基于实验设计的高中物理教学策略探究

摘 要：随着新课程改革的全面推进，高中物理教师必须更新教学理念.通过加强实验教学，不断优化实验设计，迅速强化学生的学习能力，使学生充分体会到物理實验的操作乐趣，快速消化所学知识，并建立完整的知识体系.

关键词：高中物理；实验设计；教学策略

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2024）06-0089-03

高中物理是一门实验性很强的重要学科.只有高度重视实验教学，设计可靠的实验方案，组织学生乐于参与实验活动，才能够开启课堂教学新格局，彻底打破传统的教学模式，有效促进学生综合素质与综合能力的全面发展.基于实验设计的高中物理教学，既要突出学生的主体地位，也要融入科学思维，深挖学生的内在潜能，妥善解决教学形式化及授课表面化等问题，满足学生的学习需求，让越来越多的学生爱上物理实验课.

1 高中物理教学中实验设计的相关问题

1.1 学生地位并不突出

目前来看，很多教师依然按照自己的想法和教学经验，设计教学方案，策划实验活动，很少会结合学生的认知特点，设计探究性较强的实验项目.所以，学生的实验能力无法得到有效的提升，极难摆脱学习困境，沦为学习机器［1］.此外，还有很多教师虽安排了实验活动，却未锻炼学生主动动手与合作探究的能力，学生还是被动地接收知识，无法走进物理的世界，其学习积极性明显下降，会因此错过最好的发展时机，甚至出现严重的偏科现象.

1.2 信息化教学太频繁

通过对高中物理课堂教学的实际情况展开调查后发现，很多教师都会存在一种错误的认识，即频繁开展信息化教学，可以充分展现信息技术的教学优势和多重功能.殊不知，这不仅打乱了学生原本的学习节奏，导致学生一旦脱离课件的提示，便无法完成学习任务，无法进行实验探究，还会直接降低课堂教学的趣味性和实验教学的连续性，增加学生的实验难度，教学效果不尽如人意，学生的学习状态越来越差，始终徘徊在物理的门外，无法达成个性化发展、多元化发展等目标.

1.3 实验教学不受重视

有些教师太过重视理论教学，总是把全部的教学精力都放在理论知识的讲学之中，即使组织了实验活动，也并不受学生的欢迎.因此，学生的综合能力无法得到有效锻炼，难以串联碎片化知识，难以在生活实践等环节坚持展开实验探究，他们的学习水平停滞不前，学习质量不达标，被迫成为物理课堂的边缘化角色.

2 高中物理教学中实验设计的基本原则

2.1 科学性原则

实验设计不能盲目，必须遵循“科学性”原则.设计符合学生认知发展规律的实验，并随时进行设计方案的调整，保证整个实验过程富有生机和乐趣，既科学又合理，充分刺激学生的大脑，帮学生调节好自己的学习状态，并开始进行物理知识的深入学习.2.2 简单性原则

实验设计不能太过复杂，必须遵循“简单性”原则.设计各种简单的实验项目，以此考查学生对理论知识的掌握情况和理解程度，促使学生自主实验，或者通过合作实验主动研究物理问题，内化物理知识，以最快的速度建立起更加完整的知识体系［2］.

2.3 直观性原则

实验设计不能抽象，必须遵循“直观性”原则.把物理教材中的抽象知识以直观化、形象化、动态化的展现方式直接展现在学生眼前.加深学生对重点、难点、关键点的理解记忆，再通过发布新的实验任务并提升实验难度，进一步强化学生对重难点知识的理解与记忆.

2.4 安全性原则

实验设计不能忽视安全问题，必须遵循“安全性”原则，排除一切的安全隐患，让学生在足够安全的实验环境下，接触专业的实验设备，高质量完成实验任务.学生经历发现问题、分析问题、处理问题、解决问题的过程后，产生更加强烈的求知欲望，主动探索新知识，并进行新旧知识的融会贯通，使自己的学习质量更上一层楼.2.5 趣味性原则

实验设计不能死板，必须遵循“趣味性”原则.要带给学生更多的乐趣，打消学生的畏学情绪.学生通过亲身体验物理知识的生成过程，亲自动手验证实验方法的可行性，把已有的知识经验转化为个人能力，

提升学习质量.

3 基于实验设计的高中物理教学策略

基于实验设计的高中物理教学，是一种独具特色的教学方式，与传统教学方式相比具有很高的教学优势.例如：不再限制学生的思维，能够放飞学生的想象力和创造力；不再制约学生的发展，能够迅速拓宽学生的知识面；不再约束学生的行为，能够让学生成为课堂的真正主人，经历猜想、分析、操作、探究、总结、反思的全过程，更为准确地认识到物理知识的实用性［3］.那么，基于实验设计的高中物理教学，究竟该如何操作呢？笔者认为，为更好地完成教学任务，教师应从以下三个方面着手.

