基于问题，开展高中物理实验教学

【摘要】实验是高中物理教学的重要内容，做实验是学生解开对物理知识的疑惑的重要方式，也是学生提升物理学科核心素养的关键路径。教师在开展物理实验教学时，应着力调动学生的学习积极性，鼓励他们深入思考、展示实验成果，以激发他们继续进行实验探究的热情。文章分析了教师如何基于问题开展高中物理实验教学，以拨动学生思维的弦，让他们在思考中发现问题，然后通过实验解开疑惑、学习知识、发展能力。

【关键词】高中物理；实验教学；问题导学

作者简介：吉鹏（1993—），男，江苏省海安高级中学。

教师开展物理实验教学的目的，不仅是让学生动手，在操作中发现物理现象、感知物理原理，同时也包括让他们动脑，从一个实验联想到更多类似的实验，探究物理现象背后的原理。要让学生的大脑动起来，教师可以借助问题引导学生深入思考。但提出问题时，教师要注意问题的内容、提问的方式、提问的时间等细节，以充分发挥问题的效用，更好地促进学生思维能力提升。

一、在情境中提出问题

高中物理知识具有较强的抽象性，导致部分学生觉得高中物理难学。为了帮助这部分学生理解物理知识，教师在开展物理实验教学时，可以先创设一些生动的生活情境，让学生在情境中分析问题，以激发学生的学习兴趣，同时拉近学生与物理知识的距离。接下来，教师可以提出问题，鼓励学生通过独自或者合作完成实验来探究问题的答案。这样做能提高学生的学习参与度，也能帮助学生将抽象的物理知识与具体的生活情境联系起来［1］。

例如，教授人教版高中物理必修第一册第一章“运动的描述”第3课“位置变化快慢的描述—速度”时，教师可以设置测量纸带运动的平均速度和瞬时速度的实验。教师在组织实验时，会要求学生用手拉纸带，使纸带快速通过打点计时器，由此确定纸带在一定时间内的位移，再计算纸带运动的速度。但一部分学生对速度等概念的认识不够深入，无法理解如何通过打点计时器上的点计算平均速度和瞬时速度，在做实验时需要教师的悉心指导。为了帮助这部分学生自主完成实验，教师可以在组织实验活动前创设生活情境、提出问题，将学生逐步引入实验，同时让他们理解相关实验知识，明确自己应该如何做实验、如何根据实验结果计算速度。

首先，教师可以引导学生回顾他们在初中阶段是怎样描述物体运动的快慢的。其次，教师可以播放中国田径运动员苏炳添的比赛视频，并提出问题：“大家是否发现，苏炳添跑得非常快！可是，我们说的‘快’，是根据什么来判断的呢？”接下来，教师可以展示苏炳添奔跑的慢镜头，并展示他的启动速度等数据。学生会发现，苏炳添并不会在每个时刻都保持一样的速度。教师追问：“大家现在是否想到，自己可以怎样去描述苏炳添在整个比赛过程中运动的快慢呢？”在这个问题的引导下，学生开始关注两个新的概念—平均速度和瞬时速度。最后，在学生明确描述苏炳添跑步过程的思路后，教师顺势引导学生自主完成测量纸带运动的平均速度和瞬时速度的实验。在做这个实验时，学生可以将打点计时器在纸片上留下的点，看作运动员在某个时刻跑到的位置，至此，他们自然会知道如何通过计算得到纸片运动的平均速度和瞬时速度，并了解这样计算的原理。

在实验教学中，教师可以创设生活情境并提出问题。这样做既能够激发学生的学习兴趣，使他们对即将开始的实验产生期待，又能够让他们结合生活经验思考实验的核心知识，提高后续学习效率。当然，教师在提问时要避免提出难度太大的问题，导致学生无法结合生活情境思考。

二、在合作中有效学习

在高中物理实验教学中，让学生学会合作学习同样十分重要。在合作完成实验时，学生可以和同学交流、讨论，一同分析实验流程、实验注意事项、实验现象，从而得出科学的结论，提升解决问题的能力。在组织合作完成实验的活动时，教师也可以适时提出问题，引导学生围绕问题进行有效的讨论与探究，让学生发现合作学习的作用。

