高中物理实验教学研究

高中物理实验教学研究

王琳 闫明明 赵晓莉 曹秀广

南阳市方城县第三高级中学 473200

摘要：在我国的物理教育发展中，实验教学始终是一个薄弱环节。随着新课改的不断推进，物理教学已初步形成了坚持以实验为基础的指导思想，实验教学正逐步走向健康、正规的发展道路。但就笔者所在的县域内的薄弱学校来说，实验教学仍不容乐观，学生普遍觉得物理难学，形成了学习障碍。本文立足于本校实验教学现状，研究实验教学改进对策，以期能提高学生学习物理的积极性和主动性，使学生对物理不再“望而生畏”。

关键词：高中物理 实验教学 改进策略

引言：物理学家杨振宁认为“对人类来说，科学毕竟有百分之九十是实验活动，科学的基础是实验。”实验是物理学的基础，现象是物理学的根本。脱离实验，物理学就成了“无本之木”、“无源之水”。而现行的本末倒置的物理教学无疑会大大削减学生学习物理的积极性和主动性，降低物理学习效率，更遑论提高学生物理核心素养了。

一．我校物理实验教学现状

我校为县城内一所普通高中，招收学生为中招考试4500名以后的学生，生源薄弱，教学资源匮乏，没有实验器材，没有实验室，客观上不利于教师开展实验教学，通过笔者调查，有60%的老师几乎从来不做演示实验，实在不做不行的实验就通过多媒体动画模拟或视频的手段去演示。较常采用的就是“嘴巴讲实验，粉笔画实验，做题练实验”。这无疑会让对物理感兴趣的学生失望，不感兴趣的学生无望，降低了学生学习物理的兴趣和愿望。

2. 物理实验教学的改进策略

（一）转变教学理念，重视实验教学

1. 认识物理实验功能

物理实验是有目的、有计划地运用仪器、设备，在人为控制条件下，使物理现象反复再现，从而进行认真观测，获取大量资料的一种科学研究方法。在物理学研究中，物理实验是建立和检验物理理论的基础和有力武器，是物理学工作者的一种重要研究方法。在物理教学中，物理实验是教师教学的一种重要手段，是学生学习物理知识的一种基本方法和途径，也是学生学习的内容之一。实验可以为学生创设生动的学习情境，让学生获得感性认识；有助于培养学生学习物理的兴趣，激发他们的求知欲和探索欲；有助于学生对“三基：基本物理知识、基本物理技能、基本物理研究方法”的掌握；在学生经历实验探究的过程中，还能培养他们的观察能力、实践能力、创新能力、交流合作能力等；有助于学生养成实事求是的科学态度，提高物理学科素养。

2. 关注高考改革动态

物理课程改革的重要环节就是实验。近年高考越来越注重对实验操作的考查，比如2 019年江苏高考11题：

1. 螺旋测微器如图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动_____（选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。

如果学生没有实际操作过螺旋测微器，不了解其构造原理，是很容易错选B的。

高考对实验的考核力度逐年加大，并且已从考查原理和简单的实验知识扩展到考查实验的思想、方法以及开放性的设计实验。另外，教育部也在酝酿将实验操作纳入到全国学业水平测试中。所以，物理教师必须从思想上重视实验，在行动上落实实验。

（二）瓶瓶罐罐当仪器、拼拼凑凑做实验

建构主义理论认为，学习者完成他所学知识的意义建构的最好方法是让学习者沉浸在真实的事件中去体验它，去处理事件并从中进行学习，这样的直接经验获取比只听教师讲解经验要好的多。而物理实验就是真实的事件。但由于条件所限，没有实验室也没有实验器材，所以我们教研组就提出了“瓶瓶罐罐当仪器、拼拼凑凑做实验”的思想，想尽一切办法，充分利用生活中的小物品或身边合适的材料来自制实验教具，尽可能多的设置实验教学情景，尽力去完成所有演示实验，尽量让学生动手参与实验，体验实验乐趣，感悟科学魅力。

案例：比较物体下落快慢

比较物体下落快慢属于必修一第二章第五节“自由落体运动”的内容，演示实验中用到的实验器材是“牛顿管”，牛顿管实验能够说明影响物体下落快慢的因素是空气阻力，如果忽略空气阻力，所有物体将下落一样快。如果能够通过实验引导学生得出影响物体下落快慢的因素是空气阻力的结论，那么实验就成功了。笔者这样设计：

器材：一枚一元硬币、一张作业纸（对折撕开）、一部手机、一张课桌

1. 演示实验一：硬币+纸片. 一枚硬币和半张纸片从同一高度同时释放，猜想谁先落地（异口同声说硬币，符合日常经验）。教师演示，学生观察，确实是硬币先落地。接下来向学生提问：“是不是物体越重下落越快呢？”

2. 演示实验二：硬币+纸团. 还是刚才的硬币和纸片，只不过把纸片揉成团，使劲儿揉（学生笑），再从同一高度同时释放，谁先落地？（意见不一，有说硬币，有说一起）教师演示，手机连拍，重复实验，前排同学观察较为清晰，几乎同时落地。手机连拍画面投屏到一体机上，对比观察，不仅几乎同时落地，而且运动几乎同步。

