高中物理实验教学改革的探索

林璐

【摘要】实验是高中物理教学重要内容，亦是学生了解物理学、感受学习乐趣、增强学科素养的一大渠道.实验教学能提质增效，能优化高中物理育人效果.如何提升实验教学水平，成为教师要解决的问题之一.本文通过探析高中物理实验教学改革的策略，以期为提高高中物理教学综合质量提供参考.

【关键词】高中物理；实验教学；理念优化

新课标指出，物理是学生了解自然物质运动规律、相互作用、基本结构的基础学科，实验是学生了解自然物质并形成物理观念的一大举措.为了使物理知识更加直观，并能给学生主动获取知识的机会，教师注重开展实验教学活动，然而有些教师存在教学理念欠佳、形式单一等问题，这就会弱化物理实验的育人效果.基于此，为了提高高中物理教学质量，探析实验教学改革的策略显得尤为重要.

1 高中物理实验教学改革的着力点

1.1 凸显环境、社会、技术、科学的相关性

新课标指出，教师需通过物理教学实践助力学生认识到环境、社会、技术及科学之间的关系，在此前提下增强社会责任感，并能形成正确的科学观、价值观.为了做到这一点教师要多角度展开实验教学活动，

例如 教师在进行“实验：探究小车速度随时间变化的规律”的教学时，可以引导学生围绕“为何在有些路段要限速”这一话题积极讨论，将社会问题与物理知识融合在一起，而后以“怎样限速最合理”为导向组织学生实验，并用实验模型验证推测，因为在实验环节学生要搜集整理汽车时速相关数据，所以会关注汽车行驶速度与时间的关系，还会以“小车速度随时间变化的规律”为基础，迸发创新精神，利用实验材料模拟具体路段，构建虚拟环境，进行限速实验，进而利用实验结論制定限速通行管理方案，使学生能用物理知识解决现实问题，亦可强化社会责任感与安全意识.

1.2 在实验教学中渗透学科素养

高中物理课程助力学生洞悉物理学科本质，在此前提下从科学态度及责任、科学探究、科学思维与物理观念等角度出发，确保学生能具备物理核心素养.新高考注重考查学生学科素养，可以用物理概念、计算公式直接解答的问题有所减少，取而代之的是具有生活性、创意性与变化性的问题，同时引导学生用实验思维探究.基于此，教师需把实验教学与学科素养融合起来，使学生能在实验活动中形成与强化物理素养.

例如 教师在进行“实验：探究加速度与力、质量的关系”的教学时，可以通过实验验证牛顿第二定律，增强学生物理观念，养成学生“求甚解”的良好学习习惯，为了确保学生能高效完成物理实验，教师要教授学生用控制变量法解决实验问题，先控制质量m不变，再讨论F与a之间的关系，而后控制F不变，改变质量m，根据实验现象探究m与加速度a之间的关系，这不仅能帮助学生形成科学思维并提升科学探究能力，还利于学生理顺实验思路，提高实验成功的几率[1].

1.3充分运用教材资源

学生参与实验活动、剖析实验结果并利用实验结果解决具体问题的基础是掌握了物理知识，并具备建模能力、观察能力等素养，为了做到这一点教师要运用物理教材，帮助学生奠定自主实验、创意实验的基础，以免学生在实验活动中背离物理学科，出现实验自主性与趣味性较强、指导性与知识性不足的消极现象.

例如 教师在进行“实验：探究平抛运动的特点”的教学时，可以立足大单元，鼓励学生创制思维导图，依托发散思维吸收物理知识，回顾本单元的知识点，如平抛运动定义、特点、基本规律、公式等，进而为实验提供理论依据，确保学生的创想有根据、有支撑.在探究平抛运动规律时，教师运用作图法引领学生观察与探析，教师鼓励学生使用此法展现实验结论，将具体的数据代入坐标系，用以验证实验结果是否正确，这可为学生改进实验方案指明方向，还能引领学生在实验活动中反复尝试，最终得出理想的结果.理论可指导实践，在“双新”背景下，教师要善用物理教材，指引学生灵活运用理论知识，在此基础上追求理实一体的实验教学效果.

