新课标下高中物理实验教学优化创新路径探索

摘 要：物理是一門以实验为基础的学科，物理知识点都是通过实验推导出来的，同时还需要用实验来验证各种物理知识，因此实验在物理教学中占据核心地位。新课标对高中物理实验教学提出了更高要求，但是当前物理实验教学还存在一些不足，如学生实验兴趣不高、侧重理论教学、忽视实验过程，实验创新不足等。因此，优化创新高中物理实验教学至关重要，教师要在实验教学中转变教学理念、引入信息技术、开展小组合作、鼓励实验创新等，优化物理实验教学的各个环节，提升实验教学质量。

关键词：高中物理；实验教学；创新路径

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2023）48-0118-04

一、 引言

在高中物理教学中，实验是必不可少的核心板块，通过实验不仅可以直观地展示物理知识的推导验证过程，提升学生学习物理的质量和效率，还可以很好地培养学生的思考、探究、创新能力以及动手操作能力，因此高中物理实验教学至关重要。在当前的高中物理教学中，实验教学没有得到足够重视，实验教学的方法也不够科学，导致很多学生的实验能力较弱。新课标下，高中物理实验教学的重要性进一步提升，因此教师积极探索物理实验教学的优化创新路径具有重要意义。

二、 高中物理实验教学优化创新的价值分析

（一）提升学生学习物理的兴趣

在高中阶段的学习中，物理属于难度很大的学科，物理知识抽象、晦涩、难懂，对学生的抽象思维和逻辑思维要求很高，很多学生感觉物理知识无法理解和掌握，学习时非常吃力，成绩得不到提升，长此以往很多学生对物理学习丧失兴趣，学习积极性提升不起来。物理实验不是抽象晦涩的理论知识讲解，而是需要学生动手操作，将抽象的物理知识通过直观的实验现象展示出来，从而使学习难度有所降低，学习的趣味性和生动性大大提升。此外，随着物理实验教学的优化创新，更多先进的教学方法和技术将应用于实验教学，如信息技术、合作学习等，物理实验教学将变得更加丰富和多样，学生在实验教学中能够获得更多物理学习的乐趣和信心，有效提升学生学习物理的兴趣。

（二）凸显学生在课堂的主体地位

长期以来，在高中物理课堂中学生处于被动地位，教师掌握课堂教学的节奏，学生被动学习，实验教学中也是如此，学生自己动手参与实验的机会较少，很少能自主思考、探究和实践，学生在课堂的主体地位被忽视，思考能力和实践能力得不到有效提升，物理学习质量也得不到保证。随着物理实验教学的优化创新，教师改变了传统的实验教学理念，更加注重学生的自主探究，为学生提供更多动手操作实验的机会，例如，目前物理实验的课时更加充足，教师会组织学生开展小组合作实验，组织实验讨论、鼓励学生自主设计创新实验，课后开展探究实验等，鼓励引导学生积极参与到实验操作中，在这种模式下，学生成为课堂的主人，在课堂的主体地位得到很好的体现。

（三）促进学生思维能力的提升发展

高中物理学习对学生的思维能力要求较高，而单纯的理论学习通常比较沉闷，对学生思维的提升作用不够明显。而实验教学以实验为载体，学生可以自己探索实验的步骤、方法，思考实验的结论，学生不仅能够对物理知识有更深的理解和感悟，还能够使思维更加活跃，从而促进思维发展。实验教学优化创新后，其教学形式内容更加丰富多样，学生能够接触到更多实验器材、案例、思路和方法，可以很好帮助学生拓展新的思维方向和路径，学生可以通过手、脑协调运动，使思维更加活跃；可以对存疑的问题设计实验进行验证；可以对知识难点进行实验展示；还可以在分组实验时相互讨论、发表自己的意见。在这些过程中，学生的思维不断受到启发，进而得到很好的提升发展。

（四）帮助学生深入理解物理知识

高中物理知识本身比较抽象，学习难度较大，很多学生对一些物理概念、定理、规律等似懂非懂，理解掌握得不够深入，甚至理解存在偏差，这样一来在应用时会发生错误，学生的物理水平也得不到提升。物理实验能够帮助学生更加直观深入地理解物理相关概念和规律，教师可以将一些抽象的、复杂的、难懂的物理知识通过实验给学生讲解和展示。例如，力学实验、运动实验、能量守恒实验、电学实验等，学生在观看教师操作或自己操作的过程中，能够从视觉、听觉、触觉等各个角度来学习和理解相关知识，使抽象的知识变得直观和生动，这样一来学生能够更好地理解掌握并应用相关理论知识，保证物理学习效果。

