提高高中物理实验教学有效性的策略

摘 要：物理是高中教学体系的重要组成，实验是该学科的重要内容，通过开展实验教学，可以带领学生更深入地理解物理概念、定理及本质，对激发学生的物理学习兴趣、提升学生的物理学习效率有很大帮助。作为高中物理学科教师需要认识到实验教学的重要价值，并探索物理实验教学开展的有效路径和方法，以尽可能发挥实验教学的价值，促进物理学科教学质量提升。

关键词：高中物理；物理教学；实验教学

物理是以实验为基础的一门基础科学类课程，高中物理课程标准中指出：“要重视学生自主学习，让学生乐于探究、勇于实验、勤于思考。”课程标准内容的提出，明确了实验教学在高中物理教学中的重要性，并对物理实验教学提出了要求。为此，高中物理教师需要深刻认识物理实验开展的价值，并着眼学科教学要求及学生综合发展需求，对实验教学方法做出改进和优化，以尽可能提升实验教学的有效性，并以实验为推手，提升该学科的整体教学效果[1]。

一、实验教学在高中物理教学中的价值

实验是高中物理教学中不可或缺的组成部分，通过开展实验教学，能够进一步强化学生的物理学习体验，加深学生对物理知识的印象、理解，对促进学生综合能力、学科素养发展也有积极作用。具体而言，实验教学的开展价值可以归纳为以下几点：

第一，有利于加深学生对物理概念的理解。物理学科中涉及的各类概念、原理较多，而这些内容通常较为抽象，学生理解起来难度相对较大。实验教学的开展，可以将抽象的物理概念以直观的方式呈现出来，能够让学生在实际操作、直观观察中，对物理现象产生深刻感知，这对于加深学生对物理概念、原理的理解，突破物理教学难点有很大帮助。

第二，有利于促进学生获得思维能力发展。在开展实验教学的过程中，学生需要运用所学物理概念、原理知识来设计、操作实验，并解决实验过程中遇见的问题，这也为学生运用物理概念知识创造了条件，对深化学生对概念的理解，培养学生解决问题能力也有积极意义。此外，实验过程中，学生经常会遇到实验结果和预期情况不符合的情况，这就需要学生主动去寻找原因、解决问题，这一过程不仅能加深学生对物理知识的理解，同时还能在无形中促进学生问题解决能力、批判性思维能力发展，对学生综合素养能力的提升有积极影响。不仅如此，实验过程中通过引导学生尝试新的实验方法、对实验装置进行科学改进，还可以在无形中实现对学生创新思维、创造力的培养。

第三，有利于培养学生的科学态度和科学精神。通过组织学生开展实验教学，可为学生观察实验现象、收集及分析实验数据创造条件，在此过程中，可以让学生学会遵循一定原则方法进行实验操作，并且能够培养学生尊重实验实施及实验数据的品质，这也就在无形中实现了对学生科学态度及科学精神的培养。此外，实验过程中学生还需要结合观察现象、实验数据进行推理、验证，甚至是对实验现象提出疑问和验证，这对于学生观察能力、数据分析能力、推理能力、质疑能力的锻炼也有很大帮助，可在无形中促进学生科学思维、科学精神发展[2]。

二、高中物理教学中实验教学的开展策略

（一）优化：革新理念，改进实验教学模式

理念决定行为，教师的教育理念会直接影响教学方案的选择、教学活动的开展情况。为此，新课改背景下高中物理教师应以培养学生的学科核心素养为导向，对教学理念进行适当革新优化，以先进的教育理念推动物理实验教学方法改进创新，为物理实验教学质量的提升奠定基础。从既往高中物理实验教学情况来看，很多教师为了保障课堂进度，或者争取更多时间为学生讲解知识点，通常是以口头讲解方式来阐述实验过程，或者是由自己进行实验过程演示，抑或只是简单地通过播放实验视频方式来授课，学生只能以“看客”的角色来了解实验过程、实验内容，并未真正参与其中，这也就在很大程度上影响了实验教学的整体效果。因此，为了弥补传统实验教学的不足，新课改背景下，教师需要结合物理实验的具体情况、特点，优化实验教学方法，尽可能为学生提供实践参与的机会，让学生通过亲身参与实验，通过实践操作，对实验内容形成深刻的理解，充分了解实验细节，从而有效提升实验教学的效果。

例如：在教学人教版必修第一册《超重和失重》这部分内容时，教师就可以改变以往用微课视频展示实验过程的教学模式，秉持以学生为中心、让学生亲身体验的原则，在课前做好相应的材料准备工作，为学生提供实践参与实验操作的机会。具体教学时，可分为以下几个步骤：

