核心素养导向下的高中物理实验教学策略

【摘要】新时代对学生教育的要求推动课程教学的不断革新，核心素养开始走入高中课堂教学。高中物理实验以其实验性、探究性、富有结论性等特点，对学生思考能力、探索能力、创新创造能力的培育起着至关重要的作用，符合学生核心素养培育要求。本文立足核心素养，结合笔者自身教学经验，积极探索高中物理实验教学策略，在提升物理实验教学质量的同时发展学生物理学科核心素养。

【关键词】核心素养  高中物理实验  能力培育  课程教学

【中图分类号】G633.7   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2022）04-0121-03

1.引言

物理知识立足于物理实验，是在历经种种实验后，得出物质运动的最一般规律。现有的高中物理实验教学缺乏对实验操作的重视，过多的集中于老师讲授的教学方式，使得物理知识的获得失去灵活性、创造性。同时，学生只能从老师讲授的知识中想象实验，死记硬背实验步骤与结论，这使得学生对知识的理解浮于表面，难以真正掌握相关的物理知识，极大地影响学生创新思维的发展与各种能力的提升，对学生未来发展极为不利[1]。此外，高中时期是学生创新思维发展、关键能力养成的重要阶段，物理实验以其实践性、趣味性、富于知识性等特点对高中学生核心素养的培育具有重要意义。老师通过物理实验以达到对学生实践能力的培养，学生通过做实验以吸收、深化实验中所蕴含的丰富知识，并在不断的思考与探索中，发展新的理论成果，最终达到对知识的真正掌握。因此，高中物理实验教学应以实验为基础，老师从旁讲授为辅，给学生独立思考的空间，逐渐培养学生发现问题、分析问题并最终解决问题的能力，以便于学生构建新的知识体系，促进学生的全面发展。

2.核心素养的概念

“核心素养”是伴随着新课程教学不断深入而出现的，是学校在落实立德树人目标时所要达到的对学生综合能力评判的基本要求，也是新一轮课程革新的主要方向。核心素养的整体概念是，学生所具备的关键能力和重要品格，以适应个人未来发展、社会发展的需要，例如创新创造能力、明辨是非能力;爱国情怀、责任担当等。核心素养是从多方面对学生所具备的能力进行评判，所以，学生所要发展的核心素养的真正内涵在于培养全面发展的人，这是核心素养的重要目标[2]。同时，核心素养也包含三个基础内容，分别是文化基礎、自主发展以及社会参与。对于高中物理实验课堂，其核心素养基础便是立足于三维教学目标，逐渐形成一种延伸能力;其核心素养内涵在于物理学观念、探究能力、科学思维以及科学的学习态度。此外，核心素养的提出，不仅把学校教育方针从抽象变为具体，还明确了学校培育学生应具备何种能力和品格，为学校教育指明了发展方向。总之，核心素养对我国学生发展有着重要影响，对我国教育事业有着重要意义。

3.高中物理实验教学的作用

3.1物理知识的学习更加直观

物理学科教学和以图文教学为主的其他学科相比，其主要以实验为基础，这使得知识的传授更加精准深刻。比如，老师在讲授“法拉第电磁感应现象”时，会采用线圈等实验工具。通过生动的课堂实验，让学生清晰地看到“磁生电”现象，从而切实感受到物理知识的无限魅力，帮助学生产生学习兴趣;在学习物体运动的“加速度”时，老师带领学生做小球重力掉落实验，在同一位置进行多次实验，通过捕捉小球运动路径，可以让学生切实感受到小球下落过程具有加速度，同时记录小球下落时间，通过高度和时间，便可计算出真正的加速度;在学习物体在不同位置的“受力分析”时，可以用绳子的拉力体现，通过观察绳子的变化，让学生亲眼看到不同力作用于物体上。

3.2抽象知识具体化

物理学的研究范围大至宇宙、小到粒子，这使得很多内容与现象无法通过肉眼观察，比如磁场变化、电子运动以及力的效应;物体的加速度、天体运动以及电磁场的变化等。但是通过做实验，借助必要的实验器材或者进行物理建模，我们便可以将抽象的知识具体化，让学生观察到现象，加深学生对知识的理解与感悟。

3.3增强学生实践能力

物理实验教学不能一味地老师示范、讲解，而是发挥学生主体的最大作用，让学生参与到实验操作中，与老师一起探索实验背后所蕴藏的丰富知识。学生通过实际操作，在加深对理论知识深刻理解的同时，增强了实践动手能力，达到对实验工具的有效掌握，有利于学生将理论知识转为实际应用，并在实践中不断创新，最终形成新的知识体系。

