实验教学法在高中物理教学中的应用探讨

何凤娟

摘 要：实验是高中物理教学中不可缺少的重要板块，不仅可以直观展示知识点的推导过程，还有利于培养学生的探究意识和实践能力，为今后的全方位发展做好铺垫。因此，在高中物理课堂中，教师要提高对实验教学法的重视程度，通过联系生活实际、注重问题引导、开展小组合作等方式调动学生的实验热情，使他们踊跃参与到各项活动中，从而加强对物理知识的理解与运用，彰显实验教学法对提高物理教学质量的积极影响。

关键词：实验教学法；高中物理；应用策略

物理学科具有较强的抽象性和实践性，实验教学法的应用可以帮助学生更加直观地学习理论知识，并为他们提供了多元化的实践路径，对物理核心素养的培养起到奠基作用。所以说，在新课改背景下，教师要及时转变教育理念，以激发学生的实验热情为目的精心设计课程目标與教学活动，让他们在自主探究中深化知识理解，提高学习有效性的同时为发展物理核心素养打下坚实基础。

一、实验教学法在高中物理教学中的应用价值

（一）激发学生物理学习兴趣

相较于初中阶段，高中时期物理学科涉及的知识点难度较大，对学生的逻辑思维和学习能力提出更高要求，导致部分学生无法透彻地理解知识内涵，逐渐丧失自信心，对该门课程产生抵触情绪[1]。实验教学法的应用有效解决了这一问题，教师根据本课所学内容设计相应的趣味实验，让学生在观察、分析、讨论中领悟知识内涵，降低学习难度的同时使他们对物理实验产生强烈的探索兴趣，大大提高其学习主动性和积极性。另外，此方法的运用使实验教学路径变得更加丰富，教师可以通过亲自演示实验、多媒体设备播放实验视频、引导学生探讨实验流程等方式活跃课堂气氛，使学生充分体会到实验的乐趣，以更加认真的态度对待后续活动，以此发挥出实验教学法的应用价值。

（二）凸显学生课堂主体地位

在传统的高中物理课堂中，一些教师为了追赶教学进度而忽略了学生的听课感受，学生缺乏自主思考的空间，不利于思维品质和探究能力的培养。实验教学法的应用改变了这一现状，教师更加注重实验教学，并且充分尊重学生的主体地位，为他们提供多个动手操作实验的机会，让他们在这个过程中自主分析实验原理，对所学内容形成全新认识。例如：教师在讲解某个知识点时，为了让学生掌握它的深层次内涵，便会结合他们的基本学情展开实验教学，鼓励更多人参与到实践中，以此增强其学习体验感，让学生真正成为课堂的主人。由此可见，在教学过程中应用实验教学法是为了帮助学生理解抽象的物理知识，让他们更加全面掌握所学内容，提高物理教学质量的同时凸显学生的课堂主体地位。

（三）提高学生物理思维能力

对于高中生而言，单纯学习物理知识比较单调，对思维的提高作用不够显著。实验教学法倡导教师以实验的方式讲解理论知识，让学生自主探究实验原理、步骤以及结论，使他们对所学内容形成更深的感悟，同时充分锻炼其思维的灵活性和发散性，实现培养物理思维能力的教学目标。另外，此种授课方法的应用有效丰富了物理教学内容，学生有机会接触到多种实验器材和真实案例，在手脑并用中培养物理思维的深刻性。或是遇到不理解的知识点时，尝试用实验的方式验证自己的猜想，经过独立思考与合作交流不断挖掘个人潜能，在思维的碰撞中使学生对所学内容形成全新认识，起到提高思维能力的重要作用。

（四）帮助学生深化知识理解

高中物理知识比较抽象，一些学生受认知规律和学习能力的影响，无法全面掌握物理概念、定理、公式等内容，甚至在理解上存在较为严重的偏差，直接影响他们的学习效果。实验教学可以让学生参与到知识的形成过程中，以直观的方式分析理论知识的深层内涵，在多元实验的辅助下达到理想的教学效果。例如：高中物理涉及的实验有电学、运动、力学等多个方面，教师引导学生根据现有的知识储备进行操作，让他们从视觉、听觉、触觉等角度探析新课内容，使原本抽象的物理知识变得形象、生动。在实验的辅助下，学生能够通过自己的努力掌握并应用新课知识，深化课程内容理解之余切实提高物理学习的有效性。