1.教师应提前准备好塑料袋、玻璃杯、温水、秤、纸袋等实验材料，然后在课堂教学时先简单为学生讲解该章节的基本理论知识，在学生对所学内容有了初步了解后，则可将学生分成若干个学习小组，然后带领学生以小组为单位开展实验操作。

2.具体实验过程中，教师可引导学生将玻璃杯置于课桌上，保持玻璃杯底部与桌面平行，然后根据玻璃杯口径裁剪塑料袋，保证裁剪后的塑料袋能完全覆盖玻璃杯口部。在此基础上再行超重和失重实验。①超重实验：将剪切后的塑料袋完全覆盖在玻璃杯口部，对玻璃杯进行密封，然后再将玻璃杯倒置于温水中，并轻压玻璃杯使其浸没于温水中，之后观察并记录玻璃杯内会发生什么变化。

②失重实验操作为：拿掉塑料袋，保持玻璃杯内干燥，然后在桌子上放纸袋，并将玻璃杯倒置于纸袋上，之后用手掌覆盖玻璃杯，并翻转玻璃杯、移走纸袋，观察玻璃杯会发生什么现象。

3.完成实验后，教师再引导各小组进行组内探讨，对超重及失重实验中观察的现象进行讨论总结，并由小组代表进行阐述。此时学生会发现，超重实验中玻璃杯在温水压强作用下会有额外重量产生，而失重实验中在翻转玻璃杯后，玻璃杯会在手掌上悬浮。

这样通过让学生亲身参与实验操作过程、观察总结实验现象，能够有效激起学生的学习兴趣以及对实验原理的探究欲望，突出学生的课堂主体性，提高学生的课堂学习积极性，可加深学生对于超重和失重实验背后物理原理的理解，提升物理实验教学的效果[3]。

（二）设计：自主创新，提升学生的参与度

高中物理课程标准强调要重视学生自主学习，新课改也强调，教学活动的开展要尊重学生的学习主体性，充分突出学生的课堂主体地位。在此理念下，高中物理教师在组织学生开展物理实验教学时应严格遵循“以生为本”原则，结合具体教学内容及学生实际情况，积极设计适宜的探究实验，从而为学生创设更多自主空间，提升学生的实验参与度，让学生在实践参与、独立探究中加深对实验内容、实验原理的理解，同时促进学生实践操作能力、探究能力、思维能力发展。

例如：在教学人教版必修第二册《实验：探究平抛运动的特点》这部分内容时，以往教学时，教师多是用多媒体方式演示实验过程，或者由自己进行实验操作，让学生观察实验过程及现象，无法突出学生自主性及参与性。不仅如此，传统实验中多是按照从一定高度将小球滚下做平抛运动，然后再对小球的轨迹进行描述，并通过反复操作来获得小球完整的运动轨迹。这样的实验操作，难以对小球的运动轨迹进行一次性记录，存在一定弊端。为此，设计教学中教师可在传统实验操作的基础上，为学生创造空间和机会，让学生自己结合已有知识，比如平抛实验的原理、目的等，以“如何记录小球轨迹”为主题，发挥创造力对实验方法进行优化改进。具体实验时，可让学生以小组为单位进行讨论，比如有的小组提出“是否能借助手机延时拍摄功能对小球的运动轨迹进行记录”，有的小组则提出“在抛出点附近放置硬木板，并铺上白纸、复写纸，小球打到复写纸上后，会在白纸上留下痕迹，从而获得小球的运动轨迹”。在各小组完成讨论后，教师可以再鼓励各小组成员进行实验操作，验证本小组提出的方案是否可行。在各小组进行实验验证时，教师则可适当地给予点拨、指导，以推动实验操作顺利进展。在完成实验验证后，教师则需鼓励各小组对本组的实验情况进行总结，若实验操作可行则可以说一说具体的思路、原理，若实验操作不可行，则需要反思总结问题所在，并可以尝试进行改进优化[4]。

以这样的方式进行实验教学，能够充分尊重学生学习的主体性，锻炼学生的自主学习能力、探究能力，以及对实验的预测和验证能力，能够真正让学生参与到实验学习之中，深化学生对于实验内容的理解和掌握程度，同时也让学生在探索设计实验改进方法、参与实验操作、讨论实验结果的过程中获得学科素养发展。

（三）指导：科学启思，增强实验教学效果

开展实验教学能够以直观方式来呈现抽象的物理概念、原理等知识，可以加深学生对物理概念、物理规律的认知，对提升物理学科的整体教学质量及效率有积极意义。但实验教学并不是简单地将实验过程演示给学生看即可，或者指导学生按照一定的步骤方法对实验过程进行操作即可，而是要在引导学生参与实验操作的过程中，通过适当的问题、有效的引导来启发学生思维，让学生在实践操作中，深入思考相关实验现象、实验问题，纠正错误认知，这样一来方能为学生思维发展提供充足空间，才能真正拓展学生的思维深度、发挥实验教学的价值，有效提升实验教学效果。