4.基于核心素养目标下的高中物理实验教学策略

4.1重视物理实验教学，培育学生科学素养

物理学科以其独特的实验性、探究性以及富有结论性等特点，对学生思考能力、探索能力、创新创造能力的培育起着至关重要的作用。在高中物理实验教学中，老师需要做到对教学重点的有效把握，应以实验操作教学为主，理论知识讲解为辅，让理论知识更好地服务于物理实验，并从实践中反证理论，有利于学生更好地理解知识内容，深化吸收物理知识，提高学习热情，养成科学探究的逻辑思维。学生是一切课堂教学的主体，老师应尊重学生在物理实验中的主体地位，同时发挥自己的引导作用，在高中物理实验教学中，老师应让学生主动参与讨论交流，感受物理学科的趣味和无限魅力，从而激发学生学习物理知识的热情。此外，老师在做物理实验时所表现出的科学严谨的态度，也会对学生在今后的物理学科所持态度产生重要影响。因此，在教学之初，老师便应肩负起树立良好榜样的责任，培养学生科学正确的实验规范。演示实验可以让学生在严谨的操作中近距离地观察到实验所产生的现象，并在不断的操作实验中发现科学的规律，从而得出正确的结论，这有利于学生构建新的逻辑思维和正确的知识体系。对于操作条件十分严苛的实验，老师应详细地为学生展示实验过程，并通过自身态度去影响学生对待实验的态度，进而达到对学生科学思维的培育，提高学生的实操能力;同时，老师应对学生在实验中所遇到的问题加以引导，帮助学生进行深入思考，鼓励学生将物理知识运用到实际生活中，有效地扩宽知识涵盖范围，最终达到学生科学素养的提高。比如，老师在讲授光的反射这一内容时，可以向学生演示“黑鼠变白鼠”的实验过程来进行趣味教学。老师将事先准备好的黑鼠垂直放入装有水的玻璃器皿中，在某些条件下学生可以清楚地观察到水中的黑鼠变成了“白鼠”。这个实验过程可以引发学生思考其所蕴藏的物理知识，老师再进行以往知识的复习巩固，同时巧妙地导入新的知识点，可以让学生充分理解光的反射与光的调节的物理知识，激发学生学习兴趣，增强学生主动学习能力。

4.2合理进行实验设计，培养学生探究能力

物理学科以实验为基础，而实验设计应遵循两个原则，分别是科学性原则、简单性原则。所谓科学性原则，便是实验过程中的严谨态度。在进行实验设计时，老师应根据学生对知识的掌握能力，设计符合学生特点、符合现实情况的实验内容，这样在保证实验顺利进行的同时学生能很好地理解、吸收知识。所有实验都离不开科学性这一原则。而简单性原则，便是在物理课堂教学中，老师应把复杂的知识内容简单化，易于学生理解，这有利于学生高效、快速地了解物理实验的重点知识，吸引学生对重点知识的关注，从而帮助学生减轻学习的压力，让知识学习有轻重缓急之分，以便于学生更好地思考，帮助学生提高物理成绩。此外，生活中处处蕴藏着物理知识，老师应鼓励学生认真观察生活，发现生活中的所用到的物理知识，同时让学生利用简单易得的材料，应用物理知识对材料进行创新创造，这使得学生把理论应用于实践，全面掌握知识的同时提高了动手实践能力，培养了思考能力、探究能力以及创新创造能力，从而形成自己的思维体系，为以后的学习和生活打下坚实基础。例如，静电除尘器的设计，老师要求学生利用所学知识设计一个静电除尘器，在设计实验中引导学生参考教材、收集资料、抓住重点，帮助学生把抽象内容具体化;在材料使用上，鼓励学生利用生活中的废弃材料，变废为宝，更好地体现实验价值，从而帮助学生全面掌握知识，融会贯通，提高学生物理实践能力，将物理知识与生活材料切实地联系起来并形成实验结果，有利于学生物理知识体系的完善。

