高中物理实验教学的改进路径

许新洲

摘 要：物理属于一门自然科学学科，主要研究物质最一般的运动规律与基本结构，物理还是一门实验科学，也是一门崇尚理性和重视逻辑推理的科学。近年来，随着新课程标准的不断推进，对高中物理教学提出更高的要求，其中在实验环节传统模式已无法满足当前需求，改进是必然趋势。笔者主要对高中物理实验教学进行认真分析，同时罗列部分改进路径。

关键词：高中物理;实验教学;改进路径

实验不仅是物理课程教学的关键性内容，还是学习物理知识的一种重要方式。在高中物理新课程改革中明确指出，要增强实验教学，做好物理实验教学工作，极力发挥出实验的功效，辅助学生对抽象概念的理解与认知，促进他们对物理知识的运用。高中物理教师需要积极改进实验教学路径，培养学生学习与探索物理奥秘的兴趣，改善他们解决问题的能力。

一、改进实验教学理念，突出学生主体地位

在以往的高中物理实验教学中，通常以教师演示为主，学生亲自动手操作的机会不多，以至于没有突出他们的主体地位，不仅影响实验教学的成效，还不利于教育改革的推进与实施。对此，高中物理教师在实验教学环节，首先应该改进的教学理念，摒弃传统“灌输式”和“以教师为主导”等落后观念的束缚，而是要突出学生的主体地位，为其提供更多参与实践的机会，指导他们围绕学习内容与探究目标设计与完成实验，继而深化理解物理知识。

此时，在进行“摩擦力”教学时，教师需从学生的认知规律与实验发生的先后顺序出发，从静摩擦力着手，再介绍滑动摩擦力，先结合实验让他们感受各种摩擦力的存在，唤起实验探究意识。接着，教师把重点放在“探究影响滑动摩擦力的因素”上面，指导学生动手实验感受和滑动摩擦力有关的因素，使其在桌面上垫一张纸，把手压在纸上，手掌向前推，保持接触面的材料不变，在大小不同的压力下朝前推手掌，保持压力不变，改变接触面的材料，可以是塑料、毛巾、木板、橡胶等，让他们通过比较感受滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，提出猜想：正压力和接触面的粗糙程度。之后，教师组织学生以小组为单位探究如何教学实验，包括：器材选择、过程设计与数据处理等，使其用控制变量法来操作实验，让他们得出结论：与接触面积和物体运动的速度大小无关，跟接触面的粗糙程度有关。

二、教师提高实验水平，輔助学生顺利学习

针对高中物理实验教学来说，教师是学生学习的辅助者、指导者与“领航员”，自身必须树立端正的物理思想与实验态度，认真研究与分析教材内容，不断提升实验教学水平，增强个人物理思维，满足他们的实际学习需求。这就要求高中物理教师在平常的实验教学中，应该以专业的理论知识与实验操作为前提，传递给学生更为优秀的物理知识与实验技能，使其更好地认识自然物质，帮助他们掌握物体运动的运动规律和基本结构，改善学习效果。

比如，在讲授“位置变化快慢的描述——速度”过程中，当学习到“平均速度”相关知识时，教师可以事先规划好实验装置：准备一个带有滑槽的长木板，一端用一个小木块将其支起来成为一个倾斜面，把一个小球从长木板的顶端O滚下来，向底端B处做变速直线运动，且确定A点为长木板OB的中点。接着，教师指导两名学生配合操作，先在B点放置一个金属片，由一名同学操作秒表，负责读秒，另外一名同学负责操作小球，第一次，从顶点O处开始释放，当听到小球碰撞金属片的声音时停止计时，记下时间;第二次，把金属片移动至A点处，采用同样的方法测出小球从O点运动至A点的时间;然后截止速度公式分别计算出小球通过OB与OA段的平均速度，让他们得出同一物体在变速运动过程中，不同路段的平均速度不一样。由此深化学生对平均速度的理解和掌握，同时训练他们的动手能力。

三、合理运用演示实验，深化学生理解感受

在新课改下的高中物理实验教学中，虽然大力倡导学生动手操作实验，将课堂归还给他们，但是并不能忽视以往演示实验的作用和价值，而是要两者相互配合，带领他们探寻物理学的本质，使其在实验中加深理解与牢固掌握物理知识。因此，高中物理教师在具体的课堂教学实践中，应当围绕课本知识、教学目标和实际学情等多个方面的因素改进实验教学路径，合理运用演示实验，深化学生对物理实验现象的理解与感受，辅助他们学习好物理知识。

例如，在“自由落体运动”教学实践中，教师先演示实验：让一个纸袋与小钢球同时自由下落，学生可以看到小钢球下落快，简单穿插伽利略“两个铁球同时着地”的物理史，继续演示实验：将刚才的纸袋揉成团，与小钢球由静止同时下落，他们发现两个物体几乎同时落地，使其思考原因是受到空气阻力的影响。接着，教师设疑：假如把质量、形状不同的物体放在真空中，从同一高度自由下落，和伽利略的结论一样吗？教师演示实验：把事先抽成真空（空气相当稀薄）的牛顿管拿出来，让硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。学生看到它们同时落下，然后把小钢球装进纸袋，和另一个小钢球同时下落，看到两者同时落地，指出这就是自由落体运动，让他们根据这些过程、结论下定义。如此，教师合理运用演示实验设计教学，引领学生亲身经历自由落体运动概念的形成，增强他们的认知。

