核心素养背景下高中物理实验教学探究

朱银智

摘要：发展学生核心素养，使其能够适应自身终身发展与社会所需要的必备品格和关键能力，是新时期教师教学的重要目标。在高中物理实验教学中，通过实验探究，动手操作，培养学生的物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等核心素养，教师要树立以人为本的教育观，以实验为基础，通過问题引导、情境设计、项目合作、资源拓展等方法，提高实验教学质量。

关键词：核心素养;高中物理;实验教学;素养提升

中图分类号：G633.7  文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）06-013

核心素养教育理念的提出，要求在教学中培养学生个人修养、社会关爱、国家情怀，注重学生个体的自主发展、合作参与、创新实践等。在高中物理教学中，实验作为教学的重要组成部分，在实验探究中，培养学生的科学思维、探究意识、物理观念、科学态度等素养，教师要重构物理实验教学方法，在优化教学模式的基础上，提高核心素养，增强实验教学质量。本文分析了物理核心素养内涵，解读了高中实验教学的价值，制定了核心素养下高中物理实验教学的有效实施策略。

一、核心素养下高中物理学科素养内涵解读

物理学是研究物质基本结构、物质运动规律的一门科学。核心素养背景下高中物理实验教学，主要在于通过学习物理有关物质、运动、相互作用、能量等基本内容，培养学生的物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等素养。主要包含以下思想内涵，如：

物理观念：认识物理学的一般规律，能够从物理学视角解释自然现象和实际问题，主要培养学生的运动、物质、相互作用、能量等观念。

科学思维：是指对客观事物本质属性以及其内在规律、相互关系的认识，能够通过合理的分析、推理论证等，概括过程，构建理想的模型，具有两个基本特征“精确性与近似性的统一;抽象性与形象性的统一”

实验探究：主要是以实验为基础，在提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价的过程中，促进思维发展，提高学生的人际交往能力和探究精神。

科学态度与责任：是在认识科学本质的基础上，通过高中物理知识点的学习，不迷信，相信科学，能够应用所学知识内容解决生活实际问题，达到学以致用融会贯通的目的。

二、核心素养下高中物理实验教学的价值

1.有利于促进学生全面发展

核心素养教育理念下，倡导在教学中要培养学生的综合素质，促进其全面发展。在传统的高中物理实验教学中，都是教师实验，学生模仿的一个状态，枯燥乏味，在被动实验、被动探究的过程中，不仅会降低实验探究的极性，还无法培养学生的动手操作能力。而核心素养背景下的高中物理实验教学，是以激发学生自主实验为主，通过实验教学探究，在探究实验原理、实验内容的过程中，使其习得知识、获得能力、形成良好道德品质。相对比以往实验教学，其根本目的是促进学生全面发展，可见其教学改革的价值所在。

2.有利于助推物理新课标教学发展

高中物理新课标指出：在教学中，教师要培养学生的物理学科素养，关注学生切实学习需求和发展需求，从学生视角出发，提高学习能力，全面、有效地提高教学质量。而核心素养背景下高中物理实验教学，是以学科素养为指导依据，以新课标为基准，通过教学内容、教学方法的优化，提高学生的学习能力，不仅体现在知识解析上，更体现在三维目标上。

三、核心素养下高中物理实验教学的路径

1.激发实验兴趣，实现自主探索，提高物理素养

兴趣是学生学习的内在动力。在高中物理实验教学中，培养学生的物理素养，要激发学生对物理实验探究的好奇心和求知欲，让学生能够自主、主动地参与探索、思考、分析，使其从旁观者、被动接受者，转为主动参与人员。而微课教学法的应用就有效完成了这一目标，故此，为激发实验兴趣，可以通过微课设计为辅助，在调动参与动机的同时，让学生学习既动手又动脑。