在高中物理实验课堂中，问题导向型的实践探索可以显著增强学生的探究能力。比如，老师在讲解超重知识点时，可以采用绳子拉石头的实验方式，一根绳子去拉不同重量的石头，等到绳子拉断，便是拉力达到极限的时候，此时便处于超重状态。实验结束后，老师要求学生对实验内容进行总结，得出石头重量。在实验过程中，帮助学生理解物理知识，验证物理理论，有利于学生物理素养的培育。比如，在研究物质运动的加速度与力和质量的关系时，老师可以分组进行实验，引导学生学会使用控制变量法进行物理实验，得出相对应的实验数据。在此基础上，引导他们分析实验数据，发现蕴藏其中的物理规律，再要求他们以思维导圖的方式展现实验规律。通过物理实验不仅可以帮助学生提高思考能力、分析能力，还可以提升学生的探究能力、实践动手能力，从而发展学生的物理学科核心素养。

4.3搭建实验平台，增强合作精神

高中物理实验教学要培养学生的核心素养，就要让学生参与到实验过程中，让学生从切身实验中达到对知识的全面掌握，锤炼学生发现问题、思考问题、分析问题的能力，培养学生科学的思维逻辑和良好的科学素养。因此，老师应该为学生提供一个能够自由设计实验、交流讨论实验以及共同完成实验的平台，让学生进行沉浸式实验。学生在独立设立实验的过程中，会进行积极思考，发现实验问题及不足时，可以与其他同学进行交流讨论，有效的交流讨论可以让学生思维产生碰撞，找到新的设计思路，扩宽学生的知识面，也增强了互帮互助精神。如，老师在进行重力和弹力教学时，关于物体重心位置的测量，老师可以为学生搭建实验平台。提前准备好实验用品：一根一端贴有橡皮泥的铅笔、一个尖尖的底座;实验要求是确定铅笔的重心在哪个位置。然后老师让学生自由设计实验，合作完成物体重心位置的测量。学生在了解实验材料、实验目的后，开始独自思考实验的设计与过程，并与其他同学讨论实验的可行性。在交流讨论中，有人提出从铅笔受到两个平衡力中确定铅笔的重心位置;有人提出将铅笔放在底座保持稳定，便可找到铅笔的重心;而也有人提出铅笔一端有橡皮泥增加了其重力，那重心应该更靠近橡皮泥一端，等等;交流讨论扩宽了实验思路以及实验的各种可能情况，帮助学生规划实验操作过程，在一次次的改善中完善实验过程，最终找到可行的实验。这种老师创建的实验平台，学生参与思考讨论的教学课堂，帮助培养学生思维能力、主动发现问题并解决问题能力，增强学生合作精神，提升课堂教学质量，对学生核心素养的培育以及学校培养高素质人才有着重要意义。

4.4创新、整合教学手段，增强学生实验水平

现阶段的物理实验课堂，仍有许多老师直接套用课本上的理论知识，为了应对学科考试开展填鸭式教学，实验内容上缺乏自主实践，教学手段上缺乏创新，以至学生对知识掌握不够透彻，在解决物理问题中只会生搬硬套公式，无法进行知识的深化与拓展，实验水平也停滞在固有化的试题中，止步不前，这极大地阻碍了学生核心素养的培育，对学校促进人才的全面发展极为不利。而新时代信息技术的快速发展增加了电子资源的丰富性与可获得性，也为学科课堂注入了新的动力，因此，老师在进行高中物理实验教学时，在实验教学的基础上充分利用电子信息资源、借助多媒体开展新颖的教学模式，帮助学生提高对物理知识的兴趣，培养学生解决物理问题的基本能力。如，老师在讲授功与速度变化关系时，首先采用实验的方式让学生对知识进行掌握，达到对功与速度的变化关系的认识，再通过寻找一些涉及做功与速度内容的视频和图片资源，利用多媒体为学生播放，不仅可以加深学生对知识点的理解，还激发学生的探知兴趣;然后老师抛出问题：“做功与动能之间的关系究竟是什么样的？”鼓励学生主动思考、探究问题，当学生找到问题的相关知识时，老师再针对问题进行解答，并用多媒体展示做功与受力示意图，再手动画出示意图指导学生作图规范，这种在实验的基础上通过视频和图形的教学方式，使得学生能够正确理解知识点，更好地吸收、深化知识，对学生的物理实验设计起到很大的改善效果，从而增强学生的实验水平，对老师的教学能力也有一定的提升作用。

参考文献：

[1]刘文丰.核心素养背景下的高中物理实验教学有效性的对策[J].新课程，2021（4）：37.

[2]魏俊莉.高中物理核心素养的内涵与培养策略[J].高考，2020（34）.

作者简介：

赖光耀（1979年9月-），男，汉族，福建宁化人，宁化一中一级教师，本科学历，研究方向：高中物理教学。