利用生活情景开展高中物理创新实验教学的案例分析

摘要：本文以高中物理实验教学为研究对象，探讨利用生活情景开展创新实验教学的实践与效果。通过具体教学案例，分析生活情景在激发学生学习兴趣、培养实践能力和科学思维方面的重要作用，并总结教学实施过程中的经验与反思，为高中物理实验教学创新提供参考，以提升物理教学质量，促进学生全面发展。

关键词：生活情景；高中物理；创新实验教学

一、引言

高中物理是一门注重实验与实践的学科，实验教学是物理教学的重要组成部分。传统的物理实验教学往往局限于实验室环境，实验步骤程式化，学生被动参与，缺乏自主探究和创新意识的培养。而生活中蕴含着丰富的物理现象和资源，将生活情景引入高中物理实验教学，能够拉近物理与生活的距离，使抽象的物理知识变得具体、生动，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，推动物理实验教学的创新发展。

二、生活情景在高中物理创新实验教学中的意义

（一）激发学习兴趣​

生活是物理知识的宝库，学生对日常现象充满好奇。以“摩擦力”教学为例，从走路打滑、鞋底磨损等情景引入实验，能瞬间点燃学生探究热情，促使其主动参与实验，深入学习相关知识。​

（二）培养实践能力​

基于生活情景的实验教学，要求学生自主设计方案、选择器材、操作实验并分析结果，全方位锻炼实践操作与问题解决能力。如利用饮料瓶、吸管设计流体压强实验，学生在动手过程中既掌握知识，又提升了实践技能。​

（三）促进知识理解与应用​

生活情景实验能帮助学生将物理概念与生活实际紧密相连，加深知识理解与记忆。通过解决生活中的物理问题，实现知识迁移应用。例如，制作简易发电机的实验，让学生深刻理解电磁感应原理，并能解释发电机工作机制。

三、利用生活情景开展高中物理创新实验教学的案例分析

（一）案例一：探究平抛运动的规律

1.实验设计思路

平抛运动在生活中较为常见，像投出的篮球、跳远运动员的起跳等都涉及平抛运动实验前，播放运动员投出篮球的视频，提出问题：“篮球离开手后，在水平和竖直方向分别做怎样的运动？” 引发学生思考，激发探究欲望。利用平抛运动演示仪、小球、斜槽、白纸、复写纸、刻度尺等器材，让学生通过记录小球平抛运动的轨迹，分析其在水平和竖直方向的运动特点，推导出平抛运动的相关公式。

2.实验实施过程

首先，将平抛运动演示仪固定在水平桌面上，调整斜槽末端水平。把白纸和复写纸固定在木板上，让木板竖直放置在合适位置。让小球从斜槽某一高度由静止滚下，小球离开斜槽末端后做平抛运动，打在复写纸上，在白纸上留下痕迹。多次重复上述操作，使小球从同一高度滚下，获得多条平抛运动轨迹。然后，在白纸上选取小球平抛运动轨迹上的多个点，建立直角坐标系，以抛出点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴。用刻度尺测量各点的横坐标和纵坐标。在竖直方向，根据自由落体运动公式（其中为重力加速度，取9.8m/s2），可计算出小球在各点的运动时间。在水平方向，小球做匀速直线运动，根据公式（为平抛运动的初速度），可求出初速度。

3.教学效果评估

通过该实验，学生直观地了解了平抛运动在水平和竖直方向的运动规律，对平抛运动有了更深入的理解。实验过程中，学生学会了使用实验器材获取数据，并且能够熟练运用相关公式进行计算，如已知平抛物体的水平位移和下落高度，计算初速度等。这一实验案例培养了学生的科学探究能力和物理思维，使学生能够运用所学知识解释生活中的平抛运动现象。

