浅谈如何在高中物理实验教学中培养学生的核心素养

张海燕 耿培娟 朱贺

摘要：当前，学科素养的培养已成为教育教学首要任务，广大教育工作者一直致力于探索教学过程中学生核心素养的培养。对高中物理教学而言，其学科核心素养需经历“对提出的物理问题进行猜想和假设，根据猜想与假设来设计实验，并将其有效完成， 之后需要就实验过程与结果进行交流及反思”这样的一个过程， 学生亲身经历这一过程，可以提高其物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与能力，这正是高中物理学科核心素养的重要体现。本文以人教版高中物理教材中实验教学为例，浅谈如何在实验教学中培养学生的物理学科核心素养。

关键词：演示实验;学生实验;探究性实验;模拟实验

中图分类号：G633.7文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2021）29-0056

一、在演示实验中帮助学生构建物理观念

物理观念是指学生通过学习物理知识，逐渐形成能够从物理角度分析和解释一些现象的能力。教师可在教学中巧妙地设计一些演示实验，引导学生通过实验现象形成清晰和具体的物理观念， 学会应用所学知识解决实际问题。

比如在讲授“伽利略对自由落体运动的研究”一节中，教师可以这样来设计：提前准备好一张光盘和两张与光盘形状一模一样的白纸。先拿出光盘和一张白纸展示给学生并提问：“同一高度同时释放，哪个先落地？”学生一看质地不同重量不同， 当然是光盘先落地啦。教师演示并得出结论：重的物体先落地，轻的物体后落地。接着老师再拿出那两张白纸，展示给学生看：重量一样。然后将其中一张揉成团，再提问学生：“还是同一高度同时释放， 哪个先落地？”学生会思考片刻并回答“纸团先落地。”教师再演示给学生看，并且马上接着提问：“为什么不是同时落地？”学生会想到两者形状不同了，教师再启发“形状不同会影响到什么？”学生或许会想到受到的阻力不同，形状越大受到的阻力越大，形状越小受到的阻力越小。那教师接着提问：“如果阻力消失呢？哪个先落地哪个后落地？”学生会迟疑而不能立刻给出答案。此时教师就拿出牛顿管，向学生展示其中形状一样大小的羽毛和铁片，先是演示有空气的情况：两者同时从管的一端落下，铁片先落到另一端;再演示真空的情况：用抽气泵将管中抽成真空，再将两者同时从管的一端落下，结果发现两者同时落到另一端。至此学生已经建立了轻重物体在真空中下落一样快的物理观念， 同时也明白阻力是造成不能同时落地的原因。

物理教师通过创设实物情景展开教学，既能够激发其学习兴趣，又能够使学生在体验与思考中形成科学观念，为后续学习奠定坚实基础，有效促进知识向能力和素质转化。

二、在学生实验中引导学生建立科学思维

科学思维也可称为科学逻辑，遵从历史性、方法性和逻辑性三原则，是通过对感性事物认知和加工后所形成的一种抽象概括思维能力。高中物理教师在教学中要培养学生科学思维，首先要引导学生从物理学角度观察和认识客观事物的本质属性和内在联系，然后通过事实证据和科学推理得出相应结论，并将这种思维能力用于解决实际问题，提出一些创造性见解。学生只有具备了科学思维，才能对简单物理现象进行分析和推理，养成质疑与创新意识。

例如教师在讲授“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时，可以鼓励学生在教室里利用教室的桌子和凳子进行定性的研究。将桌子反过来，面朝下倒放在教室地面上，让不同数量的学生站上去，请同一个同学去推桌子，体验站不同数量同学推桌子的难易程度，从而说明滑动摩擦力的大小与其表面的正压力成正相关;然后在地面上泼一盆水，改变桌面与地面间的粗糙程度，再来推一次，会感觉比之前轻松多了，进而说明滑动摩擦力大小与接触面间动摩擦因数成正相关。由此再来引入课本上关于滑动摩擦力与正压力、动摩擦因数的定量关系式就自然而然地多了。

在此过程中学生不仅亲自参与科学探究，更重要的是他们也体验到了一种重要的科学思维和方法：控制变量法。相信参与过的学生在后继学习中对于控制变量法会有更灵活的应用和创新。

三、在探究性实验中培养学生的探究意识和提升其探究能力

物理是一门以实验为主的学科 ，教师在教学过程中不僅要将物理知识传授给学生 ，还要培养其实验探究意识与能力，使他们在日常学习与生活中做到发现问题后能够提出合理猜测与假设， 进而通过获取和处理相关信息对问题进行解释。

比如在进行“探究线圈的互感和自感现象”的实验中，鼓励学生自己动手设计探究方案。教师引导知识：奥斯特告诉我们电能生磁，法拉第告诉我们磁能生电，我们怎样设计实验能实现这两个过程呢？给学生提供器材：电磁炉、手机以及充电器、电线十米。经过小组同学思考与讨论，设计了手机无线充电实验：将十米长电线绕成直径约为三十公分的一盘线圈， 电线两端与手机充电器的两个金属片用绝缘胶布固定好。将线圈放在电磁炉面板上，打开电源接通电磁炉，将充电器另一端插入手机充电端，会惊奇地发现手机显示正在充电中。学生惊呼好神奇，线圈“没有连”任何电源居然能给手机充电，那么究竟是哪里给手机提供能量呢？设计者给同学们解释：说没有电源不准确，电源正是来自那盘线圈。电磁炉里的线圈通入的是交流电，产生变化的磁场，这个磁场就让我们绕的线圈中产生了感应电动势，进而向手机中充入了电流。

通过教师给学生提供器材，学生分小组合作完成实验，既能够提高学习兴趣，培养合作意识，也能够激发探究意识和创新能力， 同时也提高了其动手操作能力。

四、在模拟实验中锤炼学生科学研究态度与责任

高中物理因学科特点将科学态度与责任作为核心素养之一 ， 要求物理教师在教学中能带领学生认识到科学本质，理解 STSE ， 养成科学态度，遵从科学伦理，为国家科技发展贡献一份力量。学生在学习物理知识时要逐渐认识到学科知识随着时代进步和科学发展一直在不断更新， 只有树立正确的科学态度，具备科学责任感，不迷信权威，做事情、搞科研做到实事求是，才能推动社会进步与发展，具备保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感，进而改善人类生活。

例如，教师在讲授“反冲运动与火箭”一节时，可以给学生播放我国研发火箭的艰难历程视频以及多级火箭的构造和设计原理模拟视频，让学生在掌握反冲原理的同时感受到我国科研人员精益求精一丝不苟的工匠精神和献身精神，激发学生的民族自豪感和责任心，立大志科技报国。

笔者认为：高中物理课堂都可以上成各种实验课，主要依靠教师的用心设计，不仅要创设精彩的教学情境吸引学生注意，激发学生兴趣，还要通过巧妙的教学设计和方法，打造高效教学课堂，使其在物理学史、物理实验、生活物理、多媒体教学中形成物理观念、建立科学思维、提升实验探究能力、锤炼科学态度与责任，成为新时代学科本领强、综合素质高的新青年和接班人。

参考文献：

1陈丽珊.基于高中物理学科核心素养的物理教学探究[J]基础教育研究2016（20）：7-8

2李富忠.高中物理课程教学中核心素养教学策略探究[J]考试周刊2018（14）：167-167

（作者单位：洛阳外国语学校河南471000）