例如：在教学人教版必修第三册《串联电路和并联电路》时，由于实际电路连接中经常会遇到连接多个电器的情况，这就需要学生掌握合理连入电路的方法，而这一知识相对复杂，仅依靠教师口头讲解所达到的效果非常有限。为此，具体教学时教师可先为学生分析电路中的各个元件，介绍其功能及各种符号，从而增加学生对电路连接基本知识的了解。在此基础上，教师还可以通过模型或者PPT课件图的方式，为学生展示错误的线路图，让学生观察并找出其中存在的问题。之后，教师则可为学生提供实验材料，如灯泡L1、L2、电池组、开关、导线等，然后让学生以小组为单位展开讨论：“想要保证闭合开关时，两个灯泡都亮起来，关闭开关时两个灯泡都熄灭，应该怎么连接电路？”可以将讨论结果先以画线路图的方式呈现出来，然后再利用实验材料进行验证。若结果和自己预期不同，则可再鼓励学生进行更深入的讨论，纠正实验中存在的问题，以寻找正确的电路串联和并联方

式[5]。最后，教师则可以根据各小组的讨论结果、实验情况，进行总结分析，并可对正确的电路连接方式进行展示，纠正学生在实验操作中存在的错误和问题，同时还可以带领学生思考“调换开关位置是否会对串联电路造成影响”“如何避免电路短路”等问题，以进一步加深学生对于电路串联及并FK73c4s+eRU0ddktVRltvA==联知识的掌握。

这样以实验为载体开展物理教学活动，有效拓展了物理教学的深度，加深了学生对于相关物理知识、实验原理的理解掌握，对提升实验教学效果、强化学生对所学知识的掌握程度有积极意义。

（四）联结：联系生活，感知生活物理现象

物理是一门和生活实际存在紧密关联的学科，很多生活现象中都蕴含有物理知识、物理原理。这也为高中物理实验教学的开展提供了更多的素材，同时也拓宽了实验教学的空间。实际教学中，教师可以结合具体教学内容，挖掘物理实验和生活实际之间的关联，然后以学生熟悉的生活现象为载体，开展物理实验教学，从而让学生在熟悉的生活中感受物理现象、理解物理实验的原理和本质，进而在锻炼学生实践能力的同时，加强学生对物理知识的掌握，提升实验教学效果。

例如：在教学人教版必修第一册《摩擦力》时，教师就可以从实际生活切入，引导学生开展实验操作，让学生在常见的生活现象中感知摩擦力、认识摩擦力。比如：可以引导学生以平行于地面的力来推动桌子，让学生感受桌子移动过程中所产生的阻力，以此带领学生认识“推力大于阻碍桌子运动的力，且两个力的方向相反，这个力即为桌子和地面的摩擦力”。之后，教师可以再让学生以平行于地面的力来推动“讲台”，此时学生发现，桌子没有被推动，讲台和地面也保持相对静止，以此来带领学生理解“二力平衡”的知识。

这样从学生熟悉的生活物品、生活现象切入进行实验教学，既能加深学生对于实验内容的理解，锻炼学生的实践能力，又能将抽象的物理知识和学生们熟悉的生活关联起来，让学生认识到物理知识在实际生活中的重要作用，从而驱动学生学习物理知识的内在动力，促进高效物理课堂构建[6]。

结束语

总而言之，实验是物理学科教学中非常重要的组成部分，其在增进学生对于物理知识的理解、提升学生物理学习的效率、发展学生学科思维中发挥着非常重要的作用。作为该学科教师在实际教学中需要深挖实验教学的价值，并且积极革新教育理念、优化实验教学设计方案，以尽可能为学生创造参与实验操作的机会、拓展实验教学的空间及内容，从而不断提升实验教学的效果，让学生通过参与实验学习获得提升和发展。

参考文献

[1]蒲彪.浅析微课在高中物理实验教学中的创新应用策略[J].教师，2017（15）：60.

[2]吴畅.提高高中物理实验教学有效性的策略研究[J].湖南中学物理，2018，33（9）：69-71.

[3]李欢，李文斌.农村高中物理实验教学现状与对策研究：以湖南省石门县某中学为例[J].读与写，2016，13（19）：283.

[4]罗均.基于物理实验增效物理教学：谈高中物理实验教学有效性策略[J].读与写，2022（5）：8-10.

[5]诸杰.科学思维指向下的高中物理实验教学设计探究：以“楞次定律”为例[J].数理化解题研究，2024（3）：78-80.

[6]丁骏.以工匠精神指导高中物理实验教学：以“楞次定律”中的演示实验为例[J].物理教师，2017（12）：4.