巧设物理实验,提高高中物理教学实效

沈建刚

【关键词】高中物理;物理实验;教学方法

高中物理是难度较大的一门学科，这门学科对学生的逻辑思维能力、计算能力和空间想象能力都具有较高的要求，同时还要求学生对物理实验具备一定的动手操作能力和想象力.在实际教学中，物理实验具有重要的教学意义，它可以帮助学生更加深刻地理解物理理论知识.物理实验教学对教师教学能力的要求也相对较高，教师应积极发挥个人的物理素养，引导学生的实验操作步骤，帮助学生解决实验中遇到的问题.同时教师还要不断地进行自我学习，虚心听取专业试验人员的建议，确保物理实验教学的教育意义和实效性.

1 当下物理实验教学存在的问题

高中学科的教学压力十分繁重，受到教学任务的影响，很多学校在实验操作方面存在很多的不足之处.

1.1 学校和教师对物理实验的重视程度不够

在应试教育的影响下，社会对于学生成绩的关注度远远高于素质教育，以成绩论英雄的高中教学中，被教学任务束缚，这样的压力充斥着学校教学的各个环节.首先，当前多媒体实验视频层出不穷，很多学校仅向学生播放视频，并没有安排物理实验实操，学校对于物理实验教学不够重视，直接影响实验的教学实效性;其次，物理实验的教学准备时间较长，无疑增加了教师的教学压力，对物理教师来说具有一定挑战性.此外教师的实验教学能力参差不齐，相同的实验，不同的教师教学效果大相径庭，与播放多媒体实验视频相比，存在一定的偶然性，如果操作不当，不但影响教学效果，耽误教学进度，严重时还有可能造成安全事故.多方面的因素导致学校和教师对于实验教学积极性不高，而将更多的时间用在课堂教学和测验考试上.

1.2 学生对于物理实验的态度褒贬不一

很多学生受到学校和教师的态度影响，认为物理实验是效率较低的学习过程，从准备实验到操作实验，从观察实验到写实验报告，会占用学生大量的时间，很多学生认为这些时间可以背更多的单词、记更多的公式、做更多的题，甚至认为物理实验课在浪费时间，从而对实验操作提不起兴趣.而还有一小部分学生，学习的积极性不高，对于物理实验课充满了游戏心理，十分渴望做实验，但他们并不能将注意力全部放在实验原理上，多以游戏行为为主，这样的物理实验教学并不能帮助他们，实效性不明显.

2 巧设物理实验，创新实验设计

2.1 创设趣味情境，培养学生物理学习兴趣

受到传统教学方式的影响，目前很多课堂仍然侧重于向学生灌输知识，在学习的过程中，教师更加适应于主导课堂，而学生对知识的探究过程少之又少，在课堂上缺乏主体地位，导致学生对知识的吸收和运用能力也十分有限.长此以往，學生容易在物理学习过程中丧失信心，失去对物理学科的乐趣.要改变这一教学模式，就需要教师从根本上改变教学模式，由传统的教师为主体的课堂逐步向以学生为主体转变，积极引导学生在学习过程中探究和发现问题，教师可以通过引导学生自主设置趣味小实验，帮助学生更加深入地理解知识，充分调动起学生的积极性，帮助学生建立适用于自己的物理学习方式.

例如 在关于静电场的课堂引入环节中，教师可以从生活中有趣的实例引入与电相关的知识“高压电线杆下为什么人类不能靠近，但鸟类落到电线上却不触电呢？ ”通过引入案例，引导学生展开思考和讨论，最后引出本节课的电流和电压的知识点.通过这种创设情境的方法，可以帮助学生更快地进行知识迁移，充分调动了学生的好奇心和积极性，体现了学生的主体地位，激发学生对物理的学习兴趣.此外，与电相关的知识在初中阶段有所涉猎，教师应在追求趣味性的同时，避免与初中知识重复，要对这部分知识进行深入讲解，打开学生的思维宽度，并给学生创造探究和讨论的空间，让学生在相互交流过程中锻炼逻辑思维能力，这种能力是学习物理的必需.

2.2 示范实验教学，提高课堂实验教学效率

高中物理的实验部分是教学的重点，但很多学校因多种因素不能有效地开展物理实验教学，学生只能通过文字描述或图片来了解实验过程和实验原理，这对学生的物理学习是十分不利的.合理开展物理实验，能够帮助学生更加直观地感受物理概念，将书本上的文字知识转化为实际操作，让学生更加生动具体地学习物理知识，学生的动手操作能力、观察能力、交流能力和逻辑分析能力都会有所提高.但在实际操作中，由于学生的实践经验较少，且受时间和精力的限制，大多数学生都不能将精力投入到较为耗时的实验当中，所以物理教师更适合采用示范实验教学，即将实验带进教室，学生观摩教师操作，这样即节省了学生的时间，又让实验发挥了教育意义，帮助学生更加直观地理解物理实验原理，从而更加深刻地理解知识.

例如 在学习“重力加速度”时，涉及打点计时器的实验，这一实验的偶然性极大，对操作的细节要求较高，为了节约学生的时间，教师可以将实验仪器带到教室中，为学生进行示范实验，必要时可邀请几名学生在老师的指导下完成实验.此外，在教材中涉及很多条件苛刻的实验，例如天体运动、布朗运动等，这类实验就需要教师通过播放实验视频实现了.通过实际演示和视频演示，能够帮助学生将复杂的知识简单化，抽象的知识具体化，切实提高教学效率.