四、善于引用生活资源，改进实验教学环境

物理学作为自然科学的带头学科，研究范围大至宇宙、小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式与规律，同现实生活可谓是有着密切联系，而且高中物理教材中收录有不少生活元素，生活中的物理现象也比比皆是。为更好地改进高中物理实验教学，教师需善于引用生活资源，把握好实验教学与现实生活之间的结合点，指导学生运用一些生活器材来操作实验，或把一些生活中的物理现象当作实验引入到课堂上，由此改进他们探究物理实验的环境。

在这里，以“弹力”教学为例，教师先在多媒体课件中播放生活中拉弓射箭、跳跳床和跳水踏跳板等情景，由学生尝试说出完成以上动作的共同点，使其意识到均离不开物体的弹性作用，告知他们这就是弹力，借势引出实验探究对象。接着，教师指导学生以小组为单位，用一根细铁丝自己动手制作一个小弹簧，轻轻拉动或者用手按压后说出感受，即为：当手拉或压弹簧时，都要给弹簧一个力的作用，然后让他们用手按压海绵和弯曲竹片，使其看到物体形状或体积发生改变，理解形变的含义。之后，教师设疑：怎么才能够使物体发生形变呢？指引学生分组合作进行实验探究，使劲拉刚才制作的小弹簧，拉到不能伸长位置，发现弹簧被拉直后不能恢复原长，引领他们得出弹性限度的概念。随后教师继续运用实验展示微小形变，让学生认识到任何物体都会发生形变，使他们进一步了解和认识弹力。

五、巧妙设计趣味实验，升华实际教学效果

在高中教育体系中，物理是一门相对枯燥乏味的学科，再加上知识抽象难懂，对学生的学习能力、思维水平和认知能力要求较高，特别是在实验教学过程中，他们极易遇到学习障碍与困难。这就要求高中物理教师在平常的课堂教学中，可以根据教材内容巧妙设计一系列趣味性实验，为物理课堂注入更多生机与活力，一方面可以调动学生的学习热情与探究积极性，另一方面能够让他们在实验中开发智力与潜能，从而增强个人创新意识与创造能力。

比如，在实施“向心力”教学时，教师先演示实验：让一个小物块在旋转的平台上尽可能做匀速圆周运动，结合有趣的实验现象激起学生的好奇心，活跃课堂气氛，使其思考物块受到重力、摩擦力和支持力的作用，而合力为摩擦力，原因是重力和支持力相互抵消，引导他们发现这个合力的方向指向圆周运动的圆心，由此得出向心力的定义。接着，教师要求学生用手拉着细绳的一端，使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动，使其对钢球进行受力分析，发现拉力使钢球做圆周运动，通过有趣的小实验增强他们对向心力的感性认识。之后，教师设疑：上述实验表明钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力，那么这一拉力的大小与什么因素有关？指导学生在小组内动手体验和猜想，如：拉力大小可能同钢球质量m、线速度v、角速度ω、周期T、半径r等有关，让他们继续通过实验来探究。

六、借助现代教育技术，助力物理实验教学

要想更好地改进高中物理实验教学，教师就需积极同时代接轨，主动运用现代教育技术手段改进实验形式与内容，当遇到一些无法操作或现象微观的实验时，以多媒体动画或视频形式来展示，实现由抽象、复杂、微观向直观、简便和宏观的过渡，为实验教学提供更多助力与支持。为此，高中物理教师在实验教学中可以根据具体情况灵活自如的借助信息技术手段，引领学生对有关物理知识产生更为具体和形象的认知，助推他们顺利、高效的学习。

举个例子，在“万有引力定律”教学中，教师先在多媒体课件中展示“牛顿与苹果”的故事圖片，引领学生回味牛顿的思考与猜想，通过苹果自由下落的物理情景，唤醒其脑中由苹果落地引起遐想进而发现万有引力定律的情景，促使牛顿的想法激起他们的探究兴趣。接着，教师利用信息技术手段演示“月地检验”的实验：月球绕地球做匀速圆周运动，给出数据：月球轨道半径r为地球半径R的60倍，要求学生利用数据进行定量计算，设置问题：月球做什么运动？符合什么规律？物体在地面附近受到的地球的吸引力表达式是怎样的？月球的加速度（月球公转的向心加速度）是重力加速度g的几分之一？课件中展示月球周期、月球轨道半径和地球半径的数据，使其讨论完问题后计算出月球的向心加速度。这样借助现代教育技术用无可辩驳的事实帮助学生证明猜想的正确性，增强他们的理性认识。

结束语

在新时期教育背景下的高中物理实验教学中，以往的教学方法难以满足教育改革的需求，教师应结合物理学科的知识规律，及高中生的身心特点改进实验教学路径，使其在丰富多彩的实验中收获更多知识与技能，让他们真正体验到实验探究的乐趣与价值。

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