高中物理实验教学的几点思考

姚海军

【摘 要】新课程标准强调知识的构建过程，物理学科应注重在物理实验中培养学生科学探究和创新的能力。但从高中实验教学的实际情况来看，很多学校对实验不够重视，一些学生实验能力较弱。如何改进高中物理实验教学，让学生在实验中体验科学探究的过程、学习物理研究方法、增强创新能力、培养科学精神、提升物理学科素养，是摆在高中物理教师面前的一个紧迫任务。因此加强实验教学，让学生利用所学的知识设计实验、动手完成实验、在实验中发现物理规律、构建知识系统以及提高创造能力尤为重要。

【关键词】物理实验教学;功能;核心素养;创新能力

物理实验是高中物理的重要组成部分。物理实验在培养学生的科学思维、科学探究、科学态度和责任方面具有十分重要的作用。新课程标准提出，学校应充分利用已有的实验器材，努力开发适合本校情况的实验课程资源，尽可能让学生自己多动手做实验，提升学生的物理学科核心素养。然而，有些学校只重视物理基本概念、基本规律学习、习题训练，不重视物理实验。或者学校不具备实验条件，很多实验只做演示，学生很少动手操作，导致学生实验能力差。同时也极大影响了学生学习物理的积极性和主动性，限制了学生创造性思维的发展。本文从以下几个方面，对高中物理实验教学略作分析探讨[1]。

1   高中物理实验的作用

1.1  激发学生学习物理的兴趣

兴趣是产生学习动力的重要条件。高中生对物理有兴趣，才会积极主动地学习。高中物理实验与生产生活联系紧密，易于激发学生对物理的兴趣。学生通过自己动手做实验，观察到真实的物理现象、物理情景，便会产生一探究竟、发现现象背后规律的求知欲望[2]。

1.2  促进学生更好地掌握知识

物理概念和规律是从大量的具体事例中总结得出的。学生通过设计实验、动手操作、观察、数据处理、总结实验结果，可以主动理解并应用物理有关概念、规律，主动探索新知识、获取新知识。在牢固掌握原有知识的基础上，自主探究新规律，对新知识新规律的理解也更加透彻，更有深度[3]。

1.3  帮助学生更好地掌握科学方法

物理学中的许多研究方法都是在实验中形成的，如控制变量法、放大法、图像处理数据法、归纳法等。在实验过程中，学生通过观察、思考、测量、数据处理、分析论证结论等过程，可以切身体会物理实验的研究过程，加深对所学知识的理解和应用，提高科学探究能力，发现事物的变化、联系和规律，从中掌握物理学研究方法。

1.4  提升学生的综合素养

学生通过物理实验，不仅可以熟练掌握物理知识，同时还能提升自身的综合素养。学生通过设计实验，可以提升运用知识的能力和创新能力;通过动手操作实验，可以提升实验操作技能、熟练掌握基本仪器的使用方法、熟悉仪器设备的组装、学会故障的排除以及数据的读取等;通过观察实验现象，可以掌握观察方法，提升观察能力;通过分析和整理实验数据，可以提升分析、推理、概括等能力。

1.5  培養学生的科学态度和科学精神

物理实验蕴藏着丰富的内涵。开展物理实验教学，除了对学生知识的掌握、能力的提升和方法的学习有明显的作用之外，还可以帮助学生更好地了解和掌握自然科学，培养学生严谨的科学态度和锲而不舍、实事求是的科学精神，帮助学生形成科学的世界观，全面提升学生的科学素养[4]。

2   对高中物理实验教学的思考

新课改的实施，对高中物理实验教学提出了新的要求。但受传统认识的影响，实验教学仍是整个物理教学的薄弱环节，究其原因，一是学校不重视，投入实验的经费不足，实验器材短缺破旧现象严重。二是缺乏专业的高素质实验员队伍，对实验器材管理维护不到位。三是部分教师的观念没有及时转变，认为学生不动手做实验不要紧，只要会做实验题就行。四是教学方法陈旧，学生动手能力差。本文主要从实验教学方法的角度探究如何改进高中物理实验教学。

