以核心素养为基础的高中物理实验教学实践

吴晓锋

【摘 要】本文分析高中物理学科实验教学中存在的问题，阐明高中物理核心素养及实验素养的意义，论述以核心素养为基础的高中物理实验教学的实践，采用探究性的互动实验学习模式，让高中物理实验教学贴近生活，为学生创设具有主体地位的课堂氛围，以培养学生的物理核心素养。

【关键词】高中物理 实验教学 核心素养

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）03B-0045-02

就高中物理学科而言，其实验、实践性较强，且教学过程中涉及大量的实验教学环节。但高中阶段教学任务又非常重，大部分学校往往不太重视物理实验教学，出现一些学生尝试少、老师讲得多或者只是走过场式的实验教学现象。在这样的情况下，学生并没有从实验中获得相应的物理知识，进而对学校开展实验拓展活动造成一定的阻碍。近些年来，一些学校为了提升学生在物理学科方面的兴趣，培养学生对知识的探究以及科学思维的能力，利用课余时间开展各类实验活动，并取得了一定的效果。就高中物理学科而言，主要的目的是为了培养学生科学思维能力、自主思考能力、分析并解决问题能力等素养。这对学生逻辑思维能力具有较高的要求，因此，在高中物理教学过程中，有时需要利用物理实验来验证物理理论，使学生更好地掌握知识，培养科学探究精神，提升动手实践能力。要想培养学生物理核心素养，需要改革创新高中物理实验教学方式。

一、高中物理实验教学中存在的问题

（一）陈旧的教学模式。以往传统的教学模式过多地受到应试教育以及教学任务重的影响，实验教学比较薄弱，不太重视实验设计，使得演示实验缺乏吸引力。教师对学生实验能力以及薄弱的地方也不够了解，在教学过程中为了赶进度没有办法更加全面地利用实验分析物理原理。加之物理涉及的内容多、习题量大，也给学生造成沉重的负担，最终使其丧失对物理实验的兴趣。

（二）低质量的实验教学方式。就以往传统的教学方式而言，大多采用的是板书教学模式。一些教师为了赶教学进度，而省去了分组实验或者是演示的部分。长此以往学生得不到锻炼，导致其缺乏创新以及动手的能力。另外，部分实验教学质量比较低，实验效果较差。一些实验老师在演示的过程中，因为教学不严谨或者是水平能力问题，致使实验演示过程中出现各种问题，甚至出现实验结果不够准确的情况，致使学生对老师，甚至是对物理实验产生怀疑。

（三）学生缺乏物理核心能力。教学的目的在于让学生能够理解知识，并将理论同实际相联系，提高探究问题、分析问题以及解决问题的能力，最终形成自己的知识体系框架，进行科学创新。但对于学生而言，创新过程不是一蹴而就的，需要具备极强的转化能力，而这种能力源自于对知识本身的透彻理解以及对科学原理不断探寻的精神。若学生一味地只是学习知识，而不能将已有知识加以内化，使之成为自身的素质和能力，那么很难将所学的应用到生活当中发挥其作用。这种能力对于大部分学生而言，是比较缺乏的。

二、高中物理核心素养及实验素养的意义

（一）核心素养的内涵。首先，就物理觀念而言，若要基于核心素养进行物理教学，就必须让学生对基础知识、概念和原理的认知有所提高。其次，就实验探究而言，其作为教学过程中的核心部分，透过探究性的实验教学，使学生发现、分析及解决问题的能力得以提高，同时在此过程中强化学生发散思维以及实践操作的能力。第三，就责任和科学态度而言，物理作为一门较为严谨的学科，对于各种理论知识的学习和实验，学生应当本着严谨的学习态度，全身地投入其中，这对于学生价值观念的培养具有重要促进作用。第四，就科学思维而言，学习物理学科的目的在于培养学生质疑问题、解决问题的能力，同时能够依据科学方法进行理论的推理及验证，从而最终获得科学创造的能力。

（二）实验素养的意义。开展高中物理实验教学，目的在于让学生通过物理实验的方式，最终形成解决问题的能力，并将其应用到生活中。解决问题的能力也是实验教学的动力。对学生进行物理实验素养培育，有利于加强学生对知识的求知欲，提升学习的积极性。可以说实验素养同物理教学二者是相互联系且相互促进的，因此，物理实验教学的正确方向，应该是基于核心素养下的教学。

三、以核心素养为基础的高中物理实验教学的实践

（一）采用探究性的互动实验学习模式。高中物理实验是为了培养学生实际动手操作以及创新思维能力等方面的综合素养，因此在实验教学的过程中，教师可以将课堂内容进行不同学习模式的设计，并采用探究性的互动实验学习方式，培养学生自主探究的能力。

