何鳳娟

摘 要：實驗是高中物理教學(xué)中不可缺少的重要板塊，不僅可以直觀展示知識點的推導(dǎo)過程，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和實踐能力，為今后的全方位發(fā)展做好鋪墊。因此，在高中物理課堂中，教師要提高對實驗教學(xué)法的重視程度，通過聯(lián)系生活實際、注重問題引導(dǎo)、開展小組合作等方式調(diào)動學(xué)生的實驗熱情，使他們踴躍參與到各項活動中，從而加強對物理知識的理解與運用，彰顯實驗教學(xué)法對提高物理教學(xué)質(zhì)量的積極影響。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)法；高中物理；應(yīng)用策略

物理學(xué)科具有較強的抽象性和實踐性，實驗教學(xué)法的應(yīng)用可以幫助學(xué)生更加直觀地學(xué)習(xí)理論知識，并為他們提供了多元化的實踐路徑，對物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)起到奠基作用。所以說，在新課改背景下，教師要及時轉(zhuǎn)變教育理念，以激發(fā)學(xué)生的實驗熱情為目的精心設(shè)計課程目標(biāo)與教學(xué)活動，讓他們在自主探究中深化知識理解，提高學(xué)習(xí)有效性的同時為發(fā)展物理核心素養(yǎng)打下堅實基礎(chǔ)。

一、實驗教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用價值

（一）激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣

相較于初中階段，高中時期物理學(xué)科涉及的知識點難度較大，對學(xué)生的邏輯思維和學(xué)習(xí)能力提出更高要求，導(dǎo)致部分學(xué)生無法透徹地理解知識內(nèi)涵，逐漸喪失自信心，對該門課程產(chǎn)生抵觸情緒[1]。實驗教學(xué)法的應(yīng)用有效解決了這一問題，教師根據(jù)本課所學(xué)內(nèi)容設(shè)計相應(yīng)的趣味實驗，讓學(xué)生在觀察、分析、討論中領(lǐng)悟知識內(nèi)涵，降低學(xué)習(xí)難度的同時使他們對物理實驗產(chǎn)生強烈的探索興趣，大大提高其學(xué)習(xí)主動性和積極性。另外，此方法的運用使實驗教學(xué)路徑變得更加豐富，教師可以通過親自演示實驗、多媒體設(shè)備播放實驗視頻、引導(dǎo)學(xué)生探討實驗流程等方式活躍課堂氣氛，使學(xué)生充分體會到實驗的樂趣，以更加認真的態(tài)度對待后續(xù)活動，以此發(fā)揮出實驗教學(xué)法的應(yīng)用價值。

（二）凸顯學(xué)生課堂主體地位

在傳統(tǒng)的高中物理課堂中，一些教師為了追趕教學(xué)進度而忽略了學(xué)生的聽課感受，學(xué)生缺乏自主思考的空間，不利于思維品質(zhì)和探究能力的培養(yǎng)。實驗教學(xué)法的應(yīng)用改變了這一現(xiàn)狀，教師更加注重實驗教學(xué)，并且充分尊重學(xué)生的主體地位，為他們提供多個動手操作實驗的機會，讓他們在這個過程中自主分析實驗原理，對所學(xué)內(nèi)容形成全新認識。例如：教師在講解某個知識點時，為了讓學(xué)生掌握它的深層次內(nèi)涵，便會結(jié)合他們的基本學(xué)情展開實驗教學(xué)，鼓勵更多人參與到實踐中，以此增強其學(xué)習(xí)體驗感，讓學(xué)生真正成為課堂的主人。由此可見，在教學(xué)過程中應(yīng)用實驗教學(xué)法是為了幫助學(xué)生理解抽象的物理知識，讓他們更加全面掌握所學(xué)內(nèi)容，提高物理教學(xué)質(zhì)量的同時凸顯學(xué)生的課堂主體地位。

