摘 要：在高中課程體系中，物理作為一門抽象性極強的科目，離不開實驗的助力與支持.實驗既具有驗證物理理論知識的效果，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力與邏輯思維能力，教師應(yīng)做好策略引領(lǐng)工作，不斷提升自身創(chuàng)新實驗教學(xué)的素養(yǎng)，助推學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識.

關(guān)鍵詞：高中物理；課堂教學(xué)；創(chuàng)新；實驗教學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）24-0080-03

收稿日期：2023-05-25

作者簡介：王晶（1983.12-），男，江蘇省如皋人，中學(xué)一級教師，從事高中物理教學(xué)研究.

基金項目：本文系南通市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“提高高中物理教師創(chuàng)新實驗教學(xué)素養(yǎng)的實踐研究”（課題立項號：FZ2020009）

自從新一輪課程改革推行以來，在高中物理教學(xué)中，對實驗教學(xué)提出更高的要求，而且在新課改背景下，實驗教學(xué)所占比例越來越大.教師要給予高度重視與格外關(guān)注，對原有實驗進行科學(xué)合理的創(chuàng)新，提高自己的實驗教學(xué)素養(yǎng)，帶給學(xué)生更為新穎的學(xué)習(xí)體驗，同步培養(yǎng)他們動腦思考、動手操作與動口交流等多項能力.

1 創(chuàng)新實驗教學(xué)模式，提升學(xué)生參與程度

1.1 鼓勵學(xué)生自主操作，提高實驗教學(xué)質(zhì)量

在新時期教育背景下，教學(xué)主體已經(jīng)由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，在高中物理教學(xué)中，無論是在理論知識講授環(huán)節(jié)，還是實驗操作環(huán)節(jié)均是如此.教師首先需及時轉(zhuǎn)變教育觀念，明確學(xué)生的主體地位，創(chuàng)新實驗教學(xué)模式，提升他們的參與程度.在高中物理實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)為學(xué)生提供更多親自動手操作實驗的機會，自己則從旁做到指導(dǎo)者與輔助者的工作，鼓勵他們通過自主操作探究物理世界的神奇，使其積累更多物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗，提高實驗教學(xué)質(zhì)量^［1］.

例如，在進行“彈力”教學(xué)時，教師先要求學(xué)生拿出事先準備好的鋼絲、銅導(dǎo)線、橡皮筋、彈簧、竹片等材料，通過觀察、觸摸、把玩等活動感知這些材料的特點，使其結(jié)合親身體驗交流各自的感受，讓他們初步認識塑性、彈性、彈力等概念.接著，教師指導(dǎo)學(xué)生親自動手實驗，在同一彈簧或者橡皮筋下面掛不同數(shù)量的鉤碼，認真觀察實驗現(xiàn)象，交流自己的想法，使其探究橡皮筋或者彈簧的形變程度與彈力大小之間的關(guān)系，引導(dǎo)他們得到三種不同的結(jié)論：彈簧的伸長與拉力成正比；可用于工程技術(shù)上；能夠根據(jù)同樣的道理設(shè)計制作一個簡單的測力計.之后，教師帶領(lǐng)學(xué)生演示實驗：用彎曲的鐵片把小球彈出，彎曲的橡皮泥無法把小球彈出，彎曲的鐵片不與小球接觸，無法把小球彈出，使其通過實驗對比分析與討論彈力產(chǎn)生的條件，知道彈力的作用過程.隨后教師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)自主操作實驗，使其研究與歸納彈力的方向，幫助他們不斷積累實驗學(xué)習(xí)經(jīng)驗，逐步提升實驗教學(xué)的整體質(zhì)量.

1.2 引入小組合作模式，升華實驗教學(xué)效果

高中物理知識同初中相比，不僅廣度有所提升，難度與深度自然也在增加，有時學(xué)生僅靠個人經(jīng)驗與知識很難順利完成實驗任務(wù)，還極易陷入到困境之中，影響他們的正常學(xué)習(xí)，這時就要引入小組合作模式，使其在互幫互助中完成實驗探究.具體來說，高中物理教師在實驗教學(xué)中可根據(jù)實際情況安排小組合作實驗任務(wù)，一起制定實驗方案，使其順利完成實驗操作，突破疑難障礙，升華實驗教學(xué)效果^［2］.