比如，在学习“加速度和力、质量之间的关系”这一知识点时，首先，在测量方法上，使用数字化信息系统（DIS）和速度传感器来进行。其次，对学生进行分组，采取分工合作的方式进行实验。分工内容包括：实验器材的安装、实验过程中数据的记录、误差分析、结果分析并得出结论以及实验报告的撰写。这种分组并相互配合的方式，有利于实验效率的提高。第三，可以让学生对实验结果进行分组展示，而后再进行实验方案的改进。另外，在实验过程中，教师还可以鼓励学生进行实验器材和工具的自制，通过实验器材的制作，加深对物理知识及规律的理解。

（二）让高中物理实验教学贴近生活。开设物理课程的初衷，是为了让学生通过物理知识的学习，能够解决实际生活中的问题。就高中物理学科而言，它不同于初中简单入门级的物理知识，它涵盖了许多深层次的科学思想和技术，也可以说是初中物理学科知识的深入，且偏重于各类物理原理，从而增加了学生学习的难度。因此，在进行物理实验教学时，教师应尽量选择贴近学生生活实际的实验方法进行演示，引导和鼓励学生尝试用他们学到的物理知识去解决生活当中遇到的问题，进而让他们感受到物理学科的重要作用。

比如，在进行“摩擦力”这一物理知识教学时，教师应鼓励学生亲自进行动手实验，并对其原理自主加以验证。本节的一个教学重难点是，判断静摩擦力（如图 1 所示）的方向。判断静摩擦力方向的方法，关键在于找准物体相对运动趋势的方向。教师可以让学生通过观察毛刷或者牙刷在受力之后的情况，观察毛弯曲的方向，以此来观察并找到物体运动趋势的方向，从而得出静摩擦力的方向。此外，有关滑动摩擦力的实验，可以让学生采取双手合十，然后进行搓动，以此来感受和体会滑动摩擦力的概念;也可以让学生列举生活中关于摩擦力的例子，如带领学生观察自行车前后轮的摩擦现象等。运用生活当中一些常见的物体来进行物理实验，会让学生在获得实验结果后留下深刻的印象，从而更加容易地理解并领悟深层次的物理知识;使其在今后的生活中，若遇到类似的问题时，便可以马上作出反应，知道该用什么方法加以解决。生活中的物理现象无处不在，看似高深难懂的物理知识通常来源于生活。高中物理实验教学应将实验与生活实际更加紧密地联系起来，只有这样才能更加有利于学生物理核心素养的培育。这对学生打好基础以及未来进行科学创新具有重要的促进作用。

（三）为学生创设具有主体地位的课堂氛围。学生核心素养的培育，强调了学生在课堂中的主体地位。鼓励他们自主去探寻科学知识，最终将自己所学应用到生活中去。这就需要教师为学生创设具有主体地位的物理实验课堂氛围，因为良好的学习氛围对于学生的学习效果而言，具有巨大的促进作用，使学生在轻松愉快且能动性较强的学习环境中学习，加速他们对知识的理解和接收。

比如，在学习“自感现象”这一知识点时，就以往教学过程中的实验方法来说，通常情况下，老师会在课堂上为学生演示断电自感这一现象。在实验过程中，教师会让学生对小灯泡断电过程进行观察。学生可以观察到小灯泡在闪亮之后，会逐渐熄灭。然而这样的实验方式，学生只是通过观察的方法得到结果，整个过程并没有得到亲身体验。因此，教师在物理实验教学中不仅要鼓励学生进行实验，而且要学会优化实验。具体来说，可以选择几名学生采用手拉手的方式来替代小灯泡，让学生在断开开关时，感受自感现象。因为断开开关时学生的掌上会有发麻的感觉，能够感受到自感的现象。由此对“为什么断电后还会触电”这一深入性的问题进行探究，激发学生深入探索的兴趣。又如，在学习“平抛运动”（如图 2 所示）这一知识点时，教师可以利用基于 Flash 的“飛机投弹”动态游戏课件来进行实验教学，或者是利用物理实验演示法、视频播放以及弹丸弹射器等辅助实验工具来为学生营造一个开放式的教学情境，使学生通过动态课件中的游戏按钮，尝试飞机投弹游戏，让他们亲自去感知平抛运动这一物理原理。这不仅有利于提升他们的学习兴趣，而且能够激发他们想象和创造力。

综上所述，就高中物理实验教学而言，若要想提升教学质量和效果，培养学生物理核心素养，那么教师在进行物理实验教学的过程中，就应该采取科学、合理的教学方法，将高中物理理论同生活实际紧密相连，创新教学模式，将先进的数字化、信息化技术作为辅助手段，鼓励学生进行自主探究和创新，让学生通过物理实验切实理解物理原理，并应用到今后的生活中去，达到人才培育的最终目的。

【参考文献】

[1]孙子彪.高中物理教学核心素养：演示实验创新[J].学周刊研究，2018（15）

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[3]蒋 华.基于高中物理实验教学的学科核心素养培育探讨[J].物理教学探讨，2017（4）

[4]林 萍.以核心素养为导向的高中物理教学策略[J].当代教研论丛，2018（8）

[5]王亚华.培养学生物理学科核心素养途径的探讨[J].湖南中学物理，2018（11）

（责编 卢建龙）