高中物理实验教学的创新与实践

摘要：物理实验教学不仅是学生获取知识的过程，更是他们认识世界、理解自然的重要途径。为此，本文探讨了高中物理实验教学的创新方法：趣味演示实验以激发学生兴趣，拓展实验内容以丰富教学资源，合作探究实验以培育学生动手能力。目的是为学生打造一个兼具趣味性和探索性的实验空间，确保知识真正被学生吸收并灵活应用于实际中。

关键词：高中物理；实验教学；创新与实践

随着科学技术的快速发展，物理实验在培养学生科学素质和实践能力方面发挥着越来越重要的作用。然而，传统的实验教学中，教师往往采用照本宣科的方式，按照教材上的步骤进行实验演示，学生则被动地观察、记录数据。这种教学方式缺乏创新性和灵活性。因此，针对当前时代需求，寻求创新的实验教学路径，已成为高中物理教育领域亟待解决的关键议题。

一、高中物理实验教学中存在的问题

（一）实验教学缺乏探究性与创新性

当前的高中物理实验教学往往缺乏探究性和创新性。教师按照固定的实验步骤进行实验演示，学生则按照教师的要求进行操作，缺乏独立思考和探究的机会。过于机械化的实验教学模式限制了学生创新思维和解决问题能力的培养。

（二）实验教学的开放性和拓展性不足

当前的高中物理实验教学常常囿于传统的课堂和实验室环境，缺乏开放性和拓展性。学生难以利用多样化资源如在线实验平台、科学竞赛，以及生活中常见物品作为实验媒介，也无法将实验内容与自己的兴趣爱好相结合。这种封闭式的实验教学限制了学生的学习空间和探究范围。

二、高中物理实验教学的创新与实践

（一）趣味演示实验，激发学生兴趣

高中物理实验教学中，教师应积极融入新颖、引人入胜的演示实验，通过精心搭建与学生日常生活紧密相连的实验场景，引领学生主动投身实验探索的浪潮中。以“力的合成与分解”实验为例，导入环节，教师可设计一场趣味横生的“绳索魔法”小实验。将一根坚韧的绳索牢固地固定在墙壁的一点上，随后在绳索的另一端悬挂重物。随后，邀请学生紧握绳索的某一位置，并尝试在保持手部位置不动的前提下，调整绳索的方向以维持重物的平衡，亲身体验力的合成与分解所带来的奇妙感受。在教学“光的折射与全反射”时，教师则可借助“彩虹秘境”实验来牢牢吸引学生的注意力。准备一个晶莹剔透的玻璃瓶，向其中依次注入密度各异的液体（如水、盐水、糖水等），并在每种液体中轻轻滴入几滴色彩斑斓的食用色素。随后，将一束激光笔的光芒射向瓶中的液体界面，学生会惊奇地发现，不同颜色的光线在界面处上演了一出折射与色散的精彩大戏，宛如一道绚烂夺目的彩虹。而在教学“动量守恒”时，教师可构思一场“保龄球奇遇记”实验。准备几个大小相同的球体以及一个沉甸甸的保龄球，将保龄球稳稳地置于桌面上，随后用其他球体以不同的角度和速度对其发起撞击。学生将发现，尽管撞击的角度和速度千差万别，但保龄球总是沿着一个恒定的方向滚动，进而更加深刻地理解动量守恒这一物理定律的精髓所在。

（二）拓展实验内容，丰富教学资源

在日新月异的当代社会，高中物理实验教学正向着更为宽广、深远的领域稳步迈进，在坚守传统基础实验精髓的同时，教师应积极采纳现代科技手段，为学生开辟更为高效、便捷的实验探索之路，丰富实验内容的层次与深度。以“探究平抛运动的规律”实验为例，教师可运用现代化教学工具，如高速摄像机与精密的运动轨迹分析软件，协助学生精准捕捉并深入剖析平抛物体的运动轨迹。在软件的强大辅助下，学生将直观且清晰地观察到平抛运动的速度、位移、加速度等一系列关键参数的变化轨迹，大幅提升实验的精确度和教学效率。此外，为满足学生不同层次的能力水平，教师应匠心独运地设计一套多层次、多难度的实验项目体系。其中，基础实验项目旨在夯实学生对平抛运动基本概念及原理的理解与掌握，为他们构建坚实的理论基础。而进阶实验则鼓励学生勇于探索，深入挖掘不同变量（诸如抛射角度、初速度、空气阻力等）对平抛运动轨迹产生的具体影响，以此激发他们的探索热情与创新思维。此外，教师还可别出心裁地组织别开生面的实验设计大赛，激励学生充分发挥创意，深入探究平抛运动在不同条件下的变化规律，以此提升学生的物理素养与实验技能，让他们在实验的海洋里汲取智慧，在探索的征途中茁壮成长。

（三）合作探究实验，培育动手能力

在高中物理实验教学中，教师应巧妙融合合作探究与问题导向教学法，引领学生在合作、交流、探索、总结及反思中，灵活驾驭物理知识，解决现实生活中的种种难题，并在具体情境中深化对物理概念的认知。以“探究加速度与力、质量的关系”实验为例，教师可抛出一个贴合学生生活实际的疑问：“同学们，你们是否曾留意，当我们奋力蹬踏自行车踏板时，会感受到一股向后的反作用力？而当校车上的同学逐渐增多，为何车辆加速时不再如之前那般轻盈自如？”促使学生开始思索加速度与力、质量之间的微妙联系。随后，教师水到渠成地引入加速度、力、质量这三个物理量的基本概念，引导学生以团队协作的方式踏上实验探究的征途。每个小组都依据自己的猜想，精心策划实验方案。他们或通过改变施加在小车上的力（模拟蹬踏板的动作），或调整小车的质量（模拟乘客数量的增减，利用不同重量的物品作为替代），来细致观察并记录小车的加速度变化。实验结束后，各小组代表纷纷上台，满怀激情地分享他们的实验发现与结论。有的小组发现，在质量保持恒定的条件下，施加在小车上的力越大，小车的加速度便越大，这与他们骑自行车的亲身体验不谋而合；另有小组发现，在力保持不变的条件下，小车的质量越小，其加速度也越大，这恰好解释了为何车上的同学增多时，车辆加速会显得没有那么顺畅，与牛顿第二定律（F=ma）所揭示的真理不谋而合。在一系列探索与发现的过程中，学生不仅实现了知识的内化与升华，更进一步锤炼了实践能力与物理素养。

三、结语

综上所述，高中物理实验教学的创新与实践，是引领教育潮流的关键举措。教师需紧跟新时代步伐，勇于将实验教学从传统的验证性框架抽离，转型升级为集探究性、设计性和创新性于一体的新模式，为学生打造丰富多彩、多元互动、高效实用的实验学习环境，全面满足他们日益增长的知识渴求与创新追求。

参考文献：

[1]刘晓涛.基于核心素养的高中物理实验教学创新与实践[J].课堂内外（高中教研）.2022，（8）.

[2]李强云.做好高中物理演示实验，提高学生学科素养[J].百科论坛电子杂志.2021，（15）.1231.