二、实验教学法在高中物理教学中的应用策略

（一）转变教育理念，调动实验热情

在实际教学中，教师的教育理念和授课手段对最终的教学效果具有直接影响，一定程度上决定着学生对新课知识的吸收效果[2]。基于新课改的指引，高中物理教师要树立正确的教育理念，意识到传统教学中的不足之处，深入研究教材内容，解读新课标对实验教学提出的具体要求，将激发学生的实验热情作为首要任务，优化课堂活动设计，以此培养学生的实践能力和思维能力。所以，在高中物理课堂中应用实验教学法时，教师要摆脱应试教育的束缚，为学生提供多元化的操作机会，使其感受到实验的魅力所在。一方面，教师应在课堂上预留充足的时间供学生自主探究实验，条件允许的情况下可以让他们亲自动手操作，起到提高学习兴趣的作用。另一方面，教师还要鼓励学生提出自己的想法，在自由讨论中形成浓厚的学习氛围，进一步激发他们对物理实验的探索欲。

以人教版高一必修第一册《重力与弹力》为例，本课重点内容是通过实验探究弹簧弹力与形变量的关系，难点在于理解重心的概念。在教学过程中，教师必须考虑到学生的课堂体验感，以趣味性话题引出实验。例如：在大屏幕上展示三幅图片，分别是（1）运动员一脚将球踢出；（2）运动员用头顶球；（3）守门员接住球。引导学生思考物体的运动状态说明物体什么量在发生改变？以他们感兴趣的内容引发讨论，使其意识到本课实验与“力”有关。而后，教师带领学生用手压锯条、拉皮筋等，让他们认真观察现象，思考是什么原因导致这种变化的？这一话题引发了学生的热烈讨论，纷纷发表自己的见解，并对他人的答案提出疑问，在交流与讨论中总结出力的概念，为接下来实验教学的顺利开展做好准备。教师通过转变教育观念的方式为物理课堂增强了趣味性，营造出活跃、和谐的班级氛围，达到调动学生实验热情的教育目的。

（二）做好课前准备，制定教学目标

为了提高实验教学法在高中物理课堂中的应用效果，教师应做好课前准备工作，将教材内容、新课程标准、学生的基本学情结合起来，制定针对性的实验教学目标，为学生指明学习的具体方向[3]。也就是说，教师在备课时便要明确本课重难点所在，根据学生的物理基础、接受能力、认知特点等因素做出适当调整，确保实验教学活动能够满足他们的发展需求。需要注意的是，高中生早在初中时期便接受过系统性的物理教学，加上多种客观因素的影响导致他们的学习情况存在较大差距，统一的实验教学目标并不适用于所有人。对于这一问题，教师在课前准备环节制定教学目标时便要做出调整，充分考虑到各个层次学生的真实学情，设计不同难度的实验任务，让实验教学法发挥出它的最大价值。

以人教版高一必修第二册《实验：探究平抛运动的特点》为例，本节是学生动手实验课，通过实验描绘平抛物体运动的轨迹，在此基础上研究平抛运动的特点。在课前准备环节，教师要明确本节课主要采用启发式教学和问题探究的授课模式，逐步引导学生认识事物的本质，综合考虑他们的物理基础和学习需求后，确定最终的教学目标为：

（1）知道平抛运动的条件和相应控制方法；

（2）知道用实验获得平抛运动轨迹的方法；（3）知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法；（4）知道测量初速度时需要测量的物理量；（5）能够借助实验推导平抛运动的表达式，会计算平抛运动的初速度。明确以上内容后，教师要设想实验操作中学生可能会遇到的问题，并设计相应的解决方案，为他们做好全面的课前准备，让实验教学法以更加科学的方式应用于实践，助力于高中物理教学质量的提升。

（三）运用信息技术，完善讲解方式

信息技术的快速发展给我国教育事业带来全新的机遇与挑战，高中物理课堂中应用实验教学法时要合理利用信息技术完善讲解方式，为学生提供良好的学习环境。首先，教师可以借助多媒体设备演示实验，在强烈的视觉刺激下让学生掌握规范的操作方法，避免出现不必要的失误而影响实验效果。其次，在信息技术的辅助下，教师可以直观地展示一些需要观察或测量的数据，为学生提供精准的实验信息，使最终结论更加准确。最后，高中物理教学中有些实验对仪器要求较高，学生无法在课堂上进行操作，此时教师便可以为他们展示与实验有关的图片或视频，将原本抽象的内容变得具体、生动，使学生加深对该实验的理解，切实提高实验教学的质量与效率[4]。