在教师实验操作中，并不限于教材中的实验，必要时可以带领学生进行其他趣味实验，例如，气压实验和空气炮实验等，意在增强物理学科的趣味性，提高学生的学习兴趣.

2.3 自主设计实验，培养学生科学思想精神

学生作为课堂的主体，为了帮助学生更加具体地理解相关知识，一些操作难度不高的物理实验，还是需要学生亲手操作的.学生的创造能力较强，教师在指导学生实验时，要给学生提供一定的创造空间，鼓励学生自主设计实验，学生在设计实验的过程中，能够主动思考物理学知识，这对学生的思维逻辑有极大的促进作用.但因为学生掌握的物理学知识尚浅，在设计实验时可能会出现各种问题，这时教师要积极为学生纠正思路，引导学生完成实验.

例如 在学习圆周运动时，教师可准备不同长度的绳子和不同质量的小球，鼓励学生自己设计实验，感受圆周运动的半径和物体质量之间存在怎样的关系，水平圆周运动与垂直圆周运动之间存在怎样的差别，等等.鼓励学生分组设计实验，完成从实验到思考再到总结的过程，通过学生的切实感受，能够充分理解圆周运动的规律所在，同时总结出重力对圆周运动的影响.

又如，匀变速直线运动的实验也适合学生自主设计，教师在为学生准备小车、木板等相关实验器材后，对实验过程进行简单讲解，然后放手让学生自主设计实验，通过绘出的时间速度相关图象，分析匀变速直线运动的变化规律，并鼓励学生在课堂上与其他同学分享.这种教学方式与教师在课堂上灌输计算公式相比，更容易让学生接受，能够帮助学生更加深刻地理解知识点.

2.4 融入课外教学，丰富物理实验形式

丰富高中学生物理实验的多样性，能够增强学生的动手实验能力和探究能力，锻炼学生发现问题和解决问题的思维.此外，丰富课外实验能够拓宽学生的知识面，提高学生的学习兴趣和自信心，可谓一举多得.所以教师除了在课上引导学生做物理实验，还要适当为学生提供课外实验思路，拓宽学生的思维.

例如 教师可引导学生在家做关于水果电池的实验，同时要求学生总结出不同的水果导电性有什么不同？ 导电性强弱与水果的什么因素相关？ 水果内发生了怎样的变化？ 水果内的导电原理是怎样的？ 还可以引导学生做“双手捏一个鸡蛋，和单手捏两个鸡蛋”的实验，引导学生体验接触面大小与压强大小之间的关系，鼓励学生将总结出的规律在课堂上分享，不同的实验小组之间还可以提出异议，在班级内营造出敢于质疑、积极讨论的气氛，让学生在质疑和交流的氛围中锻炼逻辑思维，提高物理学习能力.

物理学科的理论性和逻辑性，决定了物理实验的多样性，高中物理教师应在物理实验教学方面积极丰富物理实验形式，采用多样性的实验教学方式提高学生的物理素养.一方面采用课内与课外结合的方式，在课上对学生进行充分引导，同时还要给学生留下一些悬念，鼓励学生在课外积极讨论交流，得出正确结论，善于运用举一反三的方法，引导学生利用家中的物品替代实验室器材，可能会得到意想不到的效果.另一方面教师还要注重教学方式的多样性，除上文提到的教师示范实验、学生亲自动手操作、多媒体展示实验，教师还可以将微课引入物理实验教学中，将难度较高的实验制作成微课小视频，分享至学生的学习终端，鼓励学生利用碎片时间反复观看，这样不仅能够实现随时随地学习，还能提高学生的学习效率，方便在课堂上理解不够透彻的学生及时复习，随时提问.在条件允许的情况下，教师还可带领学生走进当地的科技馆等科教类场所，利用场馆内的大型实验设施演示实验现象，解释实验原理，帮助学生更加深刻地理解实验.

2.5 创新实验步骤，提高科学研究意识

学生实验过程的本质与科学探究的本质大致相同，创新和完善学生实验步骤，能够帮助学生体会从发现问题到解决问题的全过程，增强学生的科学探究意识.

（1）提出问题.这一步骤能够促进学生仔细观察生活，善于发现生活中各种各样的现象，从而产生探究的热情.例如学生知道光是沿直线传播的，但光在经过不同介质时会发生折射，光的折射程度与什么相关呢？ 进而开展后续步骤，这是实验探究的基础.

（2）提出猜想.通过仔细思考，学生会提出很多的猜想：光的折射程度与颜色相关吗？ 在提出问题后，学生会根据这一猜想进行实验.

（3）开展实验.以提出的猜想为依据，采用控制变量等方法，开展對照实验.

（4）实验总结.根据实验过程中得到的多组数据，通过学生多种计算思路，最终得到不同颜色光的折射率，最后得出实验结论.

（5）实验反思.在实验结束后，教师要引导学生对自己操作的实验进行反思，总结实验中存在的优点和不足，将积累的经验充分运用到下一次实验中，从而不断提高学生的实验水平和科学探究意识.

学生要在教师的帮助下不断夯实以上五步的实验模式，建立完整的物理实验逻辑思维，进而提高物理素养，形成严谨的科学态度.

3 结语

综上所述，高中物理实验是高中物理教学的一部分，通过创新科学探究实验，不断夯实实验能力和实验思维，能够大幅提升物理教学实效.教师应立足于创新实验教学，不断优化教学形式，借助实验的力量实现物理课堂的实效性，实现学科育人价值.