如何在高中物理教学中实施情境化实验教学

【摘 要】随着新课改的实施和不断推进，高中物理实验教学也需要不断创新。教师实施情境化实验教学能够激发学生的学习兴趣，促进学生在体验中主动探究和思考。本文主要探究了如何在高中物理教学中实施情境化实验教学，以促进学生主动探究，提高物理学习能力。

【关键词】高中物理;情境化实验教学;学习能力

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2021）22-0118-02

《普通高中物理课程标准》指出，物理的学习应建立在观察和实验的基础上，学生要通过动手参与和体验的方式来获得知识。在高中物理教学中实施情境化实验教学，能够使学生充分发挥自身的主观能动性，在探究中思考，在观察实验现象中分析规律，形成物理观念，建立物理模型[1]。教师要尊重学生的主体地位，引导学生分析实验原理，深化学生对物理知识的理解。教师为学生创设生动、形象、有趣的情境，有利于启迪学生的思维，有利于构建高效课堂。

1   结合现实生活，设计生活化情境

物理知识在生活中应用广泛，教师在设计物理实验情境时要多从生活出发，紧密结合生活现象，通过生活化情境拉近学生与知识的距离，促进学生主动探究物理知识。学生通过对生活化现象的分析和思考，能够明确实验的价值和意义，从而在对现象的分析中把握本质和规律。

如在探究游标卡尺的应用时，为使学生学会用游标卡尺测量物体，教师可以鼓励学生用游标卡尺测量生活中常见的物体，如矿泉水瓶盖、杯子的内径等。从生活中选择素材会促使学生主动实践，使学生感受到物理知识的实用性。学生会在实践中总结，感受到游标卡尺需要根据给出的卡尺判断精度，如给出10个格，则它的精度就是0.1 mm，学生在读数的时候需要读出0刻度线前面的数字N，还要在读数过程中找出游标尺与主尺对齐的格数n。此外，学生会发现在使用游标卡尺时，要注意0刻度线的确认，单位要换算成“mm”，不需要估读。生活化的情境会提高学生探究的主动性，激发学生的探究热情。

2   设计问题性情境，活跃学生思維

教师在引导学生进行物理实验探究时，要通过用问题来创设实验情境，激发学生的探究欲望，促使学生融入问题情境，主动思考，积极分析，形成客观认识。学生通过对问题的探究，能够形成科学思维能力，学会推理判断和逻辑分析，养成科学探索和思考的习惯[2]。

如进行竖直平面内的圆周运动的“水流星”实验时，很多学生理解起来很困难，教师就可以带领学生制作一个简易的“水流星”模型。让学生准备一根细线，准备一个塑料小杯，并在小杯上戳两个小孔，使细线可以穿进去。教师可以提出问题：“如何让细线穿过小孔系住塑料杯子的同时塑料杯子里还能装上水？”问题会驱动学生思考，促进学生主动探究，活跃学生思维。教师还可以让学生思考：如果让塑料小杯直接倒过来，水会流出来吗？问题会引导学生主动探究和实验，驱动学生主动思考，通过逻辑分析的方式来推理判断，实现学习能力的提高。

3   创设验证性情境，鼓励学生猜想

为使学生明确物理实验的原理和本质，增强实验的真实性，教师要为学生创设验证性情境，引导学生通过猜想的方式来验证物理实验。学生在验证过程中会主动推理和分析，探究实验目的、实验原理、实验仪器以及操作步骤[3]。

如在“验证动量守恒定律”的教学中，教师就可以让学生自主验证动量守恒定律，使学生明确m1v1+m2v2=

m1'v1'+m2'v2'。验证实验的过程中，学生会主动地参与实验，积极分析，认真推理。在思考中，学生会认识到实验过程要做什么，有什么依据，需要什么仪器，实验步骤是怎样的，如何处理各种实验数据，在实验过程中会得出什么实验结论，产生误差的原因是什么，如何改进会更好。在验证过程中，学生会明确验证性实验就是把不可直接测量的量转化为可以直接测量的量，然后进行计算和误差分析。学生会看到质量是可以直接测量的，需要测量的就是速度，因此，实验方案多种多样，仪器的选择、数据的处理、误差的产生原因都不相同，学生需要具体分析。学生通过一步步测量和计算，会认识到验证的关键就是测量物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v'，算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2，及碰撞后的动量p'=m1v1'+m2v2'，验证碰撞前后动量是否相等。学生在推理验证中会明确实验原理，在一步步的操作中，把握规律，成为学习的主体。