例如，在教学《探究加速度与力、质量的关系》物理实验内容时，主要是从加速度与力的关系和加速度与质量的关系两方面进行的研究。那么，在开展实验之前，可以利用信息技术手段，在课件中播放将小车置于水平木板上，通过滑轮与槽码相连，小车可以在槽码牵引下运动的视频，在保持小车质量不变，保持小车槽码拉力不变的情况下，让学生分析加速度与拉力变化、加速度与质量变化等二者之间的关系。随后以此视频为辅助，激发学生的自主探索兴趣，为其准备实验教具，发放实验设计单，让学生根据视频情境，以及自己对所学实验的了解，设计实验内容、实验步骤，对其结论进行猜测，随后让学生就实验方法进行讲解和演示。在激发自主实验学习兴趣的基础上，使其结合所学物理知识，对整个实验过程进行规划，培养学生的科学思维、实验探究、认真操作等物理实验素养，在发挥主体作用的前提下，做好实验教学引导，改变传统学生模仿实验的模式，最后围绕学生实验不足之处进行教学优化。这样既可以提高实验教学的精准性，又可以打造高中物理实验教学高效课堂。

2.认识实验原理，创设真实情境，培养物理观念

实验作为高中物理学习的重要组成部分，探究实验，认识实验的原理、掌握实验本质是根本目的，同时也是学生能够科学进行实验的前提。因此，为培养学生的物理观念，使其对实验内容有一个清楚的认识，在开展实验之前，可以设计真实情境为辅助，在动态播放的过程中，促使静止的实验更加直观化、趣味化。

例如，在教学《探究平抛运动的特点》物理内容时，旨在让学生能够知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的物理观念，培养观察现象、分析猜测、实验探究的科学思维，通过实验激发求知的欲望，形成科学实验态度。因此，在开展实验之前，为让学生对实验原理有一个基础的认识，培养物理观念素养，在开展实验操作之前，可以利用信息技术手段，为学生播放扔铅球、击出排球、投掷炸弹、向流水中扔小石子等视频，从日常生活实际出发，在真实视频播放的过程中，从运动和受力情况引导学生分析，他们有什么共同点，如：

①都有一定的初速度

②运动中都受到重力和空气阻力

③运动轨迹都是曲线

随后引导学生分析以相同速度抛出的重量相同的物体，运动情况都是一样的吗？在问题情境引导的基础上导出抛体运动和平抛运动的定义，让学生分析平抛运动的规律是什么？在认识原理的基础上，为其准备相应的实验教具，让学生小组分别探究“水平方向的运动规律;竖直方向的运动规律”在同步实验探索的过程中，认识实验对应的原理，提高物理观念，在情境创设，实验探究中，提高物理核心素养。

3.分析实验数据，设计有效问题，培养科学思维

在实验操作的过程中，实验数据的搜集、分析、整理，是支撑整个实验的重要载体，也是完成实验的核心。那么，为让学生能够客观搜集数据、精准分析数据，可以采用问题引导法为辅助，在设计有效问题的基础上，以问题为桥梁，让学生根据问题进行数据整理，在探索问题的过程中，使其形成良好的思维品质，培养科学思维素养，提高实验探索的精准性，提高动手探究的质量，在动手的过程中动脑。

例如，在教学实验《探究小车速度随时间变化的规律》物理内容时，主要是根据实验数据进行猜测，完成某种规律的探究，得到小车速度随时间变化的规律。那么，在教学的时候，在搜集数据和分析数据的时候，可以设计以下问题为辅助，如：

①在开始释放小车时，应该怎么做？

②要想搜集到的数据真实、客觀有效，在操作实验的时候应该注意什么？

③在探究小车运动的过程中，如果纸带上的点与点间的距离不等，是什么原因造成的？

在思考问题的基础上，让学生根据以下表格进行数据搜集、整理，如：

位置编号0123……

时间t/s00.10.20.3……

v1/（m·s-1）

v2/（m·s-1）

……

通过实验数据的搜集、分析、整理等，让学生以速度为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系，根据数据，绘制V-t图像，然后让学生用描点法根据图像，分析小车运动性质，若所得图像为一条倾斜的直线，表明小车做什么运动？求解加速度？通过实验数据环节的探究，在有效问题引导中，让学生学会科学搜集数据、分析数据、探究数据，从而培养科学思维素养。

