高中物理教育中的实验教学探究与实践

高中物理教育中的实验教学探究与实践

李桃

仁寿一中北校区620599

摘要：本文探讨了高中物理实验教学的意义、存在的问题及解决策略。高中物理实验教学是培养学生科学素养和实践能力的重要途径，但目前面临着一些问题，如教学方法较为单一，实验硬件配置不足，实验内容与学生日常生活关联脱节，这些问题的存在制约了教学效果的提升。为此，我们提出实施探究式、合作式、问题导向式学习以及开发贴近生活的应用型实验设计等多种策略。通过这一些列创新性策略的实施，可以有效的提升高中物理实验教学的质量，从而促进学生的全面进步。

关键词：高中物理；实验教学；教学策略

引言

高中物理实验教学是培养学生科学素养和实践能力的重要途径之一。通过实验，学生能够直观地感受物理现象、理解物理原理，并培养观察、思考和解决问题的能力。然而，当前高中物理实验教学中存在一些挑战，本文将探讨高中物理实验教学的意义，分析存在的问题，并提出相应的解决策略，旨在推动高中物理实验教学的质量提升。

一、高中物理实验教学的意义

（一）直观感受物理现象：

学生通过亲自动手做实验，不仅观察到物理现象的产生，还能操作实验设备，亲眼见证并深入理解物理规律的变化过程，这种直观的体验极大地激发了他们对物理学习的热情，并使他们对抽象的理论知识有了更生动、具体的理解。

（二）培养科学思维：

学生在实验中深入观察物理现象，积极收集数据，细致分析结果，通过推理与归纳，不仅加深了对物理的理解，更在实践中培养了逻辑思维与科学探究的能力，此举激发了他们对科学领域的好奇心与无限探索欲望。

（三）促进团队合作：

学生协同开展实验，通过团队协作明确分工、深入交流，共同破解难题，该模式有效提升学生团队协作意识与沟通能力，为其未来社交搭建坚实基础。

（四）提高问题解决能力：

在实验探索中，学生往往面临种种疑难杂症与偏差的挑战，这不仅考验着他们的智慧，更激发他们寻求解决之道。物理知识的掌握，并不仅仅停留于理论，更在于实际问题的攻克[1]。通过这一过程，学生不仅吸收了知识，更磨砺了解决复杂问题的技巧，激发了创新思维。这一系列的锻炼，为他们未来的学术追求和职业生涯奠定了坚实的基础。

二、当前高中物理实验教学存在的问题

（一）教学方法单一：

传统的“讲授-演示-讲评”模式在高中物理实验教学中仍然占主导地位，缺乏足够的互动和探究性。这种单一的教学方法使得学生的参与度较低，学习兴趣与动手能力不易激发，鉴于此，教师应积极尝试多样化的教学策略，如问题驱动学习、案例教学等，旨在丰富实验教学形式，提升教学趣味性，增强学生学习积极性。

（二）实验设备不足：

面对部分学校实验设备老化、损坏的现状，致使学生实践操作受限于无法开展，实践能力培养受限，解决这一问题的关键在于学校需提升资金投入，实现实验设备的更新换代，优化实验教学条件，确保教学活动顺利进行，助力学生实践技能提升。

（三）实验内容与生活脱节：

部分实验内容过于抽象，与学生的日常生活联系较少，导致学生对实验的兴趣不高。为提升学生参与热情和学习动力，教师应精心构思与学生生活紧密相关的实验，以实际操作体验深化对物理知识应用的理解，确保教学既生活化又具实践性。

（四）评价方式单一：

当前实验教学评价体系亟待完善，过分依赖成绩评价模式忽视了实践与科学素养的培育，我们必须构建一个全面评价体系，覆盖实验报告质量、操作技能、团队协作等多维能力，以精准映射学生的综合学习成果与能力层级。