三、 当前高中物理实验教学存在的问题

（一）学生操作实验的机会不多和兴趣不足

物理是高中阶段的重要学科，物理成绩对学生升学有重要影响，因此选择物理学科的学生学习压力较大，教师和学生争分夺秒想要提升物理学习效率和质量。高中物理教学课时有限，为了尽快完成教学任务，节省教学时间，一些教师对实验教学需要花费较多时间，因此很多实验都没有组织学生动手操作，而是让学生观察教师操作，或者直接观看实验操作视频，要求学生通过观察实验步骤、方法、结果等掌握实验内容及相关知识。这样一来，学生没有自主操作探究的机会，思维得不到发展，物理能力反而得不到提升。此外，由于学生参与实验操作较少，教师偶尔组织实验操作时很多学生无从下手，不会使用实验器材，操作时小心翼翼、不敢创新，最终导致很多学生无法完成既定的实验任务，学生实验信心和积极性受到打击，长此以往学生对实验的兴趣逐渐降低。

（二）在物理实验中过于侧重理论教学

高中物理教学中，理论内容一直是教学的核心和重点，同时也是高考的主要内容，因此理论教学占据重要地位。在此背景下，教师普遍对物理理论教学非常重视，这一理念也延伸到实验教学中，很多教师在开展实验教学时只重视实验中包含和涉及的理论知识，而对实验操作有所忽视，即使安排学生操作实验，也是为了学习其中的理论知识，对学生的操作能力和实践能力培养不够重视。这样一来，学生在物理实验中只是被动学习各种物理理论知识，例如，学习背诵各种物理概念、定理、公式等，学生无法通过实践和探索来自主学习探究物理知识，可能产生对知识的理解掌握不够深入的问题，不利于学生物理综合能力的发展。

（三）对物理实验的过程不够重视

实验是高中物理教学中不可或缺的内容，不论实验过程还是实验结果都包含一定的物理知识和理论，因此物理实验教学中对实验过程和结论的分析学习缺一不可。但是，在当前的高中物理实验教学中，很多教师对实验的认知比较片面，实验教学理念较为传统，他们通常只关注物理实验的结论是否与预期一样，而对实验过程的分析、挖掘和讲解力度不够。在这种教学模式下，很多学生只是按照教材中的实验步骤照搬操作，实验结果与教材一致就算完成了实验过程，有的甚至是误打误撞得到了实验结果，他们对实验过程通常没有进行太多的思考和探究，没有真正理解某些实验步骤设计的原因和目的，如果实验结果出现了偏差，很多学生都无法科学分析操作过程而找到原因，这样学生的实验学习就呈现出知其然不知其所以然的状态，无法有效培养学生的思考探究能力，实验教学效果不佳。

（四）对物理实验缺乏创造和创新

高中学习时间紧、任务重，教师花费在物理实验教学方面的时间比较有限，因此大多数教师在开展物理实验教学时，实验项目往往局限于教材内容，要求学生学会教材中实验的操作以及涉及的物理知识，学生通常都是按照教材按部就班地进行实验操作和学习，所涉及的物理知识也是固定的。在物理学习过程中，有的学生会对某一知识点产生疑问或自己的猜想，很多问题或猜想都需要经过实验验证，但是教师对实验创造和创新不够重视，大部分学生都没有机会自己设计创造实验来探究问题，也无法创造性使用实验器材来创新实验，这样一来学生的思维受到很大禁锢，学生思考探究的主观能动性无法培养，最终阻碍学生物理综合能力的发展。

四、 新课标下高中物理实验教学优化创新的路径

（一）转变实验教学理念，调动学生实验热情

在教学中，教师的教学理念直接影响到教学方向和思路，进而影响学生发展，因此树立正确的教学理念至关重要。高中物理实验教学要想实现优化创新，教师转变实验教学理念是首要任务，教师要认识到新课标对物理实验的重视和要求，认识到实验对学生思维能力、实践能力、探究能力发展的重要作用，意识到学生在實验中培养出来的自主思考探究以及动手实践的能力对学生未来发展产生的深远影响。基于此，教师要摒弃传统的实验教学理念，摆脱应试教育的束缚，为学生提供充足的实验机会，调动学生的实验热情。一方面，教师要保证实验教学的课时充足，对教材中涉及的实验，在实验条件允许的前提下，带领学生亲自动手操作，使学生在实验操作中学习和提升，在实验中要鼓励学生大胆探究，提出自己的想法。在课堂之外，学生有实验需求时，教师要给予鼓励和帮助，为学生提供实验场所和指导，提升学生的实验积极性。另一方面，在实验教学中，教师可以通过引入生活元素，创设情境等方法提升实验的趣味性，激发学生的实验兴趣。例如，在学习浮力内容时，教师可以准备一盆水以及一块木块，让学生将木块按压到水底，学生在按压过程中会感受木块向上浮的力量，通过这样的生活实验吸引学生对浮力的探究兴趣。再比如，在学习气压内容时，教师可以将点燃的纸放入一个水瓶，然后将气球放置在瓶口，会发现随着纸的燃烧气球逐渐被吸入瓶中，这样一来，学生可以直观地看到气压的作用，从而对实验产生兴趣。

