高中物理实验教学的资源开发与利用

【摘要】本文从物理实验教学资源开发与利用的意义，提出了物理实验教学资源开发与利用的原则和策略。物理实验教学资源开发与利用应当贯彻科学性与规范性相结合、灵活性与适应性相结合、创新性与实用性相结合三项原则。教师应注重分析物理课程标准与教材，对本校现有实验器材加以改造，并建立实验资源数据库，以提升实验教学的灵活性与适应性。

【关键词】高中物理；实验教学；资源开发

【中图分类号】G633.7   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2025）06-0115-03

随着我国中学新课程标准的推进，物理实验教学已不再局限于以往的验证性实验，而是逐步向探究性、创新性以及情境化方向发展，这就对高中实验教学资源的开发与利用提出了更高的要求。教师要深入挖掘教材中实验内容的多样性与灵活性，同时还须结合学校的具体条件，对现有实验资源进行优化创新，甚至开发新型实验资源，方能满足学生个性化学习的需求。

一、物理实验教学资源开发与利用的意义

（一）优化实验教学内容，促进物理知识深度学习

第一，实验资源的开发为教学提供了多样化的选择。教师拓展实验形式，引入探究性实验、自主设计实验以及模拟实验，能突破传统验证性实验的单一模式，让学生在实验中验证物理定律，并通过自主探究，发现和应用物理知识。[1]第二，资源的合理开发能够更好地结合物理知识的理论性与实践性。开发实验资源时，教师可以针对教材中的重点和难点，补充实验案例或改进实验器材，使抽象的物理概念通过实验直观化，帮助学生克服理解上的障碍。第三，实验资源的多样性还能够为学生提供跨学科的学习体验，拓展其知识视野。教师开发与实际生活相关的实验资源，将物理知识与生活现象相结合，可以提升学生对物理的兴趣与认知。

（二）弥补实验资源不足，提升教学的适应性与灵活性

第一，实验资源的开发能缓解器材不足的问题，拓宽实验教学的实现途径。对于实验条件有限的学校，教师可以改造现有实验器材，利用身边的生活材料来完成实验。第二，教师开发与创新实验资源，有助于设计多样化的实验方案，适应不同教学环境的需求。教材中的实验方案通常较为统一，但不同学校的实验条件和学生的能力水平存在差异，此时就需要教师灵活调整实验方案。例如，在必修一第四章“探究加速度与力、质量的关系”实验中，教师可以根据现有资源选择使用气垫导轨、小车或滑轮系统等不同器材开展实验，保证实验的顺利进行。第三，实验资源的开发能够增强实验教学的可持续性。随着我国物理教学的不断发展，传统实验设备将逐渐被淘汰，而教师开发可重复使用或低成本的实验资源，可提升实验教学的效率与可持续性。

（三）拓展实验资源的来源，培养学生科学探究能力

第一，教师将生活中的物理现象作为实验资源。生活中蕴含着大量的物理现象和规律，教师可以引导学生观察并利用这些现象设计实验，让物理知识更贴近生活。基于生活化的实验资源，降低实验对专用器材的依赖，且增强学生对物理现象的感知能力，使其能够将物理知识应用于实际问题的解决中。[2]第二，现代科技为实验资源开发提供更多可能性。教师利用信息技术，可以将虚拟实验、模拟仿真等新型实验资源引入课堂，拓宽实验教学的边界，让学生接触到先进的科学技术，增强其对物理学科的兴趣。第三，教师鼓励学生自主开发实验资源，以培养其科学探究能力。在学习过程中，学生可以尝试利用身边的材料，设计独特的实验器材或方案，有助于提升其动手能力，增强自主探究意识。

二、高中物理实验教学资源开发与利用的原则

（一）科学性与规范性相结合

科学性与规范性相结合要求教师开发的实验资源应严格遵循科学原理，并符合课程标准与教学目标，保证实验的设计和实施过程严谨可靠，为学生提供真实可信的学习体验。第一，实验作为验证物理规律和探究科学现象的重要手段，要以科学的理论为基础，确保实验现象的真实再现和数据的准确可靠。例如，在必修一第四章“探究加速度与力、质量的关系”实验中，若教师使用的实验器材存在偏差或操作步骤不严谨，可能导致实验数据与理论不符，对学生的认知产生误导。因此，教师在开发资源时必须严格审查实验的科学依据，使实验设计能准确体现物理原理。[3]第二，实验资源的开发与利用应与高中物理课程标准相符合，注重实验过程的合理性和步骤的严谨性。例如，对于必修二第八章“验证机械能守恒定律”实验，实验器材的选择、实验步骤的设计以及实验数据的记录都需要符合规范要求，以保证实验结果的可重复性和科学性。

（二）灵活性与适应性相结合

由于各地学校在教学条件上存在差异，教师要能够灵活调整与优化实验资源，满足不同教学场景的需求，实现资源的高效利用。第一，多样化设计实验资源。实验资源的开发应针对不同的教学环境设计多种可行的实验方案。例如，针对必修二第五章“探究平抛运动的特点”，条件较好的学校可使用数字化传感器精确测量数据，而设备较为有限的学校则可选择使用刻度尺、秒表进行手工测量，以保证实验教学的顺利开展，提高教学的适应性。第二，实验资源要有效应对教学目标的变化和学生个体差异。在教学实践中，教师应根据不同的教学目标和学生需求对实验资源进行调整。第三，教师应多元化利用资源。物理实验教学资源不能仅限于实验室内的专用器材，教师还应从生活中寻找替代品或拓展实验场景。