2.1  抓好课堂实验教学，多设计探究实验，指导学生动手完成

在物理实验教学中，课堂内的实验教学始终占据主要地位。课堂实验多从探究的视角设计，让学生根据已有的知识和可靠的物理事实，通过推理和想象提出问题，形成假设（或提出某种猜测），然后设计实验探究方案，选择仪器，搜集证据，并通过数据分析来验证假设，最后形成实验结果，从而使学生熟练掌握物理知识和物理规律。如在学习“共点力作用下物体的平衡”时，教师通过设计探究实验，引导学生积极思考，动手操作，最终根据实验结果，归纳得出三力平衡的条件，并进一步拓展延伸出四力、五力、多力的平衡条件。在学生自主完成实验的过程中，既锻炼了学生的动手能力，加深了对所学知识的理解，调动了学生探寻新知识、新规律的积极性，同时也激发了学生学习物理的兴趣，收到了良好的教学效果。

2.2  充分利用现有实验器材，鼓励学生创新实验方法，更好地完成分组实验

新课程标准明确规定了学生要做实验，教材中也为实验提供了具体的方案，这些实验方案简洁、科学、易于操作，但并非都是最佳方案，所以教师在教学中应适当改进或创新实验方案，力求精益求精。有的必做实验只用一个原理、一套器材去完成，这限制了学生做实验的积极性和创造性。如果教师能充分利用实验室的现有实验器材，鼓励学生从不同的角度去设计实验，分组实验便可以实现教学多元化，同时也能调动学生做实验的积极性，培养学生的探究创新能力和动手能力，使学生更好地应用物理规律。如验证机械能守恒定律的实验，教师可以鼓励学生结合实验室现有器材情况，设计多套实验方案，自主动手操作，得出结论。（如图1，利用金属球在竖直平面内的摆动来验证金属球的机械能守恒;图2，验证钩码与滑块系统的机械能守恒。）

2.3  鼓励学生自制实验器材，有计划地开展课外研究性小实验

在学生掌握了一定物理知识和基本实验技能的基础上，教师可以根据新课程标准的要求，有目的、有计划地精选一些课外实验，引导学生根据已学的实验原理和实验方法，有创造性地设计实验，自制器材，自主完成。课外小实验一方面可以巩固学生课内所学的基本实验技能和方法，另一方面有利于学生深入理解物理知识，掌握实验原理和实验方法，提高动手能力。同时也体现了以人为本的教育内涵，极大地提升了学生的核心素养。如学习了热敏电阻和传感器的知识后，教师可以引导学生设计一个自动控制热水器的探究小实验，由学生分组设计具体的实验方案，自主找寻器材，并独立完成实验。实验过程中，教师只做必要的指导和总结评价。通过实验设计与动手操作，帮助学生巩固所学知识，提高实验技能，逐步掌握实验设计的要领和方法，提高学生的实验探究能力。

2.4  运用现代教育技术，提升物理实验教学效果

利用“数字化信息系统”（简称DIS），可以更精确快捷地测量距离、位移、力、速度、温度、压强、电压、电流等物理量，并适时进行处理，处理结果可以以数字、图形等形式显示在屏幕上。物理实验中引入DIS技术，将传感、计算机技术与物理实验有机结合，有利于较精确地测量抽象的物理量;有利于解决一些实验难点;有利于学生探究技能的训练;也有利于学生了解现代实验技术的思想方法。如在研究自感現象时（如图3），教师可以利用DIS技术，在计算机上直观地呈现出电阻支路电流（如图4）和电感支路电流（如图5）的变化趋势，帮助学生更好地理解自感现象中电流的变化。

物理实验作为物理的重要组成部分，在提升学生核心素养方面有着重要作用。改进物理实验方法，加强物理实验教学，是提升学生物理素养的有效手段。在实验教学过程中，教师需要不断地调整自己的实验教学方式，更新实验教学理念，从更深的层次去认识物理实验的地位和作用，让学生在实验过程中深入理解物理知识，学习物理规律，提高实验操作能力，掌握实验科学方法，强化物理思想，提升物理综合素养，从而最大限度地发挥物理实验的教育价值。

【参考文献】

[1]郭学华.物理实验教学研究与实践[J].高考，2018（11）.

[2]寿千里.高中物理实验教学现状及思考[J].物理通报，2008（11）.

[3]赵忠文.基于新课改下的高中物理实验教学模式的探索与评价[J].课程教育研究，2018（10）.

[4]沈文军.基于核心素养的高中物理实验教学[J].江西教育：综合版（C），2019（1）.