高中物理力学实验教学研究

张雪

摘 要：物理学科具有较强的理论与实践综合性，是一门应用性极强的自然科学。在高中物理内容体系中，力学是重要的组成部分，力学实验是各种力学原理与公式的直接来源。在现阶段的高中物理力学教学环节中，实验的重要性没有得到充分体现，使得教学理论化过重，知识的呈现方式枯燥晦涩。本文以人教版高中物理为例，对力学实验教学进行综合研究。

关键词：力学实验;高中物理;人教版

物理力学实验与常规的物理实验相同，具备理论与实践的统一性，但是由于现阶段力学教学偏重于理论讲解，使得学生在进行力学实验探究时会感到枯燥乏味，缺乏实践探究的主动性与思维的发散性。因此，如何有效开展力学实验教学，推动实验教学发展是广大高中物理教育工作者的重要工作。

一、重要性分析

力学是高中物理内容体系的重要组成部分，力学实验也是高中实验教学的重要内容，与电学、热学等知识体系存在较强的耦合性。在高中物理学习中，力学部分极为重要。借助力学实验的学习与实践，学生可以初步掌握将现实问题转化成物理模型的抽象思维。在新课改背景下，高中物理学习具备了新的要求，即要求学生具备科学的物理学习与思维方法，整合相关的解题与思维方法，将理论与实践高效整合，提升物理教学的质量。

二、问题现状

（一）实验设计

在进行实验设计之前，教师会设置相应的实验目标，通过这些目标对学生的实验探究方法与操作过程、理论应用、情感体验进行综合评价。但是在实践过程中，教师的预先计划与现实情况存在较大的差异性，教师对实验过程的考量也不会如此细致，往往聚焦在实验操作以及现象、结果等，缺乏对其他既定目标的落实。事实上，我国多数地区的高中物理实验教学仍然沿用常规的方法，学生与学生之间、学生与老师之间的交流互动不足，绝大多数时候仍然是教师灌输式的教学方式，甚至通过理论讲解的方式取代实验探究，将实验课上成了理论教学课。

（二）教学演示

现阶段，高中物理实验教学往往采用“原理简介+教师演示+学生实践”的模式，其中“教师演示”指的是在学生进行试验之前由教师对实验环节的操作及常见问题进行预先讲解与说明。部分教师的演示过程按部就班，缺乏设计，学生会感到枯燥乏味;也有教师将实验讲解得极为抽象，学生很难抓住实验探究的关键点，使得学生丧失动手实践的兴趣。除此之外，教师的演示也存在不确定性，比如步骤繁琐的实验以及本身缺乏科学性的实验。

（三）学生实践

在高中物理教学中，大量的学生实践机会被教师演示以及仿真实验取代，学生真正动手实践的机会越来越少。在有限的操作环节，由于实验室老化、仪器有限等客观原因，实验地效果很难得到保证，使得实验探究的科学性有所欠缺。

三、实验教学——以“机械能守恒定律”实验探究为例

验证性实验是对假说或结论进行验证的过程，通过实验来验证假说的准确性。在教学环节，一般由教师给定针对某一物理规律的猜想，引导学生对实验进行设计与操作，验证猜想的准确性。

（一）实验目的

1、根据重物下落验证机械能守恒定律;

2、理解需要直接测量的物理量;

3、学会数据测量方法，掌握瞬时速度的求解方法;

4、科学分析实验误差以及误差来源

（二）物理原理

物体在只受重力作用进行自由落体运动时，重力势能与动能相互转化，满足机械能总量不变的特征。

（三）实验设计

1、问题导入

机械能守恒定律原理：在只受重力或弹簧弹力作用的力学系统内，动能与重力势能（弹性势能）可以相互转化，保持机械能总量不变。需要注意的是，若要满足机械能守恒，则需要系统只受重力（弹簧弹力）做功。

2、情境创设

在物体自由落体运动过程中，如何验证机械能守恒定律？如何定量测算下落物体减少的重力势能以及增加的动能？

3、实验操作

根据上述问题情境，搭建如图1所示的实验平台，重物下落过程中，打点计时器在纸带上打上一系列的点，重复实验操作，选择打点效果较好的纸带，分析势能与动能变化的情况，验证机械能是否守恒。

4、结果分析

在重力作用下，重物的重力勢能减少量与动能增加量相等，两者相互转化，机械能保持恒定。在实际操作中，会发现重力势能的减少量稍微大于动能的增加量，这是因为重物下落过程中需要克服摩擦力（空气阻力等）做功。

四、结语

由上述分析可知，高中物理力学实验包括了基础概念、物理原理以及实践操作等部分，这也是物理实验探究的一般要素。在进行力学实验探究时，可以结合受力图等对运动过程进行分析，明确受力关系，强化思维的科学性与逻辑性，切实提升力学实验及理论学习的效果。

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