3.1 做好引导工作，开展趣味实验

高中时期，学生需要学习大量的抽象知识和复杂概念，在学习过程中会遇到不同的困难，导致他们的学习信心备受打击.这时，物理教师应做好教学引导工作，从课堂“主导者”角色变成“引导者”角色，通过趣味教学模式，积极设计有趣的实验活动，来提高学生的理解能力，减轻学生的学习压力，激活学生的物理思维，打消学生的实验顾虑，加深对抽象知识和复杂概念的理解记忆，不断完善自己的知识体系.比如，在教学鲁科版教材必修1第四章第3节《摩擦力》时，教师就可以提前考查班级学生的兴趣爱好，了解每名学生的学习需求、接受能力、理解能力、认知特点等，然后设计趣味实验，帮学生更好地认识摩擦力产生的必要条件，以及摩擦力大小的影响因素.实验内容为：在矿泉水瓶盖上抹满润滑油，让一名力气很大的男同学来拧瓶盖，看矿泉水瓶是否也会被拧开.接着，把矿泉水瓶盖上的润滑油擦干净，让一名力气很小的女同学来拧瓶盖，看矿泉水瓶是否会被拧开.实验结果为：男同学费了很大力气，也没有拧动瓶盖，而女同学只用了很小的力气，一下就拧开了矿泉水瓶.针对这一结果，让学生自己总结原因，并结合类似的生活经验，分析其中原理.学生的生活经验是有限的，对于物理知识的学习还不够深入，无法总结出全部原因并讲清其中原理.此刻，教师便可以在大屏幕上播放PPT，自然而然地引入摩擦力的概念、性质、产生条件、影响因素等，提高学生实事求是的科学态度，锻炼学生的观察能力、思考能力、探究能力和总结能力.

3.2 进行实验演示，促进学生发展

在课堂教学中，物理教师直接演示实验，鼓励学生观察，并实施多样化的教学方法，例如互动法、案例法、提问法，以此提升学生的思维灵活性.让学生多观察物理现象，主动展开实验探究，从而认识到物理现象的本质.随后学生尝试自主实验，合作实验，他们的内在潜能被开发，学习效果理想化［4］.比如，在教学鲁科版教材必修1第五章第3节《力的平衡》时，教师可直接提出一个问题：“力的平衡条件有哪些？”唤醒学生的探究兴趣，让学生快速翻阅教材，查阅相关资料，总结力的平衡条件，做好实验前的充足准備.之后，教师可直接在讲台上演示二力平衡的现象，演示完让学生畅谈自己的观察心得，说出自己的疑问点，接收到新的知识后，独立思考“从物体的受力情况中能够判断出物体的运动状态？力和运动的关系该如何概括？匀速直线运动的必要条件是什么？”等问题.通过自由结组，寻找正确答案，快速巩固本章的要点难点，动手验证后对于力的平衡产生全新的认识.总结环节，教师可针对不同学生在实验活动中的具体表现，展开针对性、合理化的教学评价，也要引导学生自评互评.

3.3 创新实验过程，提高学生能力

在高中物理实验教学的过程当中，有效创新实验过程，能够进一步提升实验教学的实践性、直观性、科学性，同时强化学生的动手能力、联想能力、创新能力.再启发学生自己组织实验活动，自行汇总重点难点，深入研究物理问题，学以致用所学知识.如此，新时期的高中物理教育才会受到全体学生的一致欢迎[5].比如，《匀变速直线运动实例——自由落体运动》是鲁科版教材必修1第三章第3节的实验教学内容，教师应摆脱教学限制，为学生提供大量的实验器材，让学生自行设计实验过程，并按要求完成实验任务；详细记录下实验结果，得出正确的实验结论；学会使用物理语言，合理解释物理现象，并从实际生活中寻找自由落体运动的应用案例，找出物理与生活间存在的有效联系，最后提交一份完整的实验报告，以此实现综合性学习能力的整体提高.

4 基于实验设计的高中物理教学注意事项

高中物理教师在推进物理实验的设计工作时，需要注意以下三点：首先，必须坚持“以生为本”的教学原则.充分考虑学生的学习需求，结合学生的认知特点、兴趣爱好、实际学情，为学生提供良好的实验环境，并不断丰富实验主题、实验内容、实验形式.以此强化学生的学科核心素养，放大学生身上的闪光点，呈现最佳的教学效果，让各项教学计划得到充分落实.其次，要不断研究成功的教学案例，多多汲取其他教师的教学经验，灵活转换设计思路，设计难度各异的实验项目，帮助学生进行物理知识的高效学习、深入学习、全面学习，掌握真正适合自己的学习方法.最后，教师还要及时放手.要把学生带入物理实验室，鼓励学生独自进行实验操作，以实验验证物理知识的方式，不断地超越自我，最终成为高素质的新型人才，更好地融入社会.

5 结束语

总而言之，高中物理教学中的实验教学，要引起物理教师的高度重视.可运用上述策略，有效开展实验活动，持续优化实验设计，提升学生的物理素养、学习水平、思维灵活性，培养出大批高素质的新型人才，满足整个社会的人才需求.另外，物理教师应继续探索多元化的教学路径，开阔学生的视野范围，拓宽学生的知识面，放大学生的闪光点.遵循实验设计的基本原则，设计各种有趣的实验活动，满足学生的学习需求，增强学生的学习信心，彻底改善物理教学低效化、授课形式化等现象.有效落实各项育人计划，尽显物理课程的魅力所在，促使更多学生主动走进物理的世界，自由徜徉在物理知识的海洋.

参考文献：

［1］ 陈明宝.高中物理实验课教学探究[J].数理天地（高中版），2023（04）：71-73.

[2] 姚治伟.核心素养下高中物理实验教学探讨[J].课堂内外（高中版），2023（07）：79-81.

[3] 李仲春.新高考下的高中物理实验教学优化路径[J].数理化解题研究，2023（09）：72-74.

[4] 严伟.新课标下高中物理实验教学优化路径[J].数理化解题研究，2023（12）：53-55.

[5] 冯秀成.高中物理实验设计的探索与实践[J].互动软件，2021（05）：42.

［责任编辑：李 璟］

收稿日期：2023-11-25

作者简介：黄金荣（1974.11-），男，福建省连城人，本科，中学一级教师，从事高中物理教学研究.