（三）提高學(xué)生物理思維能力

對于高中生而言，單純學(xué)習(xí)物理知識比較單調(diào)，對思維的提高作用不夠顯著。實驗教學(xué)法倡導(dǎo)教師以實驗的方式講解理論知識，讓學(xué)生自主探究實驗原理、步驟以及結(jié)論，使他們對所學(xué)內(nèi)容形成更深的感悟，同時充分鍛煉其思維的靈活性和發(fā)散性，實現(xiàn)培養(yǎng)物理思維能力的教學(xué)目標(biāo)。另外，此種授課方法的應(yīng)用有效豐富了物理教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生有機會接觸到多種實驗器材和真實案例，在手腦并用中培養(yǎng)物理思維的深刻性?；蚴怯龅讲焕斫獾闹R點時，嘗試用實驗的方式驗證自己的猜想，經(jīng)過獨立思考與合作交流不斷挖掘個人潛能，在思維的碰撞中使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容形成全新認識，起到提高思維能力的重要作用。

（四）幫助學(xué)生深化知識理解

高中物理知識比較抽象，一些學(xué)生受認知規(guī)律和學(xué)習(xí)能力的影響，無法全面掌握物理概念、定理、公式等內(nèi)容，甚至在理解上存在較為嚴(yán)重的偏差，直接影響他們的學(xué)習(xí)效果。實驗教學(xué)可以讓學(xué)生參與到知識的形成過程中，以直觀的方式分析理論知識的深層內(nèi)涵，在多元實驗的輔助下達到理想的教學(xué)效果。例如：高中物理涉及的實驗有電學(xué)、運動、力學(xué)等多個方面，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的知識儲備進行操作，讓他們從視覺、聽覺、觸覺等角度探析新課內(nèi)容，使原本抽象的物理知識變得形象、生動。在實驗的輔助下，學(xué)生能夠通過自己的努力掌握并應(yīng)用新課知識，深化課程內(nèi)容理解之余切實提高物理學(xué)習(xí)的有效性。

二、實驗教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）轉(zhuǎn)變教育理念，調(diào)動實驗熱情

在實際教學(xué)中，教師的教育理念和授課手段對最終的教學(xué)效果具有直接影響，一定程度上決定著學(xué)生對新課知識的吸收效果[2]?；谛抡n改的指引，高中物理教師要樹立正確的教育理念，意識到傳統(tǒng)教學(xué)中的不足之處，深入研究教材內(nèi)容，解讀新課標(biāo)對實驗教學(xué)提出的具體要求，將激發(fā)學(xué)生的實驗熱情作為首要任務(wù)，優(yōu)化課堂活動設(shè)計，以此培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和思維能力。所以，在高中物理課堂中應(yīng)用實驗教學(xué)法時，教師要擺脫應(yīng)試教育的束縛，為學(xué)生提供多元化的操作機會，使其感受到實驗的魅力所在。一方面，教師應(yīng)在課堂上預(yù)留充足的時間供學(xué)生自主探究實驗，條件允許的情況下可以讓他們親自動手操作，起到提高學(xué)習(xí)興趣的作用。另一方面，教師還要鼓勵學(xué)生提出自己的想法，在自由討論中形成濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，進一步激發(fā)他們對物理實驗的探索欲。

以人教版高一必修第一冊《重力與彈力》為例，本課重點內(nèi)容是通過實驗探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系，難點在于理解重心的概念。在教學(xué)過程中，教師必須考慮到學(xué)生的課堂體驗感，以趣味性話題引出實驗。例如：在大屏幕上展示三幅圖片，分別是（1）運動員一腳將球踢出；（2）運動員用頭頂球；（3）守門員接住球。引導(dǎo)學(xué)生思考物體的運動狀態(tài)說明物體什么量在發(fā)生改變？以他們感興趣的內(nèi)容引發(fā)討論，使其意識到本課實驗與“力”有關(guān)。而后，教師帶領(lǐng)學(xué)生用手壓鋸條、拉皮筋等，讓他們認真觀察現(xiàn)象，思考是什么原因?qū)е逻@種變化的？這一話題引發(fā)了學(xué)生的熱烈討論，紛紛發(fā)表自己的見解，并對他人的答案提出疑問，在交流與討論中總結(jié)出力的概念，為接下來實驗教學(xué)的順利開展做好準(zhǔn)備。教師通過轉(zhuǎn)變教育觀念的方式為物理課堂增強了趣味性，營造出活躍、和諧的班級氛圍，達到調(diào)動學(xué)生實驗熱情的教育目的。

