核心素养下高中物理实验教学的改进探索

侯红强

物理是一门自然科学，探究的是自然现象和自然界的运动规律。作为高中阶段的重要科目，学生却普遍认为物理这门学科较难，不愿意主动学习，这主要是由于物理属于科学范畴，且形式较为抽象化，学生的思维若不够敏捷很难掌握学习物理的技巧，这就要求高中物理教师将核心素养作为一切教学的基础，实验教学就是其中重要的组成部分，教师通过物理实验的改进和完善推进培养学生感性认识的积累和理性思维的创新能力。因此，高中物理教师在实验教学设计、改进上就有了其不可推卸的责任。

目前高中物理实验教学存在一些弊端，主要有这几方面：

1.实验与理论脱节。主要表现为只重视理论知识，在实验探究中没有规范的实验操作；没有把实验教学跟基础理论知识的教学有机结合起来，没有引导学生运用基础理论知识来指导实验、理解实验、分析实验；为了节约时间，把实验有关的项目都讲得清清楚楚，把实验装置都调节好，学生对实验根本没有更多的思考和真正的探索。

2.常规实验探究少，只是为实验而实验。它主要表现为忽略对学生实验探究和实际动手能力的训练与培养，而以教师的课堂演示为主。有的师生甚至错误地认为“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”。对于教材中的众多实验来说，多数是验证性实验，而探究性实验实在是少之又少。学生对实验的认识只停留在表面上，体会不到实验的真正意义，当然也就谈不上探究与创新。

3.实验教学的组织存在问题，指导思想不明确。很多学校进行学生探究实验的教学时，由于班级人数和实验器材等各方面的原因，大多数采用分组实验，这样造成每组人数过多，不能保证人人都能动手动脑并能独立地做实验。结果就会造成有的抢着做，有的甘当“观察员”、“记录员”，不仅秩序不够好，而且有些学生根本连仪器都没摸过，数据和实验结论也是抄别人的，这就谈不上什么独立思考和实验技能的训练了。

实验教学是提高高中物理教学效率，培养学生学习兴趣，增强学生物理知识应用能力的关键，基于以上弊端，在核心素养背景下，笔者提出如下改进措施：

一、采用翻转课堂模式进行部分实验教学

传统模式都是教师在课堂中就实验目的、实验方法、实验过程、实验中可能存在的问题进行讲解，然后交由学生进行操作。运用这样的方法，不但学生难以理解教师讲授阶段抽象的教学内容，而且也缩短了学生体验实验操作的时间，不利于学生掌握实验。对此，以翻转课堂形式进行实验教学，可以改善这样的状况。在实验课预习阶段，教师将制作好的实验型微课或PPT提供给学生在家自主学习。在实验课开始时，教师可以先对学生进行测评，以提问或小组讨论的方式，获得学生对微课学习的情况，如果学生可以清楚地了解实验目的、方法、过程等，即可交由学生进行实验，教师可以在旁协助或根据微课最后环节提出问题引发学生在做的过程中进一步思考。在实验结束后，可以交由学生分享实验过程中遇到的问题和发生的错误，并由教师进行解答，如：利用U-I图象法测定电池的电动势和内阻时，若电池内阻较小时，路端电压变化相应也就较小，绘制的U-I图象倾斜度小，短路电流难以确定，教师应启发学生放大U轴坐标，将I轴向U轴正方向平移，使的U-I图象完整，使学生掌握U-I图象的物理意义，从图象中得到电池电动势和内阻的值，以加强实验课程的师生互动环节。在课程结束后，教师可以让学生通过再度观看微课或PPT，加深对实验的理解。

二、物理实验教学中引入建模教学

所谓“通过模型解决问题”，就是根据物理的基本性质和特征，剖切成各个层次的过程模型，并抓住同一模型中各类问题的共同特性，列举有代表性的实体模型，综合运用各种物理知识，各种定理、定律，运用不同的观点、方法，归纳出解决问题的一般途径和方法技巧。物理建模作為解决问题的一种方式，较完整的体现出学物理和用物理的关系。例如，爱因斯坦建立了“光的波粒二象性”模型对“光电效应”实验事实作出了完美解释。让学生先建模，后实验的做法可以有效避免学生“动手不动脑”，机械的进行实验。自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素往往也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较，研究其它两个变量之间的关系，这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。

三、加强学生动手实验过程的指导，实行学生自主实验措施

在高中物理实验教学中，让学生边做边学，实现理论学习与实验操作的有效结合，无疑是最理想的物理实验教学模式。传统的实验方法人数过多，既不利于管理，更不能保证人人都能认真实验，因此应尽量减少每一次实验的人数，同时应让学生每人都认真做一次，包括实验的记录及处理结果，让学生都经历一个探究的过程。在具体的过程中教师不应包办代替，而要耐心引导，通过学生的理解自行进行，不让“记录员”或“旁观者”再出现，这样才能培养学生的思维能力和实验能力，更好地掌握和巩固所学知识。实验后取得数据应引导学生进行分析、综合、判断，从而更好地巩固所学的知识，获得新的知识。再一点，应开放实验室，增加学生探究实验的次数。现在在很多学校学生都强烈反映实验室开放次数太少，光靠课堂上的演示实验很难达到实验目的。只有利用课余时间开放实验室，学生才能有比较充裕的时间独立地做更多实验。

四、鼓励学生实验创新

物理实验的创新是基于核心素养的物理实验教学的重要内容。在实际的物理实验教学中，培养学生的创新意识和创新思维，不仅能帮助学生挖掘实验的精髓，展示实验的思想和魅力，又能激发学生的创新潜能，教会学生思考，激发学生的兴趣，促进学生个性的和谐发展，提高物理实验教学的有效性。例如：在《探究影响加速度的因素》这个实验时，基于本实验操作的难度和复杂性，笔者先花了一节课的时间把本次实验的实验目的、实验原理、实验步骤等内容和学生一起探究了一下，然后又给学生一节课的时间让学生去操作实验，但有学生按教材中的原方案操作实验后，发现误差较大。经过分析后，学生觉得误差较大的原因是实验室所提供的小车质量没有办法远大于钩码的质量。实验室没有质量更大的小车。那怎么办呢？笔者提示可以对实验方案进行创新，更改实验方案啊！在笔者的鼓励下，学生的学习热情上来了，陷入了一阵思考和讨论中……最终提出一个新实验方案。可见学生的潜能是不容小觑的。如果能对学生提出的问题，进行适当的引导、鼓励和帮助，或许会让学生在有限的实验课堂时间内，有所创新，收获无限的知识。这也是符合核心素养所要求的创新实验教学。endprint