（二）案例二：探究手机充电器的输出功率与效率

1.实验设计思路

在高中物理的电学知识体系中，闭合电路欧姆定律、电功、电功率等是重要内容。结合学生日常生活中频繁使用手机充电器的情景，提出问题：“手机充电器的实际输出功率是多少？充电过程中的能量转化效率如何计算？”引导学生运用所学的P=UI、η=×100%等公式，设计实验方案，通过测量手机充电过程中的电压、电流、时间等物理量，计算充电器的输出功率和充电效率，从而深入理解电学相关概念与规律，培养数据分析与科学探究能力。

2.实验实施过程

准备器材：智能手机一部、对应型号的手机充电器、功率测量插座（可实时显示电压、电流、功率）、秒表。

实验步骤：① 将功率测量插座接入家庭电路，再把手机充电器插入功率测量插座，手机连接充电器处于充电状态。记录功率测量插座显示的充电器输入电压U入、输入电流I入以及输入功率P入。② 用万用表测量手机充电器输出端的电压U出（注意选择合适的量程）。③ 在手机设置中查看电池电量，记录开始充电时的电量Q1和充电时间t1。经过一段时间充电后，再次记录手机电量Q2和时间t2，计算充电时间Δt=t2−t1。同时，记录该时间段内功率测量插座显示的平均输入功率。④ 根据手机电池的额定电压U额（可在手机电池参数或说明书中获取）以及充电前后的电量差ΔQ=Q2−Q1，利用W有用=U额ΔQ计算充电过程中手机获得的有用电能。根据W总=Δt计算充电器消耗的总电能。⑤ 计算充电器的输出功率P出=有用，充电效率η=×100%。⑥ 多次改变充电时间间隔，重复上述实验步骤，记录多组数据，分析数据规律。

3.教学效果评估​

通过该实验，学生将课堂所学的电学知识应用到实际生活场景中，对电功、电功率以及能量转化效率等概念有了更深刻的理解。在实验过程中，学生学会了使用功率测量插座、万用表等工具进行物理量测量，掌握了实验数据的记录与处理方法。这一案例有效提升了学生运用物理知识解决实际问题的能力，强化了科学思维与探究素养。

四、利用生活情景开展高中物理创新实验教学的实施策略

（一）精心选择生活情景​

结合学生生活经验与认知水平，选取与教学内容紧密相关、富有趣味和启发的情景。如以过山车、秋千等讲解机械能守恒定律，帮助学生感受知识在生活中的体现。​

（二）引导学生自主设计实验​

鼓励学生依据生活情景自主提问、假设、设计方案、选择器材和确定步骤，培养创新思维与实践能力。在探究滑动摩擦力影响因素实验中，让学生利用生活物品自主设计实验，实现知识探索。​

（三）注重实验总结与反思​

实验后组织学生分析数据、总结结论、解释现象，反思实验问题与不足，提出改进措施，培养批判性思维与科学素养。如在测量小灯泡电功率实验后，引导学生分析误差原因，思考提高准确性的方法。

五、结论

利用生活情景开展高中物理创新实验教学，能够有效激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力和科学思维，提高物理教学质量。通过具体的教学案例分析可以看出，将生活情景融入物理实验教学，使物理知识变得更加生动、有趣、易于理解，为学生提供更多富有生活气息的实验学习机会，促进学生的全面发展。同时，也需要不断总结教学经验，改进教学方法，进一步提高生活情景化实验教学的效果。

参考文献：

[1]李娟.核心素养下高中物理创新实验设计方法与途径[J].学苑教育，2024，（29）：85-87.

[2]赵潇恬，刘振北，陈梦丁.高中物理课堂教学创新实验的运用与改进[J].物理教学，2024，46（12）：34-37.

[3]接桂兴.高中物理教学中创新实验的设计与实践[J].高考，2024，（25）：100-102.

【本文系深圳市宝安区教育科学规划2022年度一般课题“基于生活情景的高中物理创新实验教学实践与研究”阶段性成果（项目编号：BAYB2022064）】