（二）做好課前準(zhǔn)備，制定教學(xué)目標(biāo)

為了提高實驗教學(xué)法在高中物理課堂中的應(yīng)用效果，教師應(yīng)做好課前準(zhǔn)備工作，將教材內(nèi)容、新課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生的基本學(xué)情結(jié)合起來，制定針對性的實驗教學(xué)目標(biāo)，為學(xué)生指明學(xué)習(xí)的具體方向[3]。也就是說，教師在備課時便要明確本課重難點所在，根據(jù)學(xué)生的物理基礎(chǔ)、接受能力、認知特點等因素做出適當(dāng)調(diào)整，確保實驗教學(xué)活動能夠滿足他們的發(fā)展需求。需要注意的是，高中生早在初中時期便接受過系統(tǒng)性的物理教學(xué)，加上多種客觀因素的影響導(dǎo)致他們的學(xué)習(xí)情況存在較大差距，統(tǒng)一的實驗教學(xué)目標(biāo)并不適用于所有人。對于這一問題，教師在課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)制定教學(xué)目標(biāo)時便要做出調(diào)整，充分考慮到各個層次學(xué)生的真實學(xué)情，設(shè)計不同難度的實驗任務(wù)，讓實驗教學(xué)法發(fā)揮出它的最大價值。

以人教版高一必修第二冊《實驗：探究平拋運動的特點》為例，本節(jié)是學(xué)生動手實驗課，通過實驗描繪平拋物體運動的軌跡，在此基礎(chǔ)上研究平拋運動的特點。在課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，教師要明確本節(jié)課主要采用啟發(fā)式教學(xué)和問題探究的授課模式，逐步引導(dǎo)學(xué)生認識事物的本質(zhì)，綜合考慮他們的物理基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)需求后，確定最終的教學(xué)目標(biāo)為：

（1）知道平拋運動的條件和相應(yīng)控制方法；

（2）知道用實驗獲得平拋運動軌跡的方法；（3）知道判斷運動軌跡是否是拋物線的方法；（4）知道測量初速度時需要測量的物理量；（5）能夠借助實驗推導(dǎo)平拋運動的表達式，會計算平拋運動的初速度。明確以上內(nèi)容后，教師要設(shè)想實驗操作中學(xué)生可能會遇到的問題，并設(shè)計相應(yīng)的解決方案，為他們做好全面的課前準(zhǔn)備，讓實驗教學(xué)法以更加科學(xué)的方式應(yīng)用于實踐，助力于高中物理教學(xué)質(zhì)量的提升。

（三）運用信息技術(shù)，完善講解方式

信息技術(shù)的快速發(fā)展給我國教育事業(yè)帶來全新的機遇與挑戰(zhàn)，高中物理課堂中應(yīng)用實驗教學(xué)法時要合理利用信息技術(shù)完善講解方式，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。首先，教師可以借助多媒體設(shè)備演示實驗，在強烈的視覺刺激下讓學(xué)生掌握規(guī)范的操作方法，避免出現(xiàn)不必要的失誤而影響實驗效果。其次，在信息技術(shù)的輔助下，教師可以直觀地展示一些需要觀察或測量的數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供精準(zhǔn)的實驗信息，使最終結(jié)論更加準(zhǔn)確。最后，高中物理教學(xué)中有些實驗對儀器要求較高，學(xué)生無法在課堂上進行操作，此時教師便可以為他們展示與實驗有關(guān)的圖片或視頻，將原本抽象的內(nèi)容變得具體、生動，使學(xué)生加深對該實驗的理解，切實提高實驗教學(xué)的質(zhì)量與效率[4]。