（三）创新性与实用性相结合

在实验教学资源的开发利用过程中，教师不仅要注重技术与方法上的创新，而且应关注资源的可行性，使实验资源真正服务于教学目标。第一，教师在开发实验资源时要突破传统思维，探索新方法、新材料以及新技术的应用。教师可以根据实际需要，设计开放性、探究性或生活化的实验，引导学生动手操作以发现和验证物理规律，增强学习的主动性。第二，实用性是创新性得以发挥价值的重要前提。实验资源的开发应考虑其实用性，保证资源易于获取、操作简单且成本适中。例如，对于必修二第八章“验证机械能守恒定律”实验，教师可以选择利用简易的滑轮、弹簧测力计等传统器材达到实验效果。第三，教师要注重对实验资源的二次开发与改造。教师可以对现有实验器材进行创新性改造，使其在功能和用途上更加多样化，降低了实验成本，提升实验资源的教学效能。

三、高中物理实验教学资源开发与利用的策略

（一）注重课程标准及教材的分析

物理课程标准明确了教学目标和核心内容，是实验教学资源开发的依据，而教材则为实验教学提供了具体的指导以及案例。因此，教师要注重分析课程标准与教材，使实验资源开发符合教学目标，贴合学生的学习需求，为实验教学的有效实施奠定基础。第一，课程标准为实验教学资源开发提供方向。高中物理课程标准明确了学生需要掌握的核心物理知识与技能，强调了科学探究能力的培养和科学态度的形成。实验教学资源开发应紧扣这些要求，以满足教学目标。[4]例如，在开发“平抛运动的特点”实验资源时，教师应结合教学目标——引导学生理解分解运动和合成运动的规律，设计符合探究目标的实验方案，帮助学生更好地掌握运动学知识。第二，教材是实验资源开发的重要参考依据。教材中包含基础性和扩展性两类实验，既为教师提供了验证物理规律的基本实验，又为资源的进一步开发创新提供了素材。教师可以在此基础上结合学校的实际条件，灵活调整实验器材或拓展实验过程，提高实验的适用性。

（二）对现有物理实验器材进行改造与创新

在资源有限的条件下，教师要充分挖掘现有器材的潜力，为实验教学提供更多灵活高效的解决方案。第一，优化现有器材，提高实验精度。对传统实验器材的改造能够有效弥补实验过程中精度不足或操作烦琐的问题。例如，对于“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，过去不少教师采用秒表和刻度尺手动测量，导致实验数据误差较大。对此，教师可以将滑轨上的小车和定时装置相结合，或利用传感器和数据记录仪实时记录位移和时间，提升实验的精度以及可靠性。第二，拓展器材功能，增强实验的多样性。过去教师所采用的实验器材功能单一，限制实验教学的深度与广度。教师可以改造现有器材，让同一设备在不同实验中发挥作用。第三，创新实验设计，开发新型实验方案。在“探究平抛运动的特点”实验中，传统方法多使用斜槽和小球，但如果设备陈旧或器材不足，教师可以利用日常材料改造实验装置，用塑料水管代替斜槽，用手机记录小球运动轨迹，再使用视频软件分析平抛运动的分量。此种改造成本低廉，能激发学生利用身边材料开展实验的兴趣，增强其动手能力。

（三）建立实验资源数据库

科学、易用的实验资源数据库能系统整合现有资源，为教师提供高效的教学支持，便于分享推广实验创新成果，提升实验教学的规范化水平。第一，教师应系统整合现有实验资源，提升资源利用率。在部分学校，实验器材管理分散，教师对已有资源的使用和更新情况缺乏全面了解，导致资源闲置或重复采购。学校建立实验资源数据库，教师可以对现有实验器材进行分类归档，并记录其用途、使用方法及维护建议，提高实验资源的利用率，避免资源浪费。第二，教师要收集多样化的实验方案，丰富教学内容。实验资源数据库除了存储物理教材中的基础实验外，还应收录各种拓展性、探究性和创新性实验方案，为教师提供多样化的选择。数据库可以收录教学研究中开发的实验案例、生活化实验设计以及基于现代技术的虚拟仿真实验，根据教学目标、难易程度以及实验条件进行分类，帮助教师快速查找适合的实验设计，丰富课堂内容，满足不同学生的学习需求。

四、结语

高中物理教师应注重课程标准与教材分析，合理改造现有实验器材，拓展实验资源的来源，建立实验资源数据库，提升实验教学的灵活性与适应性。教学实践表明，科学性、创新性和实用性相结合的实验资源开发，可以弥补实验资源的不足，有效激发学生的探究动力。我们应当意识到，实验教学资源的开发与利用并非一蹴而就，需要教师在教学实践中不断总结经验，充分调动学生的主体性，使实验教学资源真正成为培养学生科学探究能力的重要工具。

参考文献：

[1]张慧钦，陈剑峰.核心素养导向下高中物理实验教学的创新与探索——以“生活中的振动”教学为例[J].中学理科园地，2024，20（5）：61-63.

[2]李明.核心素养培养下的高中物理实验教学[J].中学课程辅导，2024（25）：6-8.

[3]蒲素馨.高中物理实验资源整合与创新策略研究[J].高考，2024（23）：72-74.

[4]周化海，黄绍书.普通高中物理实验教学现状及有效途径探索[J].物理与工程，2024，34（3）：131-139.

作者简介：

常生伟（1984年1月—），男，汉族，甘肃酒泉人，本科学历，一级教师，研究方向：高中物理教育教学及实验教学。