三、实验教学策略的实践

（一）探究式学习：

引导学生通过自主探索、实验设计和数据分析等方式，深入理解物理原理。教师可以提供基础知识和实验指导，然后让学生自主进行实验，通过实践探索，发现规律。例如：在高中物理教材中，《验证能量守恒定律》这一实验可以采用探究式学习方法进行实践。在实验开始前，教师向学生介绍了能量守恒定律的基本概念和相关知识，并提出了实验问题：“在不同高度自由落体下，小球的机械能是否守恒？”同学们针对自由落体运动中小球机械能守恒问题，自主制定了实验计划，并配备了必要的实验设备和工具。学生实验测量小球自由落体过程重力势能与动能变化，精准记录数据，通过深入分析数据，计算出各高度下的总机械能，验证理论值，发现微小偏差，确保了实验结果的准确性。学生们在比较实验数据与理论预期的基础上，揭示了自由落体过程中机械能基本守恒的规律，他们结合实验结果进行了深入的讨论与总结，对能量守恒定律的实际意义和应用有了更加深刻的理解。此实验不仅使学生们直观感受到了物理现象，而且有效提升了自主探究、数据分析和问题解决的能力[2]。这种探究式学习方法激发了学生的学习兴趣，使他们在实践中深入理解了物理原理。

（二）合作学习：

鼓励学生在小组内合作进行实验，共同探讨、观察和解决问题。通过合作学习，学生可以相互交流思想、分享经验，促进彼此之间的学习和成长。同时，合作学习也培养了学生的团队合作意识和沟通能力，有利于形成良好的学习氛围。举例来说：在进行《用打点计时器测量小车的速度》这个实验中，学生可以分成小组合作进行。每个小组需要配备一辆小车、一条直线轨道、一台打点计时器及一份记录表。实验初始，集体策划实验计划，明确小车运动起止点，并调整轨道至水平状态。学生们分组进行实验，交替操作释放小车和启动打点计时器，累积多轮数据后，集体剖析数据、探讨速度变化，评估误差原因，探讨解决方案，在合作探究过程中，学生们不仅实现了思维的碰撞与经验的共享，还在解决实验难题中共同进步，体现了团队协作在学习与成长中的重要作用。这种合作学习的实践，培养了学生的团队合作意识和沟通能力，为形成良好的学习氛围提供了有力支持。

（三）问题驱动学习：

以问题为导向，引导学生进行实验设计和解决问题。教师可以提出具有挑战性和启发性的问题，激发学生的思考和探索欲望。学生在解决问题的过程中，不仅能够理解物理原理，还能培养问题解决的能力和批判性思维。举例来说：在高中物理教材中的《测量电池的电动势和内阻》实验中，教师可以提出以下问题：如何测量电池的电动势和内阻？学生在实验中将面临如何选择适当的测量仪器、设计合理的实验方案等挑战性问题。他们需要通过实验设计和数据分析来解决这些问题。例如，学生可以使用伏特表和电阻器构建一个简单的电路，通过测量电池的开路电动势和内阻。在实验过程中，学生需要注意电路连接的正确性，以及测量数据的准确性。通过问题驱动的学习，学生不仅能够深入理解电池的工作原理，还能培养问题解决的能力和批判性思维。这种实践方式能够激发学生的学习兴趣，提高他们的学习动机和自主学习能力。

（四）应用型实验设计：

实验设计策略旨在提升学生学习兴趣与实践动力，通过与学生生活紧密相连的实验内容，实现实验教学的实用性与趣味性双重提升，学生可通过直观体验物理原理在现实生活中的应用，深化对知识的理解与记忆[3]。此策略不仅能够激发学生学习兴趣，增强学习动机，更能促进他们对物理学科的深度思考与积极探索。

总结：高中物理实验教学是培养学生科学素养和实践能力的重要途径，但也面临着一些挑战。通过多元化的教学方法、加强实验设备建设、生活化的实验内容设计以及多元化的评价体系，可以有效提升高中物理实验教学的质量，促进学生全面发展。希望各界能共同关注高中物理实验教学，为学生的科学素养和实践能力培养做出更多的努力和贡献。

参考文献：

[1]钟武宁.高中物理探究性实验教学的设计与实践[J].当代教育科学, 2006(5):3.DOI:CNKI:SUN:SDJK.0.2006-05-024.

[2]李庆明. "高中物理实验探究教学的探索和实践." 读与写：教育教学刊 3(2017):1.

[3]黄超伦.关于高中物理实验探究教学的深思[J].文理导航·教育研究与实践, 2021, 000(008):199.