高中物理实验教学的创新设计与实践

彭承斌

摘  要：高中物理作为一门以实验为基础的学科，在高中教学中发挥着极其重要的作用。它不仅能使学生获得物理知识，而且能促进学生发散思维和实际操作能力的发展和培养。对高中物理实验教学来说，创新是其基本原则，也是学生全面发展的必然要求。因此，高中物理教师必须坚持创新原则，积极开展创新教学活动，从而促进高中物理教学向前发展。

关键词：高中物理；实验教学；创新设计

一、高中物理实验教学的局限性

（一）实验教学方法单一，学生主体地位不突出

在目前的高中物理实验教学中，常见问题是教师在实验中采用单一的方法，导致学生参与实验的兴趣不高。通过实际调查发现，约40%的教师经常先演示实验，然后让学生模仿自己的实验步骤。这种实验方法虽然能完成教学任务，但不利于学生思维能力的发展和自主创新能力的提高。而且长期处于这种单一实验教学中，也会导致学生失去实验学习的新鲜感，随着时间的推移，也会失去学习物理知识的兴趣。这是因为教师没有把学生作为教学的主体，在设计实验和开展实验时，往往以完成教学任务为中心，导致实验教学效率低下，无法达到培养学生物理核心素养的教学目的。

（二）部分教师对实验教学重视不够，实验效率低

高中物理实验教学首先需要教师对实验教学给予足够的重视，将实验教学融入日常教学任务中，在实验设计和实验实施过程中制定策略，从而提高实验效率。然而，在实际的教学中，很多教师并没有意识到这一点，对实验教学重视不够，这是当前高中物理教学中普遍存在的问题。因为在应试教育的背景下，家长和社会往往只看学生的考试成绩。甚至有些家长认为，只要孩子考试成绩好，他就是个好学生，教师也是个好教师。因此，一些高中物理教师将重点放在提高学生的考试成绩上，导致实验教学的发展没有得到足够的重视。

（三）学生不注重做物理实验

在高中物理实验教学过程中，很多实验都需要一定的理论基础，实验的逻辑思维也比较强。在这种情况下，很多学生在做物理实验时不知道实验的原理和目的。很多学校物理实验设备不齐全，一些实验设备已经陈旧。在这种情况下，学生不重视做物理实验，这对学生的发展是非常不利的。

二、高中物理实验教学创新的意义

（一）有助于提高学生的学习兴趣

物理知识很枯燥，如果教师只使用口头叙述，不仅不能提高学生的学习兴趣，还会使物理教学变得困难，影响教学的质量和效率。创新的物理实验教学可以使物理教学更加生动有趣，使复杂的物理知识更加简单，使学生体验物理实践学习的乐趣，积极参与物理实验教学，完成物理实验设计的创新。

（二）有利于培养学生的创新意识

教师的创新实验教学可以改变学生的学习状态，改变原来学生实验课中旁观者的状态，为学生提供亲身参与的机会，进而更深入地了解物理现象，有机会独立探索物理原理，然后得出最准确的物理结论。同时，通过参与创新实验，学生可以在实验过程中了解更多的物理实验仪器，激发学生的创造力，提高学生的创新能力。

三、高中物理实验教学的创新设计与实践措施

（一）采用合理的教学方法

物理实验教学包括两个方面：教师的实验示范教学和学生的动手实践实验。在教学实践中，教师应结合教学内容、学生的兴趣爱好和动手操作能力，通过实验设计、组织和实施，灵活运用不同的实验教学手段，提高物理课堂教学的质量和效率，指导和培养学生物理知识的应用能力和实际操作能力。

在今后开展高中物理实验教学过程中，必须注重建立更加完善的实验教学体系，突出实验教学的重要性。要把实验教学与理论教学有机结合起来，更好地发挥教学作用。该系统形成了对实际实验教学工作的有效指导，并严格界定了一些实验过程中需要注意的细节因素，确保师生相互理解，这将有利于相关实验的顺利开展，体现出更强的安全特性。针对不同的教学内容，可以采用不同的教学方法。如果有些实验教学难度较大，最好是教师进行一对一的指导，以免学生因难度过大而造成心理松弛。