4.参与实验探究，利用项目合作，培养探究意识

在实验探究教学过程中，传统实验，学生是根据教师演示进行的模仿，核心素养背景下，为培养学生探究意识，提高物理核心素养，教师要善于激发学生的自主参与积极性，让学生做学习的主人，在主动探究的过程中，使其感受其中的合作精神，培养科学的探究态度。因此，在实验探究开展的时候，可以利用项目合作的方法，以一个明确的项目为中心，以组为单位，让学生自主对实验内容、实验步骤、实验方案进行规划设计，在自主实验探索的过程中，通过合作探究、项目分析，培养科学探究素养。

例如，在教学《探究弹簧弹力与形变量的关系》物理内容时，教师可以以此为项目主题，以组为单位，让学生小组根据项目主题自主规划实验目的、探究实验原理、分析实验器材、规划实验步骤等，在此过程中，为提高项目实验的质量，可以利用微课教学法为辅助，在微课课件中，为学生播放弹簧弹力与形变量的关系实验内容，将弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，在实验直观演示的过程中，根据实验情境，让学生小组设计实验内容和实验方案，以组为单位，为其提供实验教具，让学生小组做课堂学习的主人，自主进行实验，最后，派遣学生小组将项目实验探究情况进行量化展示，在分析实验、动手操作、项目实验的过程中，培养科学探究素养，引导其说一说小组成员在此实验过程中的参与情况，交流在项目实验中遇到的问题和问题解决方案。通过项目合作法，在自主实验、交流共享的过程中，培养学生科学的探究意识，从而使其通过实验提高自己的动手能力，在合作中，感悟团队精神，提高人际交往能力和实验探究质量。

5.点评实验过程，落实多元多维，培养科学态度

课堂教学点评作为教学的收尾阶段，是对整个教学过程的评价分析，也是学生认识自我、提升自我的重要环节。因此，在高中物理实验教学中，为培养科学态度与责任素养，教师可以运用多元多维的方法为辅助，在多内容、多主体共同点评的过程中，培养科学态度，在内容延伸的过程中，树立社会责任感，让学生在实验点评中认识实验与生活、与社会发展的紧密关系。

例如，在教学实验《验证机械能守恒定律》物理内容时，主要是树立能量观念，知道在实验中选取测量点的有关要求，会测量下落的高度和瞬时速度，能够正确进行实验操作，通过实验以及误差分析，培养实事求是的科学态度，激发对物理规律的探索欲望。故此，在实验点评的时候，除了让学生根据自己动手实验探究视频、实验设计报告单、实验数据分析以外，还要结合学生在实验过程中，对实验问题解决思路的分析、同伴合作互助情况，以及相关物理知识点在实际生活中的应用等内容进行综合点评分析，通过多元化点评，使其在自评互评的过程中，形成科学的实验探究态度，如，在实验探究中，讨论了本实验要不要测量物体的质量？通过讨论探究得到验证机械能守恒定律表达式，式子两边均有重物的质量m，因而也可不具体测出m的大小，而将m保留在式子中;还讨论了对实验中获得数条纸带应该如何选取的问题。通过问题解决思路的点评，促使评价更加完善，最后将学生实验情况以及学生个体点评等资源发放在校园共享群中，让家长和学生共同参与，在多元多维参与点评的过程中，培养科学的实验态度，让学生依据实验为核心，思考机械能够守恒定律在日常生活中有哪些应用？进行总结反思、应用实践，从而提高学生的物理核心素养。

综上所述，核心素养下高中物理实验教学，不仅可以提高学生的学习能力，还可以促进学生全面发展，提高高中物理实验教学质量。因此，教师一定要重视物理实验，重视核心素养教育理念的落实，以实验为核心，通过创设真实情境、设计有效问题、项目合作、多元多维点评等，提高物理学科素养，增强物理实验教学质量。

参考文献：

[1]马永建.核心素养下的高中物理实验如何教学[J].文理导航（中旬），2020（10）：32+34.

[2]吴文镇.核心素养背景下高中物理实验教学探究[J].中学课程辅导（教师通讯），2020（18）：24-25.

[3]李治常.基于核心素养的高中物理实验教学探究[J].试题与研究，2020（25）：77-78.

[4]张凯恋.核心素养下高中物理实验教学研究[J].试题与研究，2020（23）：81.

（作者单位：浙江省诸暨市湄池中学，浙江 诸暨 311814）