学科核心素养融入高中物理实验教学分析

詹训源

摘 要：关注学生学习兴趣，利用物理实验课堂，引导学生研究与思考物理知识。基于核心素养培养角度，借助物理实验，彰显学生自主学习能力。通過实验课堂的主导，引导学生独自探究，把内心困惑释放出来，让其体会到知识学习的意义所在，进而达到培养学生核心素养的目的。

关键词：学科核心素养;融入;高中物理;实验教学

教师从激发学生学习热情入手，让物理知识的学习空间更加生动、优质，基于核心素养培养的需求，将自主学习空间营造出来，在对主体地位充分尊重的前提下，让他们感受物理知识的冲击，释放自身的综合能力，积极融入物理实验学习中来。

一、物理学科核心素养概述

高中物理实验教学中切实融入核心素养内容，需要详细地阐述与分析核心素养的具体内容。学科核心素养包括研究态度、学科思维、探究实验以及物理观念等内容。高中物理实验课堂，将核心素养培养作为重要内容，引导学生从根本上认识与理解物理知识。研究常见物理现象，通过假设与猜想，探索物理知识，从科学方向切入，形成正确的价值取向。

二、高中物理实验授课遇到的困境

（一）注重演示，忽略动手

从目前的高中物理实验授课现状来看，出现的问题比较明显，这是值得教学人员深度研究和思考的。一些高中需要拥有自己的实验室，然而，物理实验课堂中教师并没有科学地进行应用，传统教学模式严重桎梏课堂。在很多教师看来，很多物理实验比较烦琐，从组织到实验再到总结，一堂课时间难以完成，因此忽视了很多实验的开展。此外，在实验室建设不够优越情况下，实验器材比较有限。这样在教学中，教师往往出现忽视操作重视演示的情况。如此，学生只能观看实验的操作，无法动手操作，进而很难透彻地理解实验内容。

（二）程式化的操作

实验授课中，学生的动手机会虽然在不断增多，然而操作确实有规范限制的，这种操作形式过于程式化，物理实验学习中，无法深刻理解和记忆物理实验内容。如此，并不能激发学生的想象力，也难以提升其探究能力。

（三）缺乏具体操作，模拟实验过多

新时代下，信息化技术走进了课堂之中。物理实验中，很多模拟实验软件得到了应用，在某种程度上方便了老师的操作，提升了教学的便利性。教学中教师惯用信息软件教学，然而，对于很多实验现象，不通过亲身的体验是无法感受其中的原理的，这种演示实验的大量应用，会对学生具体操作带来影响，进而降低实验的价值与意义。

三、高中物理实验中学科核心素养的融入方法

激发学生的学习欲望，更好地理解知识内容是开展实验教学的重要目的所在，高中物理是一门逻辑抽象性极强的学科，很多知识单一地通过板书呈现、口头讲解、计算演示、演示实验等，是无法达到应有的教学效果的。对此，我们需要从学生物理学科能力强化的角度入手，对核心素养进行深入培养，强化高中生物实验授课。对此，总结了以下的方式方法。

（一）把握课堂内容，自主实践应用

学生有效地加入物理实验操作，可以充分地结合书本内容和实践内容，懂得如何应用知识，用真实的知识转化抽象的内容。基于此，学生就能够非常形象地理解物理实验知识。教师借助物理实验内容提升学生自主学习能力，引导其科学运用物理知识，对物理实验进行更加透彻的分析。

为了提升学生的知识运用能力以及自主实验能力，强化学科素养，教师在构建物理实验内容时，需要密切联系学生生活实践，这是激发他们自主学习的有效方法。在“力的作用是否具有相互性”的教学中，通常直接进行演示，学生感受不深。可以提供两只气球和两辆带磁铁的小车给学生，首先让学生用手压气球和推小车感受气球的形变与小车的运动变化等，能通过力的作用效果分析力的存在。接下来让学生自行设计，实验自主探究两个物体的相互作用。可以让两只小球相互挤压，观察两只小球均产生形变或者让两辆带磁铁的小车靠近放置，放开时相互吸引或弹开。通过实验教学引导，给予学生更加直观的体验，丰富学生体验，强化实验素养。

（二）培养学生发散思维，强化思维素养

通过实验演示，能够让学生主动地探究、分析、发现和处理问题，总结实验现象。与此同时，通过实验方式，让学生清晰地认识物理规律，健全学生的物理知识体系。为了有效地培养学生思维素养，实验中需要做好以下操作：首先，点燃学生实验学习热情，将实验教学效率提升。其次，借助实验操作，引导学生思考问题，实验中，关注学生的思维素养形成情况，所以，实验中积极引导他们思索问题，形成学科思维;最后，为了快速运转思维，认真分析实验现象，遵循高中生思维发展规律，认真观察实验现象，渐渐形成发散思维，层层引导，不断发展学生思维。