4   设计比较性情境，引导学生对比

为了培养学生思维的严密性和科学性，教师在物理实验教学中要为学生创设比较性情境，引导学生用对比的方式选择更合理的实验策略和方法，促使学生在比较中总结出有效的探究技巧。学生在比较中会发现不同实验方法的利弊，总结出更加科学有效的实验策略和实验方法，从而提高实验探究能力，培养科学思维，在实践中形成科学态度。

如在“用单摆测量重力加速度”的实验中，教师可设计两种不同的实验装置：一种是把细绳螺旋状地缠绕在铁架台上，另外一种是用一个夹子把细绳夹在铁架台上，细绳的下端系一个小钢球，做成一个单摆。让学生辨别哪种实验装置更合理。学生通过对比两种不同的实验装置，会看到第一种装置在实验过程中摆线会出现松动的现象，单摆摆长会发生变化，但是第二种装置的单摆摆长就不会发生变化，第二种实验装置更好。在实验过程中，教师还可以鼓励学生探究：测量单摆周期时，计时开始与终止时小球的位置在哪里更好？通过比较，学生会发现用秒表测量时间，要从摆球过平衡位置时开始计时，因为此处速度大，计时误差小;而最高点速度小，计时误差大。学生在比较性情境中会主动分析，探究实验的科学性和有效性，提高实验探究能力。

5   设计故事性情境，激发学生兴趣

教师在为学生设计教学情境时，要结合学生的兴趣和喜好，选择学生喜欢的方式，促使学生融入情境。故事性情境是学生喜闻乐见的，教师用故事来创设教学情境，让学生感受到知识探究的趣味性，从而进行主动思考。

如教师可以给学生讲授“伽利略对自由落体运动的研究”故事，首先告诉学生亚里士多德曾经提出论断，一块大石头的下落速度要比小石头的速度大。假定大石头的下落速度是8 m/s，小石头的下落速度是4 m/s，当大小两个石头捆在一起下落的时候，小石头并不能拖慢大石头，而是总的重量比大石头还要重，因此，下落的速度比8 m/s还要大。这一论断在当时并没有实验来支持，因为那时的人们对速度并没有明确的定义。伽利略为了进一步明确物体运动的特点和方式，积极地尝试，主动地研究，大胆地提出了“速度”这个概念，并且提出了速度的变化怎样才算“均匀”的假设：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比，如每过1 s，速度的变化量都是2 m/s;另一種是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比，如每下落1 m，速度的变化量都是

2 m/s。伽利略为了验证自己的猜想和假设，开始进行实验。在验证过程中，伽利略做了上百次实验，通过实验表明小球沿斜面滚下的运动的确是匀加速直线运动，换用不同质量的小球，从不同高度开始滚动，只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的。通过实验研究，伽利略确立了许多描述运动的基本概念，创造了近代科学的研究方法，他勇于实验和主动探索的精神是永远值得人们学习的。教师要善于在教学中通过这样的名人故事，引导学生积极探索，主动思考，促使学生投入故事性情境，从而在情境中掌握科学研究方法，实现学习能力的提高。

总之，在高中物理教学中实施情境化实验教学，教师要为学生创设生活化情境、问题性情境、验证性情境、比较性情境和故事性情境，活跃学生的思维，激发学生探究的热情，让学生通过参与实验获得知识。学生主动地参与物理实验，能够通过对实验的分析和推理，了解实验现象，明确实验本质，在探究中提高动手操作能力和创新能力，提高学生的物理核心素养。

【参考文献】

[1]唐飞.浅谈高中物理教学中的情境创设[J].延边教育学院学报，2011，25（4）.

[2]韩建礼.高中物理教学如何创设问题情境[J].沙棘（科教纵横），2010（10）.

[3]陈霞.高中物理情境教学浅探[J].考试周刊，2011（71）.

【作者简介】

高勇（1981～），男，汉族，陕西商南人，本科，一级教师。研究方向：高中物理教学（教材教法研究，学生学习研究）。