（二）增加相关投资力度

与高中物理理论教学不同，实验教学需要完善的实验设备，一些实验设备需要在后期实验过程中的消耗需要大量的资金。因此，在未来的高中物理实验教学过程中，需要高校加大资金投入，购买更先进的实验教学设备。

例如需要大量购买一些常用的显微镜和天平，以满足大量学生实验学习的需要。学校应当为高中物理实验教学的顺利开展拨出专项资金。对于一些高中物理教师来说，他们可能没有采用标准的实验教学方法。因此，学校也应组织这些教师进行统一培训，使他们掌握更科学的实验教学方法，并且要做好评价体系的建设，保证所有高中物理教师能够提高自己的实验教学技能，以满足未来高中物理实验教学的需要。

（三）利用信息化教学手段和网络教学资源

网络信息技术的发展不仅为物理教学提供了更加丰富的教学资源和更加合理灵活的教学方法，也对教学的信息化、灵活性和有效性提出了新的要求。教师在提高自身对信息技术的理解和应用能力的前提下，需要更充分、有效地利用网络信息资源，促进和提高高中物理实验教学的信息化水平。

例如在高中物理实验教学中，声波的变化实际上是微观的，许多物理性质无法通过人类的感官实时捕捉。因此，我们可以将先进的传感器技术和计算机技术有机结合起来，在实验过程中利用传感器实时采集一些信号，并将这些信号传输到计算机系统进行处理，最后显示在屏幕上，使声波波长的变化更清晰直观。计算机设备还可以对所获得的实验信息进行自动存储和处理，并最终给出这些实验数据信息中所显示的规律。对于物理实验设备和资源不足的地区和学校，或者物理实验风险较大的地区和学校，教师可以在物理实验教学中使用更多的多媒体技术和方法，收集和整理相关物理实验的视频资源供学生观看，使学生既能直观地观察相关实验，又能避免危险，使缺乏相关实验设备的在校学生能直观地参与相关物理实验教学，获得更好的亲身体验，提高高中物理实验教学的效率。

（四）培养学生应用知识能力，引导和鼓励学生大胆创新

高中物理实验教学既是物理学科本身知识特点的需要，也是培养学生创新能力、提高学生综合素质的需要。现代物理知识的发展与物理实验仪器、方法和技术的发展密切相关。许多物理学理论的发现都是以物理实验为基础的。因此，物理知识本身的学科特性决定了物理实验教学在相关知识教学中的必要性。同时，当前学生综合素质和能力的培养和提高，也要求在教学过程中将学生的知识应用能力、动手操作能力和创新思维能力融入相关的知识教学中，从而全面提高自己的素质和能力。

物理实验教学是实现这一教学目标的有效手段。通过物理实验的灵活应用和创新设计，让学生从物理实验过程中掌握实验方法，感受和理解思维的创新应用，挖掘和拓展学生的思维潜能，通过物理实验教学培养和提高学生的创新思维和创新能力。

（五）注重理论与实践相结合

新课程改革要求高中实验课程与现实生活相结合，开展教学和实践活动。教师应及时改进教学计划，合理地将理论知识渗透到实践活动中。针对比较抽象的知识点，教师可以适当创设情境教学，有利于调动学生的积极性，提高学生的学习兴趣。因此，只有理论知识与实践相结合，才能更好地激发学生的创造潜能。教师根据教材内容，提出一些与生活相关的问题，让学生亲身参与实验，探索生活中的物理创新现象，从而达到通过物理实验培养学生创新能力的目的。例如在“静电的利用与保护”这门课上，学生能够说出自己在生活中接触到静电时的感受。静电的危害是什么？那么如何防止静电的发生呢？还有如何将有害的静电转化为有益的静电，更好地利用静电？通过这些问题，学生可以对生活中的相关知识点加深理解，发现物理知识应用到实际生活中的奥秘。

教师在创新物理实验设计时要根据班级学生的认知水平和实际物理能力来完成，始终以学生为教育主体，使物理实验教学更有趣、更生活化、更简单。教师不仅可以设计小组实验，还可以设计示范实验，丰富物理实验的类型，让学生感受到物理实验的多种形式。在小组实验过程中，教师应成为实验的指导者，将学生分成几个小组，共同合作完成物理实验的操作。最后，教师要对实验的整个过程进行分析和评价，让学生真正掌握相关的物理知识，进而让学生具备一定的物理学习技能。