以人教版高一必修第三册《实验：导体电阻率的测量》为例，本课主要内容是游标卡尺和螺旋测微器的读数，测定金属的电阻率。通过深入研读教材可以发现，本实验需要的器材有待测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表等，有些器材无法在课堂上使用，为了不影响实验教学效果，教师可以借助信息技术完善实验讲解方式。在屏幕上播放提前准备好的视频片段，要求学生认真观看并归纳具体的实验步骤。经过观察、思考、讨论使他们得出结论：第一步，用螺旋测微器来测量金属丝的直径；第二步，按电路图连接好电路，连接电路时保证电源和开关都处于断开状态，以免破坏仪器；第三步，利用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度；第四步，以图中所示的电路图为例，在实验之前把滑动变阻器的滑片滑到最左端，使待测金属丝被短接，起到保护电路的作用；第五步，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组对应的电流表、电压表的示数，并填入记录表格内。在视频的輔助下，学生全面掌握了测量导体电阻率的具体流程，彰显信息技术对提高物理实验教学质量的重要影响。

（四）联系生活实际，强化知识理解

物理学科与现实生活有着密切联系，主要探索世间万物存在的规律。但是部分高中生受应试教育影响严重，在学习过程中将全部精力用于理论知识的记忆，并没有意识到实验的重要性。而且为了提高考试分数，他们采取死记硬背的方式加深印象，并没有真正理解知识内涵，不利于物理核心素养的培养。对此，为了帮助学生强化知识理解，教师可以采用实验教学法讲解新知，挖掘课程内容与生活实际之间的关联性，以此为依据构建生活化实验情境，不仅能降低学习难度，让学生在熟悉的氛围下研究新课内容，还可以转变他们的学习模式，吸引更多人加入物理实验中，提高课堂参与度的同时帮助学生深化知识理解，切实保障物理实验教学的有效性。

以人教版高二选择性必修第一册《光的折射》为例，教师利用多媒体播放各种光的奇妙的现象，引导学生结合自己的真实经历谈一谈生活中有哪些景象与光的折射有关，利用生活化情境顺利引出实验主题。接着，教师拿出提前准备好的材料，包括平行的玻璃砖、大头针、量角器、三角板、白纸等，让学生讨论怎样测得入射角和折射角。在这个过程中，教师要给出适当的指引，如：“光是沿直线传播的？现在我们没有激光笔等光源，怎么利用现有的实验器材确定一条光线呢？怎样确定入射光线和折射光线？尤其是玻璃中的折射光线要怎么确定下来？”学生可以根据生活经验进行思考，敢于提出自己的想法，经过亲自操作对光的折射定律形成一定了解，以此深化理论知识理解。

（五）注重问题引导，提高教学实效

问题引导是指教师根据课程主要内容提出若干个思考问题，为学生提供清晰的学习思路，同时也能激发他们的好奇心和求知欲，使其主动参与到课堂互动中，保证教学活动的有序开展[5]。对此，在高中物理实验教学中，教师要注重问题引导，充分考虑到学生的听课感受，摒弃传统的灌输式教学，根据教材中提供的实验相关内容设计个性化的问题链，引导学生根据问题自主探究实验的目的、流程、原理等，使他们对物理实验形成完整的认识。从另一个角度来说，问题链的提出需要学生认真研读教材，从不同视角探究实验内涵，有利于锻炼其物理思维的发散性，使他们学会跟随教师的思路深入研究课程主题，达到深度学习的目的。在问题的指引下，学生逐渐厘清实验的操作步骤，能够独立完成此次实践任务，通过与教师的默契配合打造出高质量的物理课堂。

以人教版高二选择性必修第二册《带电粒子在匀强磁场中的运动》为例，本课实验的主要目的是让学生了解带电粒子在匀强磁场中的运动受力分析及运动轨迹。教师利用多媒体展示洛伦兹力演示仪，为学生营造直观的实验情境，要求他们一边观看一边思考：（1）带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态是什么？（2）带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态是什么？带电粒子仅在洛伦磁力的作用下，粒子的速率变化吗？（3）洛伦磁力如何变化？（4）经过以上分析，你认为垂直于匀强磁场方向射入的带电粒子，在匀强磁场中的运动状态如何？在问题链的驱动下，学生能够跟随教师的思路展开深入思考，完成构建实验模型、设计实验步骤等任务。此种方式充分激发了学生的主观能动性，提高他们在实验教学中的参与感，对带电粒子在匀强磁场中的运用有关内容形成系统的了解，同步提高其自主探究能力和解决问题能力。