例如，教授人教版高中物理必修第一册第二章“匀变速直线运动的研究”第4课“自由落体运动”时，教师可以设置估算学生反应时间的合作实验。在实验前，教师可以提出这样的问题：“某单位招收飞行员时，计划招收反应时间不超过0.16秒的报名者。你测过自己的反应速度吗？你觉得自己能当飞行员吗？”在提出问题后，教师顺势引出实验要求，并鼓励学生组成二人小组，一起完成估算反应时间的合作实验。在做实验时，一名学生需要捏住直尺的顶端，保持直尺直立不动；另一名学生则需要手张开，放在直尺的零刻度线附近，准备好抓住直尺。捏住直尺的学生放开手后，另一名学生要立即抓住直尺。随后，两名学生需要记录直尺下落的高度，并据此计算抓直尺的学生的反应时间（g 取10 m/s2）。在学生合作完成实验前，教师可以提出问题：“为什么这个实验可以用来估算一个人的反应时间呢？在做实验时，你们需要注意什么呢？在记录直尺下落的高度后，你们需要列出什么算式来求反应时间呢？”教师提出的问题既涉及实验的目的与原理，也涉及实验的注意事项，还涉及物理公式。在和同学讨论上述问题后，学生会明确这个实验的意义，并扎实掌握相关物理知识。

在高中实验教学中，教师要给学生留出足够的空间，通过问题引导他们进行交流、讨论，并开展自主探究。这样做可以培养学生的合作意识、合作能力，也能提升学生的探究效果［2］。

三、在探究中深化理解

在物理实验教学中，教师可以通过一系列问题引导学生进行探究，让学生产生更深层次的思考，加深对物理知识的理解［3］。在组织实验前，教师可以先提出一个引发学生探究兴趣的问题，并鼓励学生据此展开实验探究。接下来教师可以根据学生的探究情况提出难度更大的问题，推动学生进行下一步探究。由此，学生可以逐步加深对物理知识的理解，物理课堂也会形成浓厚的探究氛围。

例如，教授人教版高中物理必修第一册第三章“相互作用—力”第2课“摩擦力”时，教师可以设置简单的探究摩擦力性质的实验。教师先要求学生将手张开放在桌面上，然后尝试把手向前推。在学生尝试后，教师提出问题：“大家是否感受到有力在阻碍你的手向前运动？这个力是什么力呢？”在学生明白这个阻碍手运动的力是滑动摩擦力后，教师可以引导学生改变实验条件，以探究滑动摩擦力的性质。比如教师引导学生在桌面上放一块玻璃，并将手张开放在玻璃上，再尝试把手向前推。在学生完成这个实验后，教师提出问题：“此时，你们感觉自己的手受到的滑动摩擦力发生了什么变化呢？”在自主探究后，学生自然会发现，当接触面变得光滑，自己的手受到的滑动摩擦力将变小。

在开展实验教学时，教师要引导学生主动参与实验，从实验中发现问题，并尝试解决问题。这样做能使学生从被动完成实验转变为主动参与实验过程，并驱动学生不断思考物理现象背后的道理，让学生不仅学到知识，还有机会锻炼解决实际问题的能力［4］。

四、在反思中提炼问题

教师在开展实验教学时，还要引导学生反思他们在实验过程中的得与失，并根据自己没有做好的地方提出问题，分析自己可以如何改进实验操作、计算方法等。

例如，教授人教版高中物理必修第一册第二章“匀变速直线运动的研究”第2课“匀变速直线运动的速度与时间的关系”时，教师可以设置利用打点计时器和纸带测量小车在匀变速直线运动中的速度变化的实验。在学生完成实验后，教师可以引导学生回顾实验过程，分析自己计算实验数据、得出实验结论的方法和思路是否存在问题或者能够改进的地方，并尝试寻找能够解决问题或者改进实验的办法。反思收集实验数据的过程后，学生可能会提出这样的问题：“如何确保打点计时器的打点间隔是均匀的？”反思实验操作后，学生可能会提出这样的问题：“我们是否可以找到办法减小纸带与打点计时器之间的摩擦力？”在学生提出问题后，教师应当鼓励学生交流、讨论，得出优化实验的办法，并据此展开进一步探究。

让学生反思实验过程、提出问题，可以加深学生对实验操作、相关物理知识的理解。而在讨论优化实验的方法时，学生可以与同学交流，产生更浓厚的探究兴趣。由此可见，在学生完成实验后，教师要鼓励学生反思实验过程，引导他们更深入地探究物理现象的本质，而不是简单地完成一次实验。