（二）科学运用信息技术，提升实验教学效率

近年来，信息技术迅速发展并被广泛应用于学科教学，高中物理新课标强调要合理利用信息技术来提升教学质量和效率。当前的物理实验教学中，应用信息技术能够使实验操作更加规范、实验现象更加直观，信息技术是优化创新物理实验教学的有效手段，因此教师要重视实验教学中信息技术的应用。首先，运用信息技术演示实验，规范学生的实验操作过程。很多学生在动手操作实验时，操作手法、器材使用方法等不够规范，甚至出现错误，影响实验效果，教师可以用多媒体播放实验视频，例如，测量电阻丝电阻率的实验、弹力和弹簧长度关系的实验、验证动量守恒定律的实验等，要求学生观看并学习规范的操作方法，然后动手进行实践操作，提升学生实验能力。其次，运用信息技术更加直观展示实验现象，通过信息技术的辅助，可以将一些需要观察或测量的数据显示到计算机中，使实验结果更加准确直观。例如，在“静摩擦力与外界拉力关系”的实验中，可以将传统实验中用的弹簧秤换成力传感器，并将其与计算机相连，这样学生能够通过计算机图像直观准确看到静摩擦力随外界拉力变化而变化的情况，更容易得出准确的实验结论，提升实验教学效率。再次，物理教学中存在一些抽象、无法操作或者实验现象不明显的实验，例如，原子核的裂变、天体运动、布朗运动、带电粒子在电磁场中的运动等，教师可以利用信息技术来模拟展示这些实验，深化学生对实验的理解和掌握。

（三）开展小组合作实验，培养学生思维能力

当前的高中物理实验教学中学生的主体地位被忽视，很多学生缺乏自主操作及探究机会，学生对实验过程和结果的思考不足，影响学生思维能力发展。基于此，教师可以组织学生开展小组合作实验，凸显学生的主体地位，根据学生的物理水平、操作能力等对学生进行平行分组，在同一小组中，有的学生可能在操作方面具备优势，有的学生可能在分析实验过程和结果方面具备优势，这样一来，小组内在开展实验时，成员之间可以取长补短、相互学习，共同提升实验能力。与此同时，小组成员可以共同讨论实验的操作步骤、结论、改进创新等，使思维发生碰撞、交流和发散，促进学生思维能力的提升。例如，在学习楞次定律时，教师组织学生分组进行开展实验“探究感应电流方向的判断方法”，提供两组不同的装置，第一组包括线圈、灵敏电流表、磁铁、导线等器材，第二组包括小线圈、滑动变阻器、开关、电源、电流表等器材，将学生分组，一半小组利用第一组器材，另一半小组利用第二组器材，小组内成员共同讨论设计实验，来判断磁通量变化时，原磁场方向与感应电流磁场方向的变化关系。在此过程中，每个小组内成员可以各司其职，根据自己的理解和思考来设计实验、并在实践中不断完善实验，这对学生思维能力、合作沟通能力的提升大有裨益。

（四）鼓励引导实验创新，提升学生探究能力

高中物理教材中的实验比较有限，且内容步骤都是固定不变的，在物理实验教学中如果只局限于教材实验，则不利于学生探究能力、动手能力以及解决问题能力的发展。高中物理新课标强调要培养学生的创新能力，因此教师要重视鼓励引导学生进行实验创新，对实验目标、步骤进行创新，也可以创新实验器材的种类和使用方法，鼓励学生自主思考和设计改进实验。在实验创新过程中，学生对知识的总结归纳、理解应用会更加深入，思维会得到充分激发，从而能够灵活运用物理知识来解决问题，这对学生物理综合能力的提升有积极作用。例如，在学习“探究加速度与力和质量的关系”这一实验时，在完成教材中的实验操作后，教师可以引导学生从以下方向创新实验：如果想探究物体加速度与受到的合力以及质量之间的关系，应该如何设计和实施实验？在这一实验中，能否用绳子拉力代替小车所受合力，这种情况下如何设计实验？提出实验创新的方向后，鼓励学生自主设计或分組讨论新的实验内容、方法和步骤，然后尝试操作，在此过程中学生各方面能力能得到很好发展，实验教学也能得到有效优化。

五、 结论

总之，随着新课标的实施，高中物理实验教学的地位不断提升，教师要紧跟新课标的要求，从思想上认识到实验教学的重要性和价值，然后通过信息技术、小组合作、实验创新等方法促进实验教学高质量开展，进而提升学生的思维能力、动手操作能力、探究能力、创新能力，促进学生综合素质全面提升。

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作者简介：杨彩彩（1982～），女，汉族，甘肃平凉人，甘肃省平凉市静宁县第一中学，研究方向：高中物理教学。