2 高中物理实验教学改革的现状

2.1 教学理念欠佳

教学观会影响育人效果，有些教师实验教学理念陈旧，习惯以自我为中心，用历届高考真题创设实验情境，侧重引导学生探究获取高分的方法，学生不仅很难在实验活动中产生兴趣，还会倍感压力，过于关注“解题套路”，难以强化物理素养.

2.2 实验形式单一

通过分析高中物理实验教学现状可知，部分教师习惯用示范教学法带领学生做实验，虽然教师示范引导能确保学生在实验中少走弯路，但那些“弯路”是学生迸发科学精神、强化物理观念、积累实验经验的关键，教师要给学生“走弯路”的机会，助其在纠偏时探索发现、积极创新、挖掘潜能.基于此，教师要解决实验形式单一的问题，为学生融入实验及全面发展奠定基础.

2.3 实验体系不全

在物理课上部分教师将实验过程、实验结果视为重点，轻视实验前期准备，有些学生存在不了解实验目标、方法等内容的情况，实验过于盲目，较为依赖教师的要求与指导，在实验中思维混乱且缺乏主动性，这就会影响到物理实验教学的效果[2].

2.4 实验作业缺位

实验作业是高中物理实验教学的一部分，有些教师存在实验作业功能较弱、形式僵化等问题，一方面学生鲜少有机会做实验类的作业，另一方面很难在做作业时提升物理素养，还会因作业无趣、总量过多而承受较大的压力，减弱其学习热情，这不利于学生基于作业增强科学探究能力.

3 高中物理实验教学改革的路径

3.1 理念优化，夯实教改基础

教师优化教学观是提高物理实验教学有效性的关键，基于此教师要做到育人为本，推行生本教育理念，根据高中生的能力、基础、兴趣设计实验教学活动，在此基础上留意学情方面的差异，重视因材施教，推行分层教育理念，大致把实验分为三类，拓展类、提升类、基础类，其中基础类实验为物理核心素养较差学生而准备，拓展类实验为具有旺盛精力、饱满热情、扎实基础，较强能力的学生而准备，鼓励每位学生都完成提升类实验任务，能在实验活动中逐步强化科学探究能力、物理观念等素养.教师为了让物理实验有吸引力可推行STEAM理念，打破学科壁垒，把物理科学与艺术、数学、工程等方面融合在一起，用以激活学生的物理思维，使学生能在实验过程中主动实践、提问、创新.

例如 教师在进行“实验：验证机械能守恒定律”的教学时，可以在工程中嵌入实验，营造真实的工程建设情境，当前有些工程建在土体含水率较高的区域，软弱土层会影响地基的稳定性，还会埋下安全隐患，那么可使用强夯法处理软基，改变土体含水率，教师在介绍工程案例的前提下指引学生做实验，再现地基强夯过程，在重力做功系统内探究机械能是否保持不变，继而把工程与物理融合在一起，赋予实验情境真实性与丰富性，用多元情境驱动学生实验探索、假设、论证，继而提高物理实验教学改革的有效性.

3.2 形式创新，拓宽实验渠道

教师在改进物理实验教学手段的过程中要增强创新意识，积极拓宽物理实验育人渠道.

例如 教师在进行“实验：用单摆测量重力加速度”的教学时，可以实施“微课+任务驱动+合作互助”的实验教学模式，借助介绍类微课渲染情境，说明实验意图，使学生能借助小视频回顾理论知识，并明确实验目标，找准实验方向，在此基础上列明实验任务清单，如“理解实验原理”“学会组装实验设备并优化实验系统”“精准测量单摆周期、摆长”“使用累积法高精度测量”“利用测量数据计算重力加速度”等，上述任务可确保学生在合作实验过程中能形成合力，能在彼此启发、协作的基础上完成实验，同时强化物理观念、科学探究能力等素养.教师在支架教育理念的支撑下规设实验小组，各组成员能力互补，可携手实现实验目标.

