探析高中物理数字化实验教学策略研究

王洪洲

摘要：实验是高中物理学习中的必修部分。有效地开展物理实验，有利于增强学生的动手操作能力，深化基础知识的同时，培养学生积极的科学探究精神。让实验成为学生今后学习发展的坚强基石，为后续高等物理的研究和学习打下良好的基础。在原有的教学框架上，在高中物理实验教学中，教师要努力激发学生的学习兴趣，创新实验教学的方法，激发学生的求知欲望，调动学生学习的主动性，从而提高物理实验的教学质量。

关键词：高中物理;物理实验;创新实验教学

高中阶段，学生的学习任务繁重，承受着巨大的学习压力。物理课程的开设和语数外相比课程量明显少的多，并且物理课程仅仅只局限于教室。因此高中物理教师要逐渐地提升学生物理实验操作的兴趣，尝试去转变传统的讲授模式，让物理实验课程变得丰富多彩。在实验的过程中，教师把重心放在学生的需求上，教师在实验过程中扮演引导者的角色，帮助学生在物理实验课上自主地理解物理实验知识，发现实验相关的问题，并且尝试自主解决问题。

一、引导自主探究，激发问题意识

培养高中生良好的实验探究素养，突出学生主体地位是重要的前提条件。那么如何才能激活学生的主观能动性？自然要以“问题”为指引，通过“以问激趣”“以问启思”，让学生在解决问题的过程中运用归纳、整理、探索、推理、实践等一系列手段，掌握物理知识，提升实验探究能力。例如，学习“用打点计时器测速度”時，先让学生阅读使用说明书，基本掌握打点计时器的使用方法，再让大家动手练习，之后引导学生自主探究：1. 纸带上的点，怎样对应小车的位移与时间？2. 根据这些点的运行轨迹，怎样计算纸带打点的平均速度？3. 怎样确定瞬时速度，并绘制v-t 图像？通过本节课的自主探究，不仅激活了学生自主学习的问题意识，也锻炼了良好的实验探究能力，为良好的实验探究素养奠定基础。

二、立足生活实际，增添学习乐趣

生活中的物理知识无处不在，为了让学生感受学习物理的趣味性与重要性，教师不妨从生活中探寻物理实验素材，以生活中的物理现象为教学资源，让物理教学回归生活本质 ，潜移默化中渗透实验探究素养。例如，学习“机械功”时，为了让学生感受“功”的存在，并能把握两个做功的必要因素，新课导入时提出一个趣味性的生活场景：“超市的顾客购买了一袋50kg的大米，提着大米走向小区共步行了500米，这位顾客对手中的大米是否做功？到小区之后提着大米从 1 楼乘电梯到 16 楼，这一过程他对手中的大米是否做功？”就此引出本节课的实验。为了降低实验的难度，让每个学生都能参与实验过程，要准备一些简单易操作、生活中常见的工具材料，如石块、木板、钉子、锤子、锯条等，邀请学生上台，动手举石块、推木板、锤钉子、拉木锯条，通过举、推、锤、拉等一系列的动作，由此总结出做功的两个必要元素，一个是“作用在物体上的力”，另一个就是“物体在力的方向上移动距离”，两个条件共同存在、缺一不可。通过生活案例与动手实验相结合，学生亲自参与实验探究的过程体验，从中提升实验探究素养。

三、设计个性方案，推动创新发展

实验探究过程，不是学生机械化地操作实验，而是开动脑筋、挖掘内涵，同时具备自主思考、自主获取信息与自主创新等综合能力，所以物理实验教学要激活学生的发散思维与创新思维，引导学生设计个性化的实验方案，推动创新发展，有效培养实验探究素养。例如，学习“验证平抛运动的规律”时，这一部分的实验难点就是如何描绘运动轨迹、如何分解运动。课堂上，基于平抛运动公式“△x=V0t△y=y2-y1=gt2”为切入点，组织学生展开讨论并设计实验方案，有的学生提出将小球每次在斜槽的同一个高度上下滑，在末端水平抛出，显示平抛运动的轨迹;有的学生在实验中观察水平喷出的水流，画出平抛运动的轨迹等等。但是大家在讨论方案可行性时发生困难，通过探讨，引导学生发现个性化的模拟实验方案，可用手机视频拍摄模仿频闪照相：在竖直墙面上垫一坐标纸，让斜槽与水平槽的组合装置固定在竖直墙前面并与竖直墙面平行，让小球从斜槽上某个高度下落至水平槽而做平抛运动，用手机视频拍摄整个过程，再使用软件的“慢放”功能播放视频 ，假设小球下落的时长为0.15s，通过“×10 倍”慢放将下落的过程延长到 1.5 秒，再按住暂停键截屏取点，在坐标纸上对应找到小球下落的位置，取多个点，测量多个△x与△y，从而验证了从理论上得出的关于平抛运动在水平方向匀速与竖直方向匀变速的运动规律。整个设计个性方案过程中，提出改进意见，尝试操作实验，观察实验过程，评价实验结果，不仅体现了信息技术在物理实验中的实用价值，而且融会贯通了相关的物理知识点，启发学生的创新思维。 五、分析实验数据，促进逻辑思维实验探究离不开真实、完整的数据支持，与此同时也对学生的逻辑思维提出较高要求。因此在实验探究过程中，我们要启发学生精准地获取实验数据，分析实验数据，应用实验数据，促进良好的逻辑思维，潜移默化中夯实实验探究核心素养。例如，学习“验证机械能守恒定律”时，本次实验中涉及三个最关键的数据就是“vn、ghn、12 vn2”，其中“n”代表打点计时器的点数。本次实验中的 ghn 比 12 vn2偏大。为了启发学生分析实验数据，教师围绕这些数据提问：“为什么 ghn 比 12 vn2偏大？”，根据能量转化和守恒定律讨论发现，是因为阻力做功的情况下造成的。在此基础上，继续分析不计阻力的情况下，得出12 mvn 2 = gmh。由此证明：“只有重力做功时，物体的重力势能和动能可以相互转化，机械能总量保持不变”，这就是机械能守恒定律。通过分析实验数据，培养了学生物理逻辑思维能力，锻炼数据处理能力，也对物理现象有了更深刻的认知。

综上所述，物理的实验化教学在高中物理教学中起着非常重要的作用，既是物理教学的敲门砖，又是提升物理水平的奠基石。对于实验化的教学，教师应大胆突破，勇于创新，将物理与生活中的一点一滴联系在一起，离开书本，走出课堂，把物理实验看作是一场生活的修行与历练。

参考文献：

[1]张玉荣 . 高考物理实验与高中物理教学的关联性探讨[J].学周刊，2019（34）：26.

[2]陈时如 . 基于核心素养的高中物理实验教学探究[J].文理导航（教育研究与实践），2020（1）：126.

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