五、在应用中拓宽视野

在学生了解物理实验的现象后，教师还可以鼓励学生联系实验现象以及实验结论去分析生活中的问题，让学生有机会应用所学知识、拓宽学习视野、发现物理知识的价值［5］。

例如，教授人教版高中物理必修第一册第三章“相互作用—力”第4课“力的合成和分解”时，教师可以设置观察小车在斜面运动情况的实验。教师可以辅助学生使用硬度较低的塑料垫板搭一个斜面，然后要求学生在斜面上放一个小车。在小车从斜面滑下去之后，学生则需要根据斜面产生的形变来分析小车受到的压力。在学生完成实验后，教师提问：“小车在下滑的过程中到底受到什么力呢？为什么斜面产生这样的形变？”在分析后，学生会明白，小车既受到向下的重力，又受到斜面带来的摩擦力。接下来，教师引导学生画出小车受到的力，并据此分析斜面受到的力，让学生逐步理解合成和分解力的原理与思路。在学生掌握这部分知识后，教师提出拓展问题：“珊珊独自驾车旅游时，不小心把车开到淤泥里，于是车无法再往前移动。观察四周后，珊珊发现道路两旁有很多大树，而珊珊的车的后备箱中只有一根足够长的粗绳，你能出个主意，帮她把汽车拉出淤泥吗？”应用刚学到的合成和分解力的知识，学生很快便可以解决问题。由此，他们会发现这部分物理知识的实用性。

教师可以在开展实验教学后，引导学生运用得到的实验结论分析生活问题，以拓宽学生的学习视野，让学生获得学习自信心，从而更有兴趣参与实验探究。

六、在评价中推动进步

评价环节是物理实验教学的重要环节。教师可以采取问题的形式给出评价意见，指出学生的不足之处，并提出有针对性的建议，帮助学生进一步提升。教师在给出评价意见时，还应肯定学生做得好的地方，确保学生能够接受教师的评价意见，愿意思考教师指出的问题，改进自己没有做好的地方［6］。为此，教师需要持续关注学生的实验过程，以发现他们存在的不足。

例如，教授人教版高中物理必修第一册第四章“运动和力的关系”第3课“牛顿第二定律”时，教师可以设置探究牛顿第二定律的实验。在某学生得出实验结论后，教师可以根据这名学生的实验过程提出问题：“你的实验设置得很聪明，非常有参考价值。不过老师想问问你，你是否记得控制变量呢？如果没有，我们还能怎么改进实验步骤呢？”这样的评价反馈肯定了学生的付出，又指出了学生存在不足的地方，可以激励学生继续进行探究。

在学生完成实验后，教师及时反馈评价意见，会使学生获得一定的成就感，也会让学生对实验产生更深入的思考，明确自己进一步努力的方向，从而更有动力继续学习、探究。

结语

在高中物理实验教学中，教师要寻找多种有效的策略激发学生的学习热情，让他们积极参与实验，进行深入思考与探究，从而获得充分的锻炼。教师可以利用问题引导学生完成一系列实验活动，让学生深入思考与实验相关的物理知识，分析实验的意义，回顾实验过程存在的问题，寻找能够优化实验的方法。由此，学生自然能够扎实掌握物理知识，提升物理核心素养。

【参考文献】

［1］孙淮河.巧借趣味实验成就高中物理精彩课堂的策略［J］.数理天地（高中版），2024（14）：85-87.

［2］杨睦毅.基于可视化理念的高中物理实验创新：以鲁科版高中物理教材必修1“滑动摩擦力”实验教学为例［J］.福建教育，2024（28）：42-44.

［3］陈理彬.以问题为中心，基于核心素养的高中物理课堂实验教学设计［J］.第二课堂（D），2024（6）：19-20.

［4］符瑞斌.在物理实验教学中培养学生思维能力的实践研究［J］.新教育，2024（16）：25-27.

［5］马骏，路少怀.培育物理核心素养促进学生全面发展：“非常规”物理实验的开发和应用研究［J］.陕西教育（教学版），2024（6）：4-6.

［6］刘勇.理论助推实验优化实验设计：高中物理实验教学新思考［J］.数理化解题研究，2024（15）：85-87.