（六）创新物理实验仪器

教师在进行物理实验教学时，不能局限于特殊的物理实验设备。学生生活中许多常见的物体都含有一定的物理原理。教师可以将其运用到创新性实验教学中，既能提高学生的学习兴趣，又能使学生在生活中感受到物理知识。例如生活中的物体，如电动玩具、汽车、飞机、万花筒等，都可以成为实验仪器，使学生从物理的角度去思考生活，提高学生的观察能力。

（七）创新物理实验内容

简而言之，思考源于怀疑。怀疑是学生发散性思维能力的主要表现形式，在解决怀疑的过程中加深了学生对知识的印象。因此，教师在创新物理实验内容时，可以运用现代多媒体技术构建相应的问题情境，改变学生被动学习的状态，形成一定的探索意识，从而体验物理实验的意义和乐趣。例如在学习牛顿第一定律的创新实验时，我们可以提出这样的问题：“没有物体是不受力的。如果物体没有受到外力，会发生什么？”当问题被提出后，给他们足够的思考时间。此外，教师还为学生播放了实验演示视频。在视频中，一辆汽车从斜坡上滑了下来。这时，教师切入了题目：“假设坡度是平滑的，汽车怎么能移动呢？”题目提出后，让学生用手中的实验仪器完成实验，并给出准确的答案。

（八）组织学生分组，提高学生的探究素养

在高中物理实验课程教学中，学生不仅需要具备创新发展的科学思维，还需要能够结合理论知识有效开展探索实践。因此，在课程教学过程中，教师需要给学生更多的空白时间，组织学生进行深入的探究性实验，并在动手实践过程中引导学生进行探究和实验，充分调动学生在物理实验过程中的真正参与感，有效提高学生的物理探究素养。

（九）加强学生结合生活常识的实践能力

在高中物理课程教学中，不仅要注意学生对课本基础知识的掌握和吸收，更要注意引导学生有效结合生活常识，应用所学理论知识，增强学生的科学实践能力。特别是新课程背景下，对中学生核心素养培养要求日益严格，教师更应注重学生实践能力和思维能力的深度培养，并引导学生在深入结合生活常识的过程中有效吸收和理解物理理论知识，如在实验数据处理过程中，教师可以结合生活常识组织学生独立计算和实践数据处理的内容，有效地增强学生的实践能力，有效地引导学生掌握部分数据处理的内容，有效地将物理知识传递到他们的大脑中，并将其内化到他们自己的物理知识体系中。在有效引导学生构建和应用高中物理知识体系过程中，应有效强化学生的综合物理专业素质，从而为有效培养高中生物理核心素质打下良好的基础。

（十）举办相应物理实验设计竞赛

高中生的逻辑思维能力比较强。因此，教师在开展高中物理实验教学时，可以举办相应的物理实验设计竞赛，为学生提供更多的学习平台，使学生在参加物理实验设计竞赛过程中，不断提高自身的物理核心素养，逐步完善自己的物理实验知识体系。例如在教学过程中，教师可以将学生分成小组，让他们利用所学的物理实验知识，以小组的形式设计相应的实验项目，并告诉他们小组的实验主题、实验原理、步骤、设备，然后教师对学生的实验设计进行科学合理的评价，从而不断提高学生的物理核心素养。

三、结语

总之，创新对高中物理实验教学有着深远的意义。同时，通过一系列创新措施，激发学生的主体意识，让学生积极参与实验探索，通过自己的努力获得正确的答案，从而进一步培养和发展学生的逻辑思维能力和实际操作能力。

参考文献：

［1］ 符小清. 基于核心素养的中学物理实验教学的创新与实践研究［J］. 商情，2019（09）：190.

［2］ 陈家波. 新课程标准背景下高中物理实验教学中实践意识的培养［J］. 中国现代教育装备，2020（14）：57-59.

（责任编辑：汪旦旦）

* 本文系晋江市教育科学“十四五”规划（第一批）立项研究课题“基于物理学科核心素养的实验教学创新设计研究”（立项编号：JG1451-052）。