（六）开展小组合作，培养思维能力

虽然高中生已经具备一定的物理基础，但对于抽象的理论知识和复杂的实验操作，部分学生无法通过自己的努力完成学习任务，久而久之极易打击他们的自信心，影响其物理核心素养的发展。基于此，教师要意识到班级同学的问题所在，组织他们开展小组合作实验，每个人都有发言的机会，其他成员要认真聆听并提出自己的意见，经过交流与讨论确定最终的实验流程。在这个过程中，学生的思维能力得到充分锻炼，学会从多个维度分析问题，经过思维的碰撞对实验内容形成全新理解。教师在这一环节的主要任务是合理划分实验小组，根据学生的操作能力、创新能力等因素进行平均分配，确保各小组的物理综合实力相对均衡，让他们在取长补短中实现思维能力的同步提升[6]。

以人教版高一必修第一册《实验：探究加速度与力、质量的关系》为例，本课重点在于如何使用控制变量法进行实验操作。为了节省时间，教师对学生进行分工，第1—5组探究加速度与力的关系，第6—10组探究加速度与质量的关系，各小组需要完成实验对应的表格。与此同时，教师要观察他们的实验流程，给出相应的注意事项，如平衡摩擦力时不必将拴有口杯小桶的绳子解下，车后拖的绳子也不用解下，放在车上即可；注意铁夹子的位置；实验中同学们要相互配合，如谁扶住板，谁控制铁夹开启、闭合，谁负责更换砝码和保证绳在滑轮内并负责保护仪器，谁负责测量记录等。经过组内成员的共同努力顺利完成实验，并得出结论：在两车质量一样的情况下，实验车受的力是参照车的多少倍，加速度就是参照车的多少倍，由此证明加速度与力成正比；在两车受力一樣的情况下，实验车总质量是参照车的几倍，加速度就是参照车的几分之一，由此证明加速度与质量成反比。在小组合作中，学生的逻辑思维得到充分锻炼，为物理核心素养的培养打下基础。

（七）自主设计实验，增强创新意识

高中物理教材中的实验是固定的，且操作步骤不变，在实际教学中若是局限于教材内容进行讲解，很难培养学生的创新意识，一定程度上阻碍了物理核心素养的提高。对此，教师要创造性地使用教材，完成基础内容的讲解后，引导学生结合本课所学的理论知识自主设计实验，对实验目的和流程进行创新，还要研究实验器材的多种使用方法，在合作探究中改进实验，起到增强创新意识的作用。在这一过程中，学生需要从基础知识入手，明确本课核心内容后从不同视角设计实验步骤，教师则要发挥自己的引导作用，留心观察他们的学习状态，及时指出实验设计中存在问题的地方，并利用激励性语言帮助学生树立自信心，不断挖掘他们的个人潜力，有利于创新意识的培养。

以人教版高一必修第二册《生活中的圆周运动》为例，本节课既是对圆周运动规律的复习，又是后面学习天体运动规律的基础，具有承上启下的作用。教师让学生对做圆周运动的物体做出受力分析并找到向心力的来源，共有两个实验情景：一是物块随圆盘做匀速圆周运动；二是小球在杯子内壁做圆周运动。第二个情景不要直接展示给学生，而是提出问题：“你能不用手接触小球，而不使小球落入杯底吗？注意，要确保杯口朝上。”鼓励学生自己设计小球的运动方式，并对杯中小球的运动情况做出受力分析。自主设计实验的方式有效激发了学生的学习兴趣，不仅提高了他们的知识运用能力，还在无形中培养其创新意识，使学生学会从不同角度分析问题，将所学内容迁移到全新情境中，取得事半功倍的实验教学效果。

结束语

综上所述，实验教学法对于提升高中物理教学质量具有积极作用，教师应及时转变教育理念，在备课时深入研读教材和新课标提出的教学要求，结合学生的实际情况设计针对性的实验教学目标。同时也要采取行之有效的方法革新授课模式，如问题引导、小组合作、结合实际等，为学生营造良好的学习环境，使他们意识到实验的重要性，并主动加入实验探索过程中，踊跃分享独特的个人见解，有效提高其逻辑思维和创新意识，促进物理核心素养的进一步发展。

参考文献

[1]邵振浩.物理核心素养下高中物理实验教学策略研究[D].洛阳：洛阳师范学院，2023.

[2]郭韦韦.优化实验教学，增加学生课堂获得：以高中物理实验教学为例[J].数理天地（高中版），2023（10）：69-71.

[3]高进.高中物理实验教学的优化策略研究[J].数理化解题研究，2023（12）：74-76.

[4]宋邦勇.基于新课标的高中物理实验教学的创新路径[J].当代家庭教育，2023（7）：136-139.

[5]周洲.高中物理教学中实验教学的优化策略分析[J].数理化解题研究，2022（33）：83-85.

[6]邵晓丹.创新物理实验教学对高中物理教学的作用和意义[J].广西物理，2022，43（3）：142-144.