比如，在開展“摩擦力”教學(xué)時，教師先要求學(xué)生回顧與描述初中時期所學(xué)的摩擦力概念，指導(dǎo)他們動手做一個小實驗：用逐漸增大的水平力推動地面上的桌子，直至推動一段距離，使其體會且分析桌子受到推力及摩擦力的作用，對靜摩擦力與滑動摩擦力產(chǎn)生感性認識.接著，教師組織學(xué)生在小組內(nèi)研究靜摩擦力，操作如下實驗：在水平桌面上放置一個小木塊，用彈簧測力計沿著水平方向用較小的力拉木塊但保持木塊不動，并不斷緩慢地增大拉力，注意觀察彈簧秤的示數(shù)變化，使其發(fā)現(xiàn)隨著拉力的逐漸增大，彈簧秤的示數(shù)也在不斷變大，然后繼續(xù)實驗：在彈簧測力計指針下輕塞一個小紙團，會隨指針移動，作為指針到達最大位置的標志.以剛才的實驗為基礎(chǔ)繼續(xù)用力，當拉力達到一定的值時木塊開始移動，這時拉力會突然變小，要求他們記下最大值，討論后發(fā)現(xiàn)靜摩擦有限度.隨后教師繼續(xù)組織學(xué)生在小組內(nèi)研究滑動摩擦力，使其結(jié)合控制變量法探討影響滑動摩擦力大小的因素，鍛煉他們的合作實驗?zāi)芰?

2 借助信息技術(shù)優(yōu)勢，創(chuàng)新物理實驗形式

2.1 利用信息技術(shù)手段，模擬物理實驗現(xiàn)象

在高中物理教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)適宜的教學(xué)環(huán)境具有一定的促進作用，特別是在實驗教學(xué)中，教師可以結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容打造良好的課堂環(huán)境，引入相應(yīng)的物理實驗，讓學(xué)生知道這一物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，激起他們的學(xué)習(xí)興趣，使其表現(xiàn)得更為積極.為順應(yīng)新時代的發(fā)展趨勢，

教師可借助信息技術(shù)優(yōu)勢創(chuàng)新物理實驗形式，利用信息技術(shù)手段模擬一些難以演示或者較為微觀的物理實驗現(xiàn)象，直觀、清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，促使他們透徹理解知識^［3］.

以“萬有引力定律”教學(xué)為例，由于本節(jié)課涉及到的知識比較抽象，純粹憑借教材內(nèi)容對萬有引力進行解讀，學(xué)生理解起來難度較大，而借助常規(guī)實驗演示的方式，也難以讓他們把萬有引力知識同實驗聯(lián)系起來，很難想象出萬有引力定律的畫面與情境.在這一情況下，教師應(yīng)事先根據(jù)課本知識通過網(wǎng)絡(luò)渠道搜集一些有關(guān)太陽與行星在太空中運動的視頻，以此當作萬有引力的實驗現(xiàn)象，利用信息技術(shù)手段模擬出來，在播放過程中繼續(xù)運用信息技術(shù)標注出太陽和行星之間的相互作用力，為學(xué)生帶來直觀實驗現(xiàn)象，使其清晰看到太陽和行星相互吸引的運動軌跡，讓他們切實意識到萬有引力的存在，且形成深刻印象與牢固記憶.這樣在這一過程中，其實就是借助現(xiàn)代化信息技術(shù)把抽象的萬有引力現(xiàn)象演示、模擬出來，還原實驗現(xiàn)象，讓學(xué)生明顯看到與課本內(nèi)容相契合的現(xiàn)象，使其把物理知識同實際實驗現(xiàn)象關(guān)聯(lián)起來，促使物理知識的學(xué)習(xí)不再抽象，驅(qū)使他們更好地理解萬有引力原理.

2.2 運用信息技術(shù)仿真，優(yōu)化物理實驗環(huán)境

高中物理是一門實踐性和實驗性均比較強的科目，實驗更是貫穿于整個物理教學(xué).不過實驗也有著一定的規(guī)律性，為幫助學(xué)生探尋出準確結(jié)果，他們往往需要反復(fù)操作同一個實驗，使其最終獲得預(yù)期學(xué)習(xí)效果.隨著新課改的推進，高中物理實驗教學(xué)模式也在不斷創(chuàng)新，信息技術(shù)已經(jīng)得到廣泛運用，教師可以運用信息技術(shù)的仿真手段優(yōu)化物理實驗環(huán)境，突破時間與空間的限制，帶給學(xué)生良好的學(xué)習(xí)體驗，幫助他們輕松理解與掌握實驗中蘊涵的知識.

