高中物理实验中有效问题的探索与实践

【摘要】本文探讨高中物理实验中有效问题的重要性，提出一系列探索有效问题的方法和实践策略．通过引导学生提出有效问题、设计实验方案、进行实验操作和分析实验结果，培养学生的科学思维和实践能力，提高高中物理实验教学的质量和效果．

【关键词】高中物理；实验教学；解题实践

物理是一门以实验为基础的自然科学，实验在高中物理教学中占据着重要的地位．通过物理实验，可以让学生更直观地理解物理概念和规律，培养他们观察能力、动手能力和科学思维．然而，在实际的高中物理实验教学中，往往存在一些问题，如实验目的不明确、实验过程形式化、学生参与度不高等．为了提高高中物理实验教学的质量和效果，教师需要探索和实践有效的问题，引导学生积极参与实验，深入思考物理现象背后的本质．

1高中物理实验中有效问题的重要性

1.1激发学生的学习兴趣，培养学生的科学思维

有效问题能够激发学生的好奇心和求知欲，使他们对物理实验产生浓厚的兴趣．当学生面对一个有趣的问题时，会主动地去思考、探索和解决，从而提高学习的积极性和主动性．提出有效问题需要学生运用科学思维方法，如观察、分析、归纳、推理等．在解决问题的过程中，学生不断地进行思考和实践，逐渐培养起科学思维能力．

1.2提高学生的实践能力，促进学生的合作学习

有效问题往往需要通过实验来解决，这就要求学生亲自动手操作实验仪器，进行实验设计和数据分析．在这个过程中，学生的实践能力得到了锻炼和提高．在解决有效问题的过程中，学生可以分组合作，共同讨论实验方案、分工协作进行实验操作和分析实验结果．这样不仅可以培养学生的合作意识和团队精神，还可以提高学生的交流和表达能力．

2高中物理实验中有效问题的实践策略

2.1引导学生提出有效问题

在物理实验教学中，教师要鼓励学生积极思考，大胆提问．可以通过创设问题情境、组织小组讨论等方式，引导学生提出有效问题．

例如在学习“平抛运动”时，教师可以播放一段平抛运动的视频，然后提出“平抛运动的轨迹是什么形状？”“平抛运动的速度和加速度如何变化？”等问题，引导学生进行思考和讨论．

2.2设计实验方案，进行实验操作

在提出有效问题后，教师要引导学生根据问题设计实验方案．实验方案的设计要具有科学性、可行性和创新性．教师可以组织学生进行小组讨论，共同设计实验方案．在设计实验方案的过程中，教师要给予学生适当的指导和帮助，确保实验方案的顺利实施．实验方案设计完成后，学生要亲自动手进行实验操作．在实验操作过程中，教师要注意观察学生的操作情况，及时给予指导和纠正．同时，教师要提醒学生注意实验安全，严格按照实验操作规程进行操作．

2.3分析实验结果

实验操作完成后，学生要对实验结果进行分析和总结．在分析实验结果的过程中，教师要引导学生运用科学思维方法，如比较、归纳、推理等，对实验数据进行处理和分析，得出实验结论．同时，教师要鼓励学生对实验结果进行反思和评价，提出改进实验的建议和方法．

2.4拓展实验内容

在完成实验教学任务后，教师可以根据学生的实际情况，拓展实验内容，引导学生进行进一步的探索和研究．

例如在学习“电容器的电容”时，教师可以让学生设计一个实验，比较不同电容器的电容值．这样不仅可以加深学生对物理知识的理解，还可以培养学生的创新能力和实践能力．

3高中物理实验中有效问题的探索案例

例利用计算机系统和光电门传感器测量自由落体运动的加速度，实验装置如图1所示，主要器材有：①光电门；②工字型挡光片；③铁架台．需要测量的各物理量见表1．

（1）运用该实验装置测量自由落体运动加速度的实验原理：（用表1中的物理量符号表示）；

（2）若某次实验使用的工字型挡光片尺寸如图2所示，工字型挡光片的宽度d=0.02m，两档光片之间的距离h为0.15m．计算机系统采集的某一组实验数据如表1所示，则测得自由落体运动的加速度为（结果保留两位小数）；

（3）除实验中偶然误差外，写出一条可能产生实验测量误差的原因：．

解析（1）用挡光片通过光电门时的平均速度代替中间时刻的瞬时速度，则挡光片下上依次通过光电门时做匀加速直线运动，根据运动学规律有vt2－v12=2gh，解得g=vt2－v122h=dt12－dt22h．

（2）将表格中的相关数据代入上式，则解得g=11.03m/s2．

（3）该实验中计算出的v1和vt对应的位置之间的距离大于图中给定的距离h，而计算时采用的是图中给定的距离．

问题设计的有效性分析实验原理是一个实验的灵魂，解决任何一个高考物理实验试题，都需要先弄清实验原理.因此，本例第（1）问中首先对实验原理进行了考查，考生要结合实验目的和物理规律，认真分析器材和实验过程方能解答；第（2）问中，要测量重力加速度的值，表中列出了实验数据，代入即可解答，考查了学生运用物理知识处理物理问题的能力；第（3）问中要求学生对产生实验误差的来源进行分析，为准确测量做好基础．可见，本题中的三个问题考查了学生对测量重力加速度的掌握程度，属于有效性问题．

4结语

高中物理实验中有效问题的探索与实践是提高物理实验教学质量和效果的重要途径．通过引导学生提出有效问题、设计实验方案、进行实验操作和分析实验结果，培养学生的科学思维和实践能力，激发学生的学习兴趣和创新精神．在今后的高中物理实验教学中，教师要不断地探索和实践有效的问题，为学生的成长和发展提供更好的教育服务．

【本文系江苏省泰州市教育学会“十四五”规划2022年度课题“高中物理项目化探究性实验的设计和实践研究”（编号：TZ2022150）阶段研究成果】

参考文献：

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