授课时，在对物体反作用与作用力关系探究中，就可以多组实验循序渐进的方式展开，发展学生学科思维。提供给每个学生两只小磁针、两只弹簧测力计、细线等，让学生们自主探究。首先，探究作用力与反作用力的方向关系时，当两只小磁针靠在一起静止时，一小磁针的N极与另一小磁针S极相互吸引指在同一直线上，说明作用力与反作用力作用在同一直线上;接着移动一小磁针绕另一磁针旋转时，中间小磁针指向将随着转动，另一小磁针仍然指向中间小磁针，两小磁针指向还是在同一直线上;随后让两只小磁针靠近以不同形式运动，不管如何运动，两小磁针指向仍是在同一直线上。说明作用力与反作用力始终作用在同一直线上。其次，用两只弹簧测力计通过细线对拉进行作用力与反作用力的大小关系的具体探究。在两只测力计静止时，比较两测力计的读数关系;在一只测力计静止把另一只测力计向外缓慢拉时，比较两测力计的读数关系;而后两只测力计均向外缓慢拉动时，比较两测力计的读数关系。在实验中，通过递进的方式，激发学生热情，引导学生积极融入实验探索中。最后，教师向学生展示实验步骤，让其探索现象诱因，通过理论探究，发散学生思维，强化科学探究素养。

（三）科学发挥演示作用，深化创新素养培养

通过分析物理教材得知，很多演示实验所运用的器材并非最理想的，实验中比较烦琐、复杂，实验中学生难以有效参与，导致课堂中学生互动性不足，参与度较低，在某种程度上限制了物理教学效率的提升，就此情况而言，需要创新物理实验，弥补教材中实验不足情况，让学生积极参与实验，有助于培养学生的创新精神。教学中，以“作用力与反作用力的关系”实验进行引导，通过教材分析得知，尽管展开了比较实验，实验也比较清晰、直观，原理能够简单呈现，但是，教材里只关注了静止时两者的关系。针对这点教材中设计的实验难以获得最理想效果，针对上述实验的缺陷，教师有必要进行补充，可通过使用力传感器在探究实验室进行实验。这样，引导学生想到的不同运动状态（如：匀速、加速、减速等）下是否存在大小相同的反作用力和作用力，在对连一对传感器后，分别在小车上固定，进行轨道调整，匀速下运动小车，完成加减速运动，利用计算机描绘出的图线分析作用力与反作用力两者关系。通过补充和完善教材中的实验，可以给学生呈现更加直观的实验内容，让其更加清晰、透彻地学习和理解所学知识，加深对知识的印象。

（四）结合生活实践，学以致用，强化学科素养

核心素养下开展物理学科授课，要给予学生更多自我学习的机会和控制，放飞其思维，因此，教学中要充分考虑多方面因素，制定周密的教学计划，根据所学习的内容，带领学生融入生活，探究实验内容。很多物理实验是与生活密切联系的，生活实践是对物理实验最好的验证，只有在生活中探索实验奥秘，才是核心素养培养的重要体现。因此，授课中与生活实践积极联系，对生活中的物理知识轨迹进行探寻，灵活运用于课堂之上，这样物理学科实验授课质量才会被切实的提升。案例探究：在围绕“作用力与反作用力”的知识教学中，就可结合学生生活展開实验探索，找一个易拉罐放在泡沫上做成一只小船，在小船后方易拉罐靠近底部侧面打出一个洞，用手指将洞按住，然后将水灌入进去，手指移开，从洞中就会喷射出水。将小船放入水中，如果手放开，水流出小船就前进。以此为例分析充气的气球放开手后的运动和火箭的运动。通过此实验让学生直观地感受“作用力与反作用力”的物理现象，深化对知识的理解。

结束语

在烦琐、复杂的高中物理实验面前，教师需要重点更新教学形式，时刻关注学生的物理知识学习积极性与具体内容，为学生探究水平与能力的提升做好铺垫和引导。基于核心素养的角度开展高中物理实验授课，激发学生物理现象和原理的探究愿望，在充满学习物理知识兴趣的基础上，更好地认识和学习物理知识。从教师角度而言，要充分地研究教材内容，强化自身学科探究能力，将提升学生综合能力作为奋斗目标，把高质量的物理实验授课模式营造出来。最终，通过核心素养培养提炼精华内容，让物理实验的魅力切实地被学生所感受和认知。

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本文系福清市教育科学研究“十三五”规划2020年度立项课题“核心素养导向下高中理化实验教学的融合创新研究”（立项编号：FQ2020GH040）的阶段性成果。

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