因为物理素养较差学生容易脱离实验教学活动，加之实验装置数量有限，所以合作实验是较为高效的育人举措，学生能通过生生互动彼此鞭策与监督，避免出现有学生掉队的情况.微课具有启发性，图文并茂，内容丰富，可吸引学生参与实验活动.微课亦是师生互动载体，教师基于成果导向理念设计微课，使学生能从介绍类、演示类、练习类及其他类型微课中获取实验灵感，调动实验自主性，为学生探究、合作与自学提供工具，继而优化以学生为主的物理实验教学效果[3].

3.3 体系完善，加强实验指导

为了使学生实验思维更为完整，理顺实验思路，提高实验效率，在此基础上增强科学探究能力，教师要完善实验育人体系，同时加强实验指导.

例如 教师在进行“实验：用双缝干涉测量光的波长”的教学时，可以先说明实验目的，如“仔细观察，归纳总结白光、单色光干涉条纹的特点”“测定单色光波长”等，而后引领学生基于理实一体回顾物理知识，剖析实验原理，为了使原理解析更为直观，教师鼓励学生作图，直观展现屏、挡板、激光束三者位置关系，并能借助图例说明实验过程，教师在学生分析实验原理及实验过程的基础上助其推测，猜想实验结果，以及可能产生误差的原因，其目的是提前优化实验方案，预见实验问题，为高效实验做好准备.在实验过程中，教师要说明一些注意事项，如“必须保证缝平行”“要保障单缝、滤光片、双缝、光源、屏位于遮光筒轴线上”“要多测暗条纹、亮条纹中心的距离”等.教师基于“实验目的探究－实验原理与过程分析－实验结果预测－小组实验－实验结果分享－优化实验方案”构建螺旋状闭环式育人体系，使学生能带着目的实验，还能在推测、质疑、归纳等高阶思维的支撑下持续优化实验结论，这能增强学生的科学精神、物理观念等素养[4].

3.4 作业增效，提高教学质量

物理实验类作业利于学生开阔视野、积累实验经验、解决实际问题，在此过程中掌握物理知識，并能具备物理知识应用能力.

例如 教师在进行“传感器”的教学时，可以将“以防治病虫害为出发点利用传感器，并创制模型”视为一项作业，学生会利用网络搜集资料，了解农业领域传感器的用途，在此前提下聚焦本地区农业病虫害防治需要及现状，思考传感器起效的办法，以解决具体问题为指向，使用材料制作模型并展开实验活动，继而助力学生开阔眼界，还能强化创新精神、社会责任感、物理观念、科学探究能力等素养.再如，教师在进行“实验：用油膜法估测油酸分子的大小”的教学时，可以将“使用家中随处可见的材料创新实验”视为一项作业，其目的是基于迁移认知、创客理念调动学生创新实验的积极性，使学生能通过创意实验产生成就感，并能从实验活动中获得乐趣，进而更乐于实验，增强其科学精神.

4 结语

综上所述，高中物理实验教学改革利于学生强化学科素养，基于此教师要凸显环境、社会、技术、科学的相关性，充分运用教材资源，并渗透物理素养，还要优化理念，创新育人形式，完善实验教学体系，并高效设计实验类作业，继而落实高中物理实验教学改革目标.

参考文献：

[1]王远虎.基于核心素养的高中物理探究性实验学习效果的评价设计[J].物理教师，2022，43（06）：16-21.

[2]叶晓强.高中物理实验教学中学生核心素养的培养[J].西部素质教育，2022，8（09）：91-93.

[3]孙怡晨，张彦波，万子伦等.STEM教育理念与高中物理实验的融合探析——以测量重力加速度为例[J].中国现代教育装备，2022（08）：46-50.

[4]殷国英.高效信息化课堂在高中物理实验教学中的应用探析[J].中国新通信，2022，24（07）：203-205.

[5]沈亮亮.新高考背景下高中物理实验教学[J].文理导航（中旬），2023（03）：82-84.