高中物理学科核心素养下的实验教学探索

北京师范大学平果附属学校 黄丽春

传统实验教学基本是教师演示学生模仿，学生不明确为什么要做、为什么要这么做？这并不符合当今素质教育，教师需要根据新课改的要求，体现学生学习主体地位，注重学生参与探究实验，而这一切都要基于物理的核心素养。因此，教师需要发挥主导作用，寻找优化物理实验教学的有效方式，让学生在实验探究中获得学习物理的兴趣和成功。

一、高中物理核心素养的基本概念

1. 概念

物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键成分。高中物理学科核心素养主要包含物理观念与应用、科学思维与创新、实验探究与分析能力和科学态度与责任。核心素养强调顺应现代社会发展和实际生活运用，不仅是理论知识，还包括科学实践的过程，是学生综合素质提升的科学导向。由此可见，高中物理的核心素养是培养学生科学观和社会认知的决定性条件。

2. 重要性

学生在学校教育形成的解决实际问题的能力才是进行物理实验的动力，而教师培养学生的核心素养，将非常有利于学生的求知欲增长。现在的高考实验考查的比例已经提高到占14%，考查的方式也不再是简单的验证性实验，要求学生在熟知实验原理的前提下会设计实验、分析实验数据和误差等。因此，基于核心素养的高中物理教学，才是正确的物理教学方向。

二、基于核心素养的高中物理实验教学方法

在核心素养背景下，高中物理实验教学方法如下：

1. 开展小组合作

正值青春期的高中生缺乏有力有效的方向引导，小组合作的教学方法适用于高中学生，也适用于实验教学。例如，在《电流表的改装及内接外接法》实验教学中是小组合作教学的，每组分一名学习能力强的学生，要求这名同学在实验中不动手操作，而是指导小组其他成员亲手操作；并要求小组成员之间相互交流探讨电流表的改装知识，以及内接外接法等知识。这样可以为学生营造良好的学习氛围，也可以培养学生的团队协作能力，在学习物理知识的同时也提高了学生的素质水平。

2. 结合生活实际

人类发展受到社会条件等框架的制约，并不影响学生的学习能力提高，反而会使学生走向更加正确的道路。物理实验教学也是如此，基于核心素养的教学是有约束的，这为教师制定了教学思维的导向，教师需要将实验设计得更加贴合实际生活，鼓励学生从生活中探寻物理实验的踪迹，引导学生的思想越来越适应社会发展的趋势。例如，在利用螺旋测微器和游标卡尺进行长度测量的实验中，教师可以引导测量生活中的实物，如矿泉水瓶瓶盖的内外径、水杯的深度、笔盖的内外径等，要让学生知道物理来源于生活，生活中处处都存在物理知识，引导学生去发现。

3. 凸显学生的主体地位

新课改要求突出学生的学习主体地位，教师要将这一内容体现在物理实验教学的过程中，注重学生个体参与，加强学生主动认知与学习，物理本就是一门实践性较强的抽象学科，学生参与将提升物理思维的建立能力，例如，在探究“单摆的周期与哪些因素有关”时，甲同学在同一高度同时放两个摆长相等、质量不同的单摆，经过几次实验两个单摆摆动都同步。因此得到结论“单摆的周期与质量无关”。乙同学在不同高度同时放两个相同的单摆，经过几次实验两个单摆摆动都同步。因此得到结论“单摆的周期与振幅无关”。丙同学在同一高度同时放两个质量相同、摆长不同的单摆，第一次实验发现两个单摆摆动不同步。这位同学有点慌了，赶紧再做一次实验，结果两个单摆还是不同步。全班同学笑着说他实验操作能力太差了，他红着脸回到座位上。此时，我说：“既然大家觉得刚才他的实验操作能力太差，那么我们就请一位“高手”上台来给大家演示，怎样？”同学们推荐一位实验操作能力较强的同学上台重新做第三个演示实验，结果两个单摆还是不同步。此时，课堂上安静了许多，我接着说：“其实，不是丙同学的实验操作能力差，而是单摆的周期与摆长有关。”疑团彻底揭开了，上台做实验的同学得到了鼓励，其他同学通过这次小小的“曲折”也明白了单摆的周期与摆长的关系，还学会了应该更深入的看问题。

4. 鼓励实验创新

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，不仅能激发学生的创新潜能，教会学生思考，又能帮助学生挖掘实验的精髓，展示实验的思想和魅力，提高物理实验教学的有效性。例如，在《探究加速度与力、质量的关系》实验时，我先花一节课时间讲实验目的、原理、步骤等内容，然后给学生一节课时间让学生去操作。有学生按教材中的方案操作实验后发现误差较大，学生觉得误差较大的原因是小车质量没有办法远大于钩码质量。实验室没有质量更大的小车，那怎么办呢？这时，我提示可以对实验方案进行创新！几个实验能力较强的同学围着实验桌进行讨论，学生的学习热情也上来了……最终得出了一个不需要小车质量远大于钩码的质量这个前提条件的创新实验方案。核心素养是学生健康成长、顺利学习的重要支持，而物理实验是促进学生物理能力提高的有效教学手段，因此，基于核心素养的物理实验教学，才是培养学生综合素质全面发展的重要途径。

高中物理学科核心素养中，实验探究、分析能力是最重要的几个方面之一，它要求学生要具有提出物理问题、形成猜想和假设、获取和处理信息、得出结论并作出解释以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。在高中阶段，学生应通过物理实验的学习掌握实验原理，并会创新设计实验，这样学生明白了为什么要做实验、为什么这样做实验，让学生在实验探究中获得学习物理的兴趣和成功。