高中物理学微实验设计分析

高中物理学微实验设计分析

殷伟裕

清远市第三中学  广东  清远  511500

摘要：在高中教学中，物理是非常重要的学科，其知识与生活息息相关，而在物理教学中，实验教学是重要的组成部分，也是学生了解认识物理知识和规律的重要途径，通过在物理教学中科学设计各种微实验，可以使学生快速掌握了解各种物理知识，大大提升教学效率，因此，文章重点对高中物理学微实验设计方面的问题进行了分析，以供参考。

关键词：高中；物理；实验；设计；

1.高中物理学微实验设计原则

1.1以教材为主

    随着教育体系的不断改革，教学目标发生了较大的变化，不仅要求学生掌握理论知识内容，而且要求学生需具备较强的实践动手能力、创新能力等。在高中物理教学中，教材是非常重要的教学依据，在新课标背景下，虽然教材不是唯一的，但由于教材是由行业专家经过反复不断的实践改进提炼而来，其内涵着物理知识的精华，因此，作为高中物理教师来说，在对物理实验课程进行设计时，需以教材内容为主线，创新实验课堂教学方式，提高物理教学质量和效率。

1.2简易性原则

    由于高中物理课程涉及的知识点较多，其实验过程较为繁琐复杂，操作中稍有不慎则会影响教学效果，因此，为使学生快速掌握实验操作技巧、流程，并通过实验对物理知识有一个全面的理解，教师在设计实验方案时，应尽量简化实验器具、流程，选择生活中常见的器皿作为实验器具，如教师可以使用吸管、饮料瓶、易拉罐等常见物品在课堂上进行物理实验，这样不仅可以使学生了解常见生活用品的用途，而且可以凸显物理实验的实用性，提升高中物理教学效果。

1.3科学性原则

    在高中物理实验设计方面，为凸出物理实验的有效性，教师在设计各种小实验时，应遵循科学性原则，确保设计的小实验具备较强的科学性、可行性，使学生对物理知识有一个客观、全面的认识。

2.高中物理实验教学现状

  现阶段，在教育体系中，高中物理是一门重要的学科，通过在高中阶段开展物理教学，可以使学生对世界、事物有一个全面系统的认识，以为社会培养科技方面的人才。但在实际教学中，一些教师受传统教学观念的影响，常存在重理论、轻实验、重结果、轻过程的问题，导致物理实验课程趋于形式化，未发挥实验课程的实际作用；另外，一些教师虽然已经意识到了实验教学的重要性，加大了实验教学的力度，但存在理论与实验教学不相符的问题，影响高中物理教学效果。

3.高中物理微实验概述

3.1物理学微实验教学含义

    物理微实验教学即学生在教师的指导下，使用所学知识，提出假设问题—实验方案设计—对假设问题进行验证—总结归纳，学生通过物理实验，可以了解物理规律、抽象概念，对物理知识有一个全面的了解与认识，达到提高学生综合能力的目的，为社会培养科研方面的人才。

3.2学生根据物理实验教学特点提出各自的见解

（1）学生围绕物理学某方面的问题开展实验活动；（2）通过实验可以帮助学生寻找解决问题的证据；（3）获取最终的结果，验证回答实验问题；（4）结合实验结果验证并评价自己对问题的解释；（5）学生进行交流和论证。

由于高中物理知识具备较强的复杂性，仅仅靠教师讲，无法使学生了解知识的原理，而通过开展实验课程教学，可以使学生正面感知物理知识，解释内心的疑惑，提高物理教学效果。因此，作为高中物理教师来说，应在物理实验教学中，结合教材内容和学生的实际情况，科学设计各种物理小实验，提高学生的学习积极性。