以人教版高一必修第三冊《實驗：導(dǎo)體電阻率的測量》為例，本課主要內(nèi)容是游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)，測定金屬的電阻率。通過深入研讀教材可以發(fā)現(xiàn)，本實驗需要的器材有待測金屬絲、螺旋測微器、毫米刻度尺、電壓表等，有些器材無法在課堂上使用，為了不影響實驗教學(xué)效果，教師可以借助信息技術(shù)完善實驗講解方式。在屏幕上播放提前準(zhǔn)備好的視頻片段，要求學(xué)生認真觀看并歸納具體的實驗步驟。經(jīng)過觀察、思考、討論使他們得出結(jié)論：第一步，用螺旋測微器來測量金屬絲的直徑；第二步，按電路圖連接好電路，連接電路時保證電源和開關(guān)都處于斷開狀態(tài)，以免破壞儀器；第三步，利用毫米刻度尺測量金屬絲的有效長度；第四步，以圖中所示的電路圖為例，在實驗之前把滑動變阻器的滑片滑到最左端，使待測金屬絲被短接，起到保護電路的作用；第五步，閉合開關(guān)，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組對應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)，并填入記錄表格內(nèi)。在視頻的輔助下，學(xué)生全面掌握了測量導(dǎo)體電阻率的具體流程，彰顯信息技術(shù)對提高物理實驗教學(xué)質(zhì)量的重要影響。

（四）聯(lián)系生活實際，強化知識理解

物理學(xué)科與現(xiàn)實生活有著密切聯(lián)系，主要探索世間萬物存在的規(guī)律。但是部分高中生受應(yīng)試教育影響嚴(yán)重，在學(xué)習(xí)過程中將全部精力用于理論知識的記憶，并沒有意識到實驗的重要性。而且為了提高考試分數(shù)，他們采取死記硬背的方式加深印象，并沒有真正理解知識內(nèi)涵，不利于物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。對此，為了幫助學(xué)生強化知識理解，教師可以采用實驗教學(xué)法講解新知，挖掘課程內(nèi)容與生活實際之間的關(guān)聯(lián)性，以此為依據(jù)構(gòu)建生活化實驗情境，不僅能降低學(xué)習(xí)難度，讓學(xué)生在熟悉的氛圍下研究新課內(nèi)容，還可以轉(zhuǎn)變他們的學(xué)習(xí)模式，吸引更多人加入物理實驗中，提高課堂參與度的同時幫助學(xué)生深化知識理解，切實保障物理實驗教學(xué)的有效性。

以人教版高二選擇性必修第一冊《光的折射》為例，教師利用多媒體播放各種光的奇妙的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的真實經(jīng)歷談一談生活中有哪些景象與光的折射有關(guān)，利用生活化情境順利引出實驗主題。接著，教師拿出提前準(zhǔn)備好的材料，包括平行的玻璃磚、大頭針、量角器、三角板、白紙等，讓學(xué)生討論怎樣測得入射角和折射角。在這個過程中，教師要給出適當(dāng)?shù)闹敢?，如：“光是沿直線傳播的？現(xiàn)在我們沒有激光筆等光源，怎么利用現(xiàn)有的實驗器材確定一條光線呢？怎樣確定入射光線和折射光線？尤其是玻璃中的折射光線要怎么確定下來？”學(xué)生可以根據(jù)生活經(jīng)驗進行思考，敢于提出自己的想法，經(jīng)過親自操作對光的折射定律形成一定了解，以此深化理論知識理解。