在“電源和電流”教學(xué)中，本節(jié)課運用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的等勢體上電荷分布和轉(zhuǎn)移情況，引領(lǐng)他們分析恒定電場形成的過程，并引出電源和恒定電流的定義及物理意義.通常情況下，教師會直接拿出電流表，講授電流表的使用方法、注意事項等內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生利用電流表實物進行實驗操作，不過在操作過程中會不少問題，如：一些同學(xué)擔心把電流表損壞，不敢操作；有的同學(xué)則認為無法直接看到電源產(chǎn)生電流的過程，以及不同電流大小在導(dǎo)線中的傳送情況，這樣他們的實驗操作能力很難得到鍛煉與提升，更是無法深刻理解相關(guān)理論知識.這時教師可利用信息技術(shù)手段打造仿真的實驗環(huán)境，指導(dǎo)學(xué)生利用計算機軟件操作實驗，使其自主完成實驗操作，以免出現(xiàn)損壞實驗儀器的情況.

3 創(chuàng)新物理實驗操作，提高實驗教學(xué)素養(yǎng)

3.1 適當改進原有實驗，助推學(xué)生高效學(xué)習(xí)

教材中安排了不少實驗，但是有的實驗現(xiàn)象不是特別明顯，或者效果一般，對其進行創(chuàng)新或者改進是相當有必要的，這也是提高高中物理教師創(chuàng)新實驗教學(xué)素養(yǎng)的有效途徑之一.具體來說，高中物理教師在平常的實驗教學(xué)中，可以根據(jù)實際情況與教學(xué)需求適當改進原有實驗的裝置、操作方式及流程等，帶給學(xué)生更為直觀與明顯的現(xiàn)象，使其更好地理解物理原理與規(guī)律，助推他們高效學(xué)習(xí)^［4］.

比如，在實施“超重和失重”教學(xué)時，教材中安排的內(nèi)容是人在加速上升的電梯中對地面的壓力這一實際問題，雖然能很好地體現(xiàn)出生活化教學(xué)理念，但是課本中提供的實驗是在電梯地板上放一個臺秤，讓人站在臺秤上面，當電梯加速向上或者向下運動時，可以根據(jù)臺秤的示數(shù)看到超重與失重現(xiàn)象，這顯然不切實際，無法在課堂上演示出來.此時，需要教師設(shè)計能在課堂上完成的實驗.

3.2 引入數(shù)字化的實驗，帶領(lǐng)學(xué)生精準探究

數(shù)字化實驗是信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和更新下的產(chǎn)物，一般由數(shù)據(jù)采集器、傳感器以及計算機輔助軟件等構(gòu)成，具有測量、采集與處理數(shù)據(jù)的功能.在高中物理教學(xué)中，要想提高高中物理教師創(chuàng)新實驗教學(xué)素養(yǎng)，引入數(shù)字化實驗是相當有必要的，而且還是高中物理實驗實現(xiàn)現(xiàn)代化、提升實驗檔次、加速同國際接軌的一個重要途徑.對此，高中物理教師應(yīng)巧妙引用數(shù)字化實驗，為學(xué)生提供更為精確的數(shù)據(jù)，帶領(lǐng)他們精準探究物理原理與規(guī)律^［5］.

總之，在高中物理教學(xué)活動中，實驗教學(xué)的重要性不言而喻，是對理論知識很好的補充、驗證與還原，關(guān)系到整體教學(xué)質(zhì)量的高低，教師應(yīng)給予格外關(guān)注與認真對待.結(jié)合物理學(xué)科的特點制定多元化的教學(xué)策略，真正提高創(chuàng)新實驗教學(xué)素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生在實驗助力下對物理原理進行研究與探索，使其手、腦、口均得到鍛煉，提升他們的物理綜合素質(zhì).

參考文獻：

［1］ 牛福玲.新課程標準下高中物理實驗創(chuàng)新研究：以力學(xué)實驗為核心［J］.高中數(shù)理化，2021（22）：49-50.

［2］ 潘如卉.基于學(xué)生有效學(xué)習(xí)的高中物理實驗教學(xué)策略探究［J］.新課程導(dǎo)學(xué)，2022（04）：70-71.

［3］ 朱小宏.創(chuàng)新物理實驗 推動學(xué)生發(fā)展：高中物理實驗教學(xué)的有效策略［J］.高考，2022（13）：135-137.

［4］ 袁富國.培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的高中物理實驗創(chuàng)新教學(xué)研究與實踐［J］.試題與研究，2022（19）：45-46.

［5］ 邢慶偉.高中物理教學(xué)中創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐探究［J］.中國多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)報（下旬刊），2021（09）：181-182.

［責任編輯：李 璟］