引入有效实验建构高效物理课堂

【摘要】实验是物理教学的核心策略和方式，为了进一步服务于高效物理课堂的建构，教师需要不断优化实验教学，直指其落实的有效性，将实验的趣味性、实践性、操作性、实证性融为一体，以此促进实验教学效果的达成，服务于学生科学探究能力的提升、科学思维的进阶。

【关键词】实验；高中物理；核心素养

在高中教育阶段，实验是物理教学的基础，在整个课程教学中有着极为重要的地位，起着相当关键的作用，其中实验是对理论知识很好的补充、验证和还原，两者不可割裂，共同构成完整的物理知识体系。在高中物理教学中，教师需根据实际教学需求积极引入有效实验，丰富知识呈现形式，创新教学模式，带领学生在实验的辅助下进行学习，既有利于他们更好地理解与掌握物理理论知识，还能够锻炼动手能力，不断积累操作经验，从而建构高效课堂。

一、巧妙创新物理实验，建构高效物理课堂

1.科学创新物理实验，发掘学生学习潜能

在高中物理课程教学中，实验可以把抽象、复杂、静态的知识直观、简便、动态地呈现出来，有助于学生的理解与记忆。不过要想进一步提升实验教学的质量，教师不能仅仅局限于以往的教学内容讲授方式，要做好创新工作，突破教学模式，打破固有的思维限制，挖掘学生的物理学习潜能。同时，高中物理教师也要鼓励学生敢于创新，对传统实验进行革新，使他们充分展现出个人能力与天赋，改善实验教学成效。

在“运动的合成和分解”教学过程中，教师可对“蜡块运动”实验进行创新，用量筒代替玻璃管（如图1所示），指导学生进行如下操作：将图钉插入到蜡块上以后投入装满水的量筒之中，让蜡块沉至底部；向量筒里倒入适量的食盐，用软木塞塞住量筒口，轻轻摇动使食盐完全溶解，观察蜡块上升情况；秒表的示数恢复至0时，将量筒迅速倒置过来，把蜡块上升到顶端所需的时间记录下来，然后重复上述操作，且在蜡块上升的过程中移动量筒。之后，教师要求学生对得到的实验数据进行对比，使其通过分析、研究后发现，无论量筒移动与否，蜡块上升的时间与速度均保持不变，这说明运动的等时性与独立性，随后指导学生继续利用该实验装置，尝试把合运动轨迹给描述出来，且判断出性质。这样教师通过创新实验形式，将演示实验转变成学生实验，使其在实践中获得知识与技能，让他们理解运动合成与分解的意义。

2.科学引入创新实验，增强学生感性思维

在高中物理教学中，高效课堂并非自然形成的，而是要师生双方共同配合与努力，通过有效举措建构高效课堂，突出物理教学的系统化与科学性。在具体的高中物理课堂教学中，教师可紧扣所授内容科学引入创新实验，事先准备好所需的实物、模型或道具等，转变教学形式，据此设计和操作实验，将物理知识直观、生动地呈现在学生面前。既可以降低知识的理解难度，还能够增强他们的感性思维与认知，为建构高效物理课堂提供更多有利条件。

在开展“圆周运动”教学时，教师拿出一个钟表，现场演示时针、分针和秒针的运动实验，要求学生仔细观察、交流这些指针的运用情形，借势导入圆周运动，并在课件中呈现一些日常生活中经常出现的圆周运动，如摩天轮、脱水桶、风车和齿轮的转动等，使其直观认知圆周运动，初步激活他们的感性思维。接着，教师讲述：“人们在研究物体的运动情况时，通常比较关注运动的快慢，研究物体沿直线运动时，可以采用在单位时间内对位移情况进行描述，当研究物体圆周运动时该如何描述呢？”然后以台式电扇为例，在扇叶上标出红、蓝两种颜色的点，同中心轴的距离长短不一，用手轻轻拨动扇叶，以此引入创新实验，带领学生观看两类点的运动轨迹，交流各个点的运动情况，提示他们采用比较法，发现两类点在一样的时间内经过的弧长不一样，通过的长度越大速度就越快，反之运动得慢，由此得出线速度的概念，随后运用同样的方法研究角速度、周期等知识。这样教师提前准备好课堂上要用到的实物道具，通过创新实验直观呈现圆周运动现象，引领学生研究线速度、角速度和周期等物理概念，使其记忆的更为深刻，形成牢固记忆。

二、明确学生主体地位，建构高效物理课堂

1.引入独立操作实验，锻炼学生动手能力

物理科目具有典型的实验特征，从物理概念的产生、形成，到规律、性质的归纳，都离不开实验的辅助或验证，实验也是研究物理现象的常规手段与重要途径。不过高中物理教师在课堂教学中，引入有效实验应当是鼓励学生亲自参与到实验的设计、操作等环节，使其通过实验观察与验证物理知识，从而形成对知识更为深刻的了解与认知，推动高效物理课堂的建构。