（五）注重問題引導(dǎo)，提高教學(xué)實效

問題引導(dǎo)是指教師根據(jù)課程主要內(nèi)容提出若干個思考問題，為學(xué)生提供清晰的學(xué)習(xí)思路，同時也能激發(fā)他們的好奇心和求知欲，使其主動參與到課堂互動中，保證教學(xué)活動的有序開展[5]。對此，在高中物理實驗教學(xué)中，教師要注重問題引導(dǎo)，充分考慮到學(xué)生的聽課感受，摒棄傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，根據(jù)教材中提供的實驗相關(guān)內(nèi)容設(shè)計個性化的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題自主探究實驗的目的、流程、原理等，使他們對物理實驗形成完整的認識。從另一個角度來說，問題鏈的提出需要學(xué)生認真研讀教材，從不同視角探究實驗內(nèi)涵，有利于鍛煉其物理思維的發(fā)散性，使他們學(xué)會跟隨教師的思路深入研究課程主題，達到深度學(xué)習(xí)的目的。在問題的指引下，學(xué)生逐漸厘清實驗的操作步驟，能夠獨立完成此次實踐任務(wù)，通過與教師的默契配合打造出高質(zhì)量的物理課堂。

以人教版高二選擇性必修第二冊《帶電粒子在勻強磁場中的運動》為例，本課實驗的主要目的是讓學(xué)生了解帶電粒子在勻強磁場中的運動受力分析及運動軌跡。教師利用多媒體展示洛倫茲力演示儀，為學(xué)生營造直觀的實驗情境，要求他們一邊觀看一邊思考：（1）帶電粒子平行射入勻強磁場的運動狀態(tài)是什么？（2）帶電粒子垂直射入勻強磁場的運動狀態(tài)是什么？帶電粒子僅在洛倫磁力的作用下，粒子的速率變化嗎？（3）洛倫磁力如何變化？（4）經(jīng)過以上分析，你認為垂直于勻強磁場方向射入的帶電粒子，在勻強磁場中的運動狀態(tài)如何？在問題鏈的驅(qū)動下，學(xué)生能夠跟隨教師的思路展開深入思考，完成構(gòu)建實驗?zāi)Ｐ?、設(shè)計實驗步驟等任務(wù)。此種方式充分激發(fā)了學(xué)生的主觀能動性，提高他們在實驗教學(xué)中的參與感，對帶電粒子在勻強磁場中的運用有關(guān)內(nèi)容形成系統(tǒng)的了解，同步提高其自主探究能力和解決問題能力。

（六）開展小組合作，培養(yǎng)思維能力

雖然高中生已經(jīng)具備一定的物理基礎(chǔ)，但對于抽象的理論知識和復(fù)雜的實驗操作，部分學(xué)生無法通過自己的努力完成學(xué)習(xí)任務(wù)，久而久之極易打擊他們的自信心，影響其物理核心素養(yǎng)的發(fā)展?；诖?，教師要意識到班級同學(xué)的問題所在，組織他們開展小組合作實驗，每個人都有發(fā)言的機會，其他成員要認真聆聽并提出自己的意見，經(jīng)過交流與討論確定最終的實驗流程。在這個過程中，學(xué)生的思維能力得到充分鍛煉，學(xué)會從多個維度分析問題，經(jīng)過思維的碰撞對實驗內(nèi)容形成全新理解。教師在這一環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是合理劃分實驗小組，根據(jù)學(xué)生的操作能力、創(chuàng)新能力等因素進行平均分配，確保各小組的物理綜合實力相對均衡，讓他們在取長補短中實現(xiàn)思維能力的同步提升[6]。

