如何在高中物理实验活动中提高学生核心素养

姜会平

摘 要：实验是物理学科的重要部分，也是培养学生物理核心素养的主要途径。在高中物理实验教学中，如何构设实验活动，促进学生从猜想、假设、动手实验中培养科学思维、质疑品质、探究精神？现就此进行阐述。

关键词：高中物理;实验活动;核心素养

在高中物理实验课程中，多以教师的演示为主，学生模仿，并结合实验结果进行推理验证。事实上，在实验教学中，忽视了学生的自主性，而言未能发挥实验活动在学生核心素养中的积极作用。高中物理实验不仅要让学生了解物理知识，掌握物理基本操作技能，更重要的是从物理实验中把握科学的实验方法，学会质疑、猜想、探究，提升学生综合素养。为此，现就物理实验活动中如何培养核心素养的路径进行梳理如下。

一、强化实验意识、培养科学思维

物理实验是物理知识和物理规律的呈现，也是对学生知识迁移、动手实践能力进行培养的重要环节。长期以来，物理实验受到束缚，教师重视不足，学生参与不够。因此，从提高学生科学思维层面来看，应该鼓励学生从实验中认识物理现象，从问题中提出质疑，增强对物理实验的科学论证。如在“测量伏特表的内阻”实验中，不能仅限于内阻的测量过程，更多的是让学生在实验课堂，了解伏特表的内部结构，掌握如何利用伏安法进行的测量的方法，对电路设计中是否存在等量代换问题等。要让学生能够从实验前、后，加深对物理实验内容的全面理解，增进实验意识，提高物理探究能力。再如，在探究“平面镜成像特点”实验中，平面镜看似很简单，但对于其成像原理如何理解？我们可以让学生仔细观察平面镜，质疑成像特点;再接着实验过程，来查找成像规律与特点。如对于像的位置、大小变化，与物体位置、大小之间有那些关系？依托学生的实验过程和体验，从中梳理实验结论，增长科学思维。

二、突出主体意识，鼓励学生实验探究

关注学生的自主性，尊重学生，引领学生参与实验教学是增强核心素养的关键点。教师在实验设计、教学过程中，要了解学生需求，强化学生实验认知，让学生从实验中获得趣味。如在“单摆周期与哪些因素有关”实验中，我们挑选三名学生进行实验演示。学生1：在同一高度同时放手，摆长相等、质量不同的单摆，记录摆动现象，得出单摆摆动同步。学生2：在不同高度，同时放手，两个完全相同的单摆，观察实验现象，得出单摆摆动同步。由此得出，单摆周期与振幅无关。学生3：在同一高度，同时放手两个质量相同、摆长不同的单摆，观察实验结果，发现两个单摆不同步。问题出现了，学生感到慌张而无措。再让其他学生按照学生3的实验要求进行实验，两个单摆依然不同步。由此，得出什么结论？让学生进行推断：单摆的周期与摆长有关。有学生质疑，学生3的实验能力不强，可能导致单摆不同步。既然有学生质疑，我们就让有能力的学生进行重做实验。在随后几个“高手”学生的实验下，两个单摆依然不同步。事实上，不是学生3的实验能力有问题，而是对于单摆的周期，确实与摆长有关。从学生上台做实验过程中，由不同的实验条件，得出不同的实验现象，从而让学生体验到实验的趣味与真实性，更让学生能够从疑惑不解中洞明物理的原委，增强了实验自主性，也激活了实验教学氛围。

三、倡导分组合作，感悟生活中的物理

物理核心素养要强调学生合作意识、动手操作能力的渗透，高中生充满了青春活力，但对思维显得不够缜密。借助于物理合作实验，让学生从交流、分享、互动中纠正物理思维，增进思维辩析力。不同的物理实验，教师要根据学生学情，合理设置分组，让学生能够从组内互助、组间对比中，促进实验教学。在人员分配上，将学习能力强、成绩好的学生分在不同的小組，带领其他学生参与物理探究，增进实验体验，发现疑问，共同讨论解决，既增强了学生的协作意识，又突出了集体荣誉感。如在“电流表的改装与内接外接法”实验中，我们可以结合学生分组，对各组提出不同的实验要求，让学生能够从电流表改装知识学习体验中，认识内接外接方法，也让学生能够发挥合力，提高实验素质。物理实验教学还要联系学生的生活，关注学生的动手体验，给予学生应有的实验空间，走出过多的条条框框，限制学生的实验主动性。生活中的物理实验，有助于激活学生的实验兴趣，能够从实验中探究物理知识，发现物理方法。如对于螺旋测微器、游标卡尺的使用，看似很简单的器械，但在生活中可以让学生自主测量，体验物理方法。以饮料瓶内外径进行测量、对钢笔尖、笔帽等文具进行测量。

四、以问题为突破口，鼓励学生实验创新

科学素养包含诸多素质和能力，物理实验教学中，让学生从实验中发现、分析、解决问题，提高对物理概念、物理现象、物理知识的探究与应用能力。事实上，对于物理实验活动，教师应该善于设置问题，以问题为导线，来增进学生的实验意识，从实验中探析解决方法。如在“电阻消耗的电功率与阻值的关系”实验中，为了能够让学生从实验设计、实验操作、实验数据的收集、整理与分析中获得发散思维，我们提出“如何设置实验表格”问题，让学生从具体的实验过程中，不断改进和优化实验表格，驱动学生发散思维，解决问题，增进科学探究素养。同时，实践教学不能止于单纯的模仿，还要鼓励学生创新，激活思维创造力，让学生能够从实验教学中获得创新思维。如在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，由于该实验内容相对复杂，所用器材及实验原理难度较高，我们在动手实验前，结合该实验内容、方法、步骤等进行了梳理，促进学生对实验过程的全面理解。不过，在实验中，依然出现误差较大的问题。为此，我们结合出现的误差现象，进行专门原因分析与讨论。发现，在实验中有学生所用的小车质量与砝码质量过于接近，导致实验结果不准确。由此，我们提出质疑：在没有足够重的小车条件下，如何改进实验方案，来获得实验目标？同学们的创新热情瞬间激活，也在积极讨论和改进实验方案，并找到了更好的实验方法来规避误差较大问题。

总之，物理实验是支撑物理知识的重要基础，也是建树学生物理核心素养的有效途径。教师要关注物理实验，给予学生更多的实验自主性，激发学生实验兴趣，参与和体验实验过程。

参考文献

[1]张敏.基于核心素养的高中物理课堂教学设计[J].中学课程辅导（教师教育），2018（17）：22.

[2]孙勇.突出探究过程，发展核心素养——高中物理实验过程教学的几点思考[J].中学生数理化（教与学），2018（08）：34.