在“形变与弹力”教学中，教师先设计教学语言：“撑杆跳高时运动员要用到杆，跳水运动员起跳时要用到踏跳板，均运用的是弹性形变发生时产生的弹力，大家还可以列出哪些实例？”学生结合生活经验提到摩托减震、跳跳床、射箭等，随后让学生思考这些弹力是怎么产生的，并借机导入新课。接着，教师指导学生动手操作压缩海绵与弹簧，用手弯曲竹片等小实验，据此营造情境，使其描述实验现象。之后，教师简单描述微小形变的实验装置：将一个装满气体的气球紧套在玻璃瓶口，上面贴一个玻璃镜片，指导学生亲自动手操作实验：保持入射光线位置固定不变，让光线经过平面镜进行反射，最终落至一把刻度尺上，出现一个光亮点，然后用力按压玻璃瓶子，发现光点会在刻度尺上进行移动，原因是玻璃瓶出现形变，让平面镜的位置出现细微变动。

2.设计小组合作实验，活跃学生科学思维

在新时期的高中物理课堂教学中，教师可组织学生采用小组合作的方式进行实验探究，使其明确实验的目的、设计条件、原理与步骤，通过操作实现预期效果，提升他们的合作意识与实验技能，并活跃科学思维。

以“向心力”教学为例，教师先为各个小组分发一个带细绳的小球，引领他们提出本组所要研究的问题，如：向心力和向心加速度的方向一样吗？两者有什么关系？哪些因素会影响到向心力大小？与ω、v分别有何关系？如何测量和计算？向心力的特点有哪些？会产生怎样的作用效果？是否为合力？是什么物体施加的力？圆周运动半径保持不变的原因是什么？等等。之后，教师指导学生利用手中的工具设计实验，将绳子固定在平滑的桌面上，以绳子长度为半径进行圆周运动，一起分析小球在做圆周运动时都受到哪些力的作用？力的方向如何？假如改变小球的速度，那么绳子受到的大力大小是否发生变化？让他们继续操作实验，研究向心力的性质。对于上述案例，教师将实验操作的主动权交给学生，以小组为单位进行，提出本组所要研究的问题，思维变得活跃起来，让他们在合作中操作实验，增强协作意识与实验水平。

三、合理改进原有实验，构建高效物理课堂

1.适当改进实验方案，有效提升教学效果

为真正发挥出实验应有的功能与价值，教师要想方设法适当改进实验方案，不仅需要解决硬件条件不足的问题，还要提高实验的精准度。教师可从实验仪器、设置或者思路等方面加以改进，提升实验教学效果，增强学生学习体验，发展他们的核心素养，建构高效课堂。

在“摩擦力”教学中，当学习到“测量静摩擦力”时，教师先带领学生回顾静摩擦力的概念，提出问题：静摩擦力的产生需要哪些条件？作用效果是什么？在他们分析后加以归纳，指出接触与加压导致静摩擦力产生，接触面需要粗糙的物体产生相对运动趋势，对物体相对运动产生阻碍的作用效果，从而处于相对静止的状态。接着在实验环节，教师指引学生改进教材中安排的实验装置，先把拉力传感器固定在小车之上，再用一根细绳把木块连接到拉力传感器上面，并将长木板水平放置在桌面，从另外一端拉动拉力传感器，然后对受力情况进行分析，指出拉力与静摩擦力相对平衡，随后拉力增大，最终找出最大静摩擦力。如此，教师先引领学生巩固理论知识，为实验操作做准备，再巧妙改进实验装置与过程，有效消除实验中的误差，使其得到的结果更加科学与精准，从而提升实验效果。

2.借助信息技术优势，改进实验呈现形式

实验在高中物理教学中本就占据着重要地位，为实现高效课堂的建构，不能仅仅依靠理论知识的讲授，还需把握好实验教学的契机，在带领学生学习物理知识的同时，提升他们整体物理素养。高中物理教师在平常的课堂教学中，应借助信息技术优势，改进实验呈现形式，带领学生在设计、操作、观察、记录与分析实验中强化学习能力，使其对物理原理获得更为深刻的认识，从而帮助他们构建完整的物理知识体系。

例如在“磁场 磁感线”教学过程中，教师先在多媒体课件中展示回旋加速器、质谱仪、电流表与指南针的图片，简单介绍我国在磁方面发展史，然后拿出两块磁石，现场演示同极相斥、异极相吸的小实验，引领学生类比电场知识感知到磁铁附近有磁场，磁场会对磁石产生力的作用，使其讨论磁场是否只来源于磁铁，引发他们的认知冲突。接着，教师利用信息技术手段演示经典的奥斯特实验，注意电流方向应南北放置，要求学生认真观察通电前与后的磁针变化情况，简单分析原因所在，让他们意识到电池周边也会出现磁场。之后，教师引领学生结合牛顿第三定律阐述磁针会对电流产生力，并亲自动手操作“磁场对电流发生作用”的实验，同时搭配信息技术手段将看不到的磁感线展示出来，结合实验再次分析电流之间是否会在磁场中出现相互作用，指导他们总结磁场的来源和性质，形成统一认识，磁极之间、电流之间、电流和磁极之间的相互作用均通过磁场发生，随后继续借助信息技术改进实验深入研究磁感线的相关知识。

总而言之，在新时期教育背景下的高中物理课堂教学中，教师需始终以新课程标准的要求为基本导向，根据具体教学内容与实际情况有的放矢地引入有效实验，为学生带来良好的学习体验与感受，使其拥有更多亲自动手操作实验的机会，通过实验收获相应的知识与技能，提高他们的学习效率，全面促进高效课堂的建构。

【参考文献】

[1]董超，孙辉.基于科学探究的高中物理实验教学设计—以“单摆”为例[J].中学物理，2023（10）.

[2]王学宁.高中物理探究性实验教学策略[J].中学课程辅导，2023（09）.