以人教版高一必修第一冊《實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》為例，本課重點在于如何使用控制變量法進行實驗操作。為了節(jié)省時間，教師對學(xué)生進行分工，第1—5組探究加速度與力的關(guān)系，第6—10組探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，各小組需要完成實驗對應(yīng)的表格。與此同時，教師要觀察他們的實驗流程，給出相應(yīng)的注意事項，如平衡摩擦力時不必將拴有口杯小桶的繩子解下，車后拖的繩子也不用解下，放在車上即可；注意鐵夾子的位置；實驗中同學(xué)們要相互配合，如誰扶住板，誰控制鐵夾開啟、閉合，誰負責(zé)更換砝碼和保證繩在滑輪內(nèi)并負責(zé)保護儀器，誰負責(zé)測量記錄等。經(jīng)過組內(nèi)成員的共同努力順利完成實驗，并得出結(jié)論：在兩車質(zhì)量一樣的情況下，實驗車受的力是參照車的多少倍，加速度就是參照車的多少倍，由此證明加速度與力成正比；在兩車受力一樣的情況下，實驗車總質(zhì)量是參照車的幾倍，加速度就是參照車的幾分之一，由此證明加速度與質(zhì)量成反比。在小組合作中，學(xué)生的邏輯思維得到充分鍛煉，為物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。

（七）自主設(shè)計實驗，增強創(chuàng)新意識

高中物理教材中的實驗是固定的，且操作步驟不變，在實際教學(xué)中若是局限于教材內(nèi)容進行講解，很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，一定程度上阻礙了物理核心素養(yǎng)的提高。對此，教師要創(chuàng)造性地使用教材，完成基礎(chǔ)內(nèi)容的講解后，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合本課所學(xué)的理論知識自主設(shè)計實驗，對實驗?zāi)康暮土鞒踢M行創(chuàng)新，還要研究實驗器材的多種使用方法，在合作探究中改進實驗，起到增強創(chuàng)新意識的作用。在這一過程中，學(xué)生需要從基礎(chǔ)知識入手，明確本課核心內(nèi)容后從不同視角設(shè)計實驗步驟，教師則要發(fā)揮自己的引導(dǎo)作用，留心觀察他們的學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時指出實驗設(shè)計中存在問題的地方，并利用激勵性語言幫助學(xué)生樹立自信心，不斷挖掘他們的個人潛力，有利于創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

以人教版高一必修第二冊《生活中的圓周運動》為例，本節(jié)課既是對圓周運動規(guī)律的復(fù)習(xí)，又是后面學(xué)習(xí)天體運動規(guī)律的基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。教師讓學(xué)生對做圓周運動的物體做出受力分析并找到向心力的來源，共有兩個實驗情景：一是物塊隨圓盤做勻速圓周運動；二是小球在杯子內(nèi)壁做圓周運動。第二個情景不要直接展示給學(xué)生，而是提出問題：“你能不用手接觸小球，而不使小球落入杯底嗎？注意，要確保杯口朝上。”鼓勵學(xué)生自己設(shè)計小球的運動方式，并對杯中小球的運動情況做出受力分析。自主設(shè)計實驗的方式有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不僅提高了他們的知識運用能力，還在無形中培養(yǎng)其創(chuàng)新意識，使學(xué)生學(xué)會從不同角度分析問題，將所學(xué)內(nèi)容遷移到全新情境中，取得事半功倍的實驗教學(xué)效果。

結(jié)束語

綜上所述，實驗教學(xué)法對于提升高中物理教學(xué)質(zhì)量具有積極作用，教師應(yīng)及時轉(zhuǎn)變教育理念，在備課時深入研讀教材和新課標(biāo)提出的教學(xué)要求，結(jié)合學(xué)生的實際情況設(shè)計針對性的實驗教學(xué)目標(biāo)。同時也要采取行之有效的方法革新授課模式，如問題引導(dǎo)、小組合作、結(jié)合實際等，為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使他們意識到實驗的重要性，并主動加入實驗探索過程中，踴躍分享獨特的個人見解，有效提高其邏輯思維和創(chuàng)新意識，促進物理核心素養(yǎng)的進一步發(fā)展。

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