方案的確立與具體實驗流程的實施，教師應當組織各小組在正式實驗前完成分工，并對分工情況進行驗證與優化.教師可將實驗簡單分為實驗流程設計、實驗具體操作、數據記錄與分析這三個重點環節，在具體的分工階段，可以由一名組員作為特定環節的負責人，但其也必須參與其他環節，僅是在具體所需完成內容上有所減少.在教師監督小組的分工后，能保證所有小組成員均參與了實驗全過程，若是安排特定組員全程負責一部分內容而不參與其他部分，則會明顯影響教學效果，因此合理規劃小組成員的分工是十分必要的.

在學生小組合作完成實驗的過程中，物理教師應將自己的工作重點放在關注學生實驗完成情況上，可以適當向學生提問與實驗相關的問題，來檢驗其是否全身心地參與了實驗.

2.5設置綜合評價標準，規劃學生實驗形式

教學評價標準是高中學生進行物理學習時的主要參考，也是教師調整后續教學安排的主要反饋形式.為了提升高中物理實驗教學的效果，教師應當在實驗階段設置若干教學評價標準，使學生能直觀感受到物理實驗的教學目標，并能主動為達到此教學目標而進行實踐.除了由教師完成的教學評價之外，也應當設置自評和小組互評的環節，由學生自己或互相之間檢驗實驗學習成果，從而規范自己的具體實驗形式和操作4].

例如 以人教版高中物理選擇性必修第一冊的“實驗：驗證動量守恒定律”為例，教師可首先將實驗教學進行拆解，第一部分是檢驗學生是否具備從實驗操作到理解其應用意義的能力，實驗為“研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒”，應安排學生回答“為何采用大質量小球撞擊小質量小球？”等問題；第二部分則是檢驗學生是否能將實驗內容與所學知識進行結合，如該實驗要測試被碰小球的初速度，應如何進行計算，此時學生需要結合平拋運動的知識，判斷出可以通過高度、落點距離來計算出初速度.在教學評價的指導下，學生能時刻根據評價內容來對實驗內容進行解析，從而有針對性地完成學習，當教師發現學生在特定內容的回答上出現問題時，能及時判斷問題所在，通過及時糾正來保證學生能在實驗教學的過程中及時將問題解決，進一步提升了高中物理實驗教學的應用效果.

此外，教師也可以適當優化階段性試題測驗的內容，比如加入有關實驗流程操作等方面的內容，這需要學生回憶實驗環節的具體操作方能完成作答，以此確保教學評價環節能精準反映學生的實驗學習情況.

3結語

綜上所述，實驗確實是高中階段物理教學的核心部分，教師應當認識到以往單一化的實驗教學所存在的劣勢，并通過創設課前導入情境、豐富實驗演示模式、設置階段探究問題、規劃小組學習形式和設置教學評價標準的方式，來實現對高中物理實驗教學有效性的提升，確保學生能在完成物理實驗的過程中，以積極的態度來進行學習，完成對理論方面知識的鞏固，強化物理學科核心素養的培養效果，實現高中物理實驗教學有效性的全面提升.

【本文系海口市教育研究培訓院，?？谑薪逃茖W\"十四五”規劃課題“依托高中物理實驗教學的學生科學思維素養培養策略研究\"（立項編號：HKY14524012）的研究成果】

參考文獻：

[1]龔鵬程，徐利麗.新高考背景下高中物理實驗教學高效課堂的構建與研究[J].新世紀智能，2024（A0）：55—57.

[2]葉朱萍.高中物理實驗中有效問題的探索與實踐[J].數理天地（高中版），2024（24）：112—113.

[3]楚向義.高中物理實驗教學方式方法研究[J].數理天地（高中版），2024（22）：78-80.

[4]袁杰.高中物理實驗教學中培養學生科學素養的策略思考——以“探究加速度與力、質量的關系”實驗為例[J].高考，2024（33）：128—130.