3. 演示实验三：纸片+纸团. 上面实验中的纸团和另一半纸片。假如“重快轻慢”的话，那么相同质量的物体是否应该同时下落呢？教师演示，相同高度同时释放，显然纸团先落地，纸片还在飘。

4. 抛出问题：“那么，影响物体下落快慢的因素是什么呢？”“空气阻力”（大部分同学已经能做出正确判断。“如果空气阻力非常非常小呢？”接下来就水到渠成了。

5. 接着让学生观看牛顿管实验视频（能够当场演示效果会更好，可惜没有实验器材）和宇航员在月球上做羽毛与锤子同时下落的实验视频，印证结论。

6. 学生亲自动手实验（器材随手可得），近距离观察现象。听到学生说“咦，真是这样！”

学生在演示实验过程中最为关注的是实验的表象——实验现象及操作。演示实验如果越简单、越有冲击力，那么给学生留下的印象就更深刻。所以本实验在演示时笔者站在了桌子上，一是为了增加下落高度以此来增加下落时间，让实验现象更加明显，便于学生观察。二是视觉上给学生一定的冲击力，抓住了学生的眼球，吸引了学生的注意力。学生积极参与课堂，主动思考，提出了两条非常好的建议：①白色纸团不容易观察，可换成有颜色的卡纸。②同一高度同时释放，手控有误差，可用机械装置代替。

只要教师肯花心思，教具不难找到。摩擦力一节，笔者做了一个筷子提米的实验，一次性纸杯里装满米，压紧，一根筷子插入其中即可把这杯米提起，可以说明摩擦力的存在和方向。刷床的大毛刷子，刷毛长且软硬合适，能够很直观的说明静摩擦力的方向跟相对运动趋势方向相反。关于失重，做了一个这样的实验：一个矿泉水瓶（一次性纸杯也可），靠近底部位置挖一小洞，装满水后（为了便于观察，在水中滴一滴红墨水），水会从小孔流出，从一定高度释放瓶子，水不再从小孔流出。类似实验还有很多。

从生活走向物理，从物理走向生活。从生活中取材，充分利用身边的生活用品，能够加紧物理与生活的联系，让学生明白物理来源于生活，又可运用于生活，给学生“物理离我们很近”、“物理其实没有那么难学”的心理暗示，所以教师要花心思、下功夫、多动脑筋，利用生活中的现象或物品设计有趣的物理实验，展示出物理学科有“物”有“理”的魅力，让学生喜欢上物理。

（三）注重学生个体参与，凸显学生主体地位

笔者对本校学生物理学习情况进行问卷调查，结果如上图。81.3%的学生喜欢动手操作或亲身实践并且能引发较多讨论交流的物理课堂。丹麦物理学家奥斯特说：“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，因为归根结底，所以的科学进展都是从实验开始的。”所以作为一名物理学科教师，必须有一个基本的教学理念：学生必须亲自动手做实验。学生实验必须做，演示实验学生能做尽量做，条件不具备的，自制教具，改进创新，想尽千方百计为学生创造条件做。

比较物体下落快慢的实验，学生随手可做，一块橡皮，一张纸即可。关于失重的实验，可让学生提前准备一个一次性纸杯或一个塑料瓶。简谐振动的位移时间图像学生不易理解，可让同桌两人配合，一人拿笔做简谐振动划线，一人沿垂直方向匀速拉动草纸。验证力的平行四边形的实验中，笔者让学生提前准备了一个鞋盒，教师为学生准备了图钉和橡皮筋，从兄弟学校借来了弹簧秤，课堂上同学们兴致高昂，做的非常愉快，达到了预期的实验效果。

亚里士多德说：“告诉我的，我会忘记；给我看的，我会记住；让我参与的，我会理解。”在课堂实验过程中，学生的身份由接收者转变为参与者，这样的身份转变会让学生对与实验相关的知识点、概念的理解更为深刻，并且真正做到了以人为本，把课堂还给学生。

（四）加强教研，做学习型教师

针对本校物理教学现状及学生学习物理的实际情况，本校物理组分阶段扎实推进教研活动，近阶段的教研主题就是实验教学。实行集体备课制度，针对一周内的教学内容，每人主备一节，特别就实验内容如何进开展，交流思想，共同探讨，学习经验，争取每人都能成为一名具有较强实践观念、较高实验技能的物理教师。在做好日常教学的同时，关注教育动态，关注高考改革发展走向，学习先进的教育教学理念，积极进行科研课题研究，提升自身理论水平，促进专业技能发展。

2. 结束语

^实验教学是高中物理课堂教学最为重要的组成部分^，是提升学生物理学科核心素养的重要途径^。据此，教师必须要结合当前物理教学现状^{，转变教学理念，采取}积极有效的措施^，全面加强和优化实验教学策略^{，充分发挥实验的教育功能，化解学生的物理学习障碍，提高学生的物理核心素养。}

^{参考文献:}

^{［1］邢红军.《物理教学论》北京大学出版社}

^{［2］张茂昌.《走出高中物理教学难的误区》清华大学出版社}

^{［3］赵华堂．高中物理实验教学创新［J］.课程教育研究，2019( 44) : 198-199．}

^{［4］雍志元．核心素养背景下高中物理实验教学探究［J］．科学咨询( 科技·管理) ，2019( 08) : 173．}

3