4.高中物理学微实验设计教学方法

4.1将验证性实验改为探索性随堂实验

    (1)由于高中物理知识比较复杂，学生学习难度较大，在加上课堂学习较为枯燥乏味，影响教学效果。在物理实验课堂教学中，多数教师还是沿用传统教学方式，如通过设计一些验证性实验，使学生了解物理规律，虽然该方式可以使学生掌握物理规律，但无法调动学生的积极性，因此，教师应积极改变教学策略，用探索性随堂实验代替验证性实验，调动学生探索知识的积极性，在此过程中教师可以巧用验证动量守恒定律，借助牛顿第二、第三定律进行推导。（2）根据学生的实际情况，科学选择探索性随堂实验教学方式，像在应用动量守恒定律时，若学生已经掌握了理论推导方面的知识，可以通过理论知识的学习，使学生对动量守恒定律条件有一个全面的理解，对于一些难度较大的实验，无法将其转化为一般实验，让学生进行探索，则可以继续沿用验证性实验教学方案；（3）在设置探索性实验时，需将学生的兴趣爱好考虑在内，尽可能选择可以调动学生学习积极性的实验方案；（4）将教学条件和效率考虑在内，科学设计探索性小实验。

4.2设计测定性实验

    在高中物理学中，教材中设置了一些测定性实验内容，要求学生对某些普通的物理恒量、物理量进行测量。一般在教材中，设置了一种设计方案，并根据其开展实验操作。但这种方式具备一定的局限性，为提高教学效果，教师可以对原有实验方案进行优化创新，具体思路如下：通过对未知量与已知量二者间的物理关系进行寻找，并以此推测直接测量的量。正常情况下，不同物理量间具有一定的联系，在对方案进行设计时，也具备较强的灵活性，因此，教师可以对学生进行引导，使其灵活运用所学知识和方法，有效规避一些不可测和难测的量。通过让学生自主设计实验方案，不仅可以培养学生的团队合作能力，而且可以培养学生独立思考的能力。

4.3设计定量研究性实验

在高中物理学中，涉及了大量实验定性和定量方面的问题。通过定量、定性分析物理实验，使学生全面了解物理规律。如在定量分析物理实验时，难以通过数学方式确定实验原理，则需定量分析实验原理，其可以为物理实验教学提供依据。

定量实验与定性实验在探索任务方面具有明显的区别，定量实验主要是通过设计探索性小实验对事物的物理规律、现象进行寻找。教师在定量小实验中，可以引导学生通过图像、假设验证、观察提出、等效变换测量、多因子控制变量等探索方法，解决各种物理问题，使学生在掌握了解物理知识和规律的同时，熟练掌握各种探索方法，提升学生的学习效率。

5.物理微实验教学操作程序

5.1准备实验阶段

    由教师编写实验方案具体如下：微实验题目、目的、实验导学内容。在开展实验课堂教学前，教师需提前将导学内容发给学生，以使学生了解实验的目标和任务，并复习与实验有关的知识点，提出个人的看法与问题，为课堂实验做好充分准备。

5.2初步实验

    在物理实验课堂教学中，由教师通过学生感兴趣的方式引入课堂主题，调动学生学习的积极性；（2）将学生分为多个实验小组，明确小组成员的任务；（3）让学生以实验为话题，在小组内展开交流，教师引导学生对实验方案进行分析，找到实验重点；（4）由小组决定最终实验方案。

5.3实验过程

（1）以小组为单位，根据提出的问题，设计实验。即实验原理、步骤、耗材、实验注意事项等；（2）由每个小组委派一个代表，介绍实验，由教师与学生共同对实验方案进行讨论分析，找出实验方案的优缺点；（3）各小组对实验方案进行调整，开始实验并记录实验数据。

5.4实验总结

    （1）由学生根据实验数据进行总结；（2）以小组为单位，对实验数据处理方法进行讲解，并总结最终结果；（3）教学通过科学对学生进行引导，帮其找到最佳数据处理方法；(4)由教师总结实验成果。

5.5实验讨论

    （1）课堂讨论，教师与学生共同进行讨论，解决课堂中遗留问题；（2）再实验，教师可以在固定时间向学生开放实验室，鼓励学生进一步研究实验内容。

结束语

在高中物理教学中，实验课程是非常重要的组成部分，其是学生深入了解和探索物理知识的重要途径，作为教师来说，应根据学生的实际情况、兴趣爱好科学设计实验课堂教学方案，以调动学生学习兴趣的同时，提高学生的学习效率。

参考文献：

[1]安华，浅析高中物理实验教学现状及创新对策[J]，高等教育，2021（7）：98-101

[2]周辉，高中物理实验教学法研究[J]，某大学物理教育，2022（1）：23-26

[3]冯光祖，高中物理实验课堂教学方案的设计研究[J]，科技教育，2021（4）：56-58