核心素养导向下的高中物理实验教学创新策略

■文/王先义

随着新课改的不断推进，学生核心素养的培养引起了教师的高度重视。在高中阶段的物理教学中，教师除了确保学生掌握相关的物理知识，同时要培养学生的逻辑思维、实践应用能力等，以提升学生的物理核心素养。作为高中物理教学中的重要组成部分，物理实验可以使学生对相关物理知识、物理现象有更为深入的理解，调动学生的学习兴趣，提高教学质量。高中物理实验教学应以提升高中生的核心素养为培养目标，为学生未来的发展奠定基础。

一、核心素养内涵

核心素养是知识、能力和态度具体化、综合化的表现，它明确了学生应该具备的适应终身发展和社会发展需求的必备品格和关键能力。教师将培养学生的核心素养作为人才培养的目标，符合社会的发展需求，能够培养出更多高素质、有能力的人才。在高中物理教学过程中，教师不仅要让学生掌握课本上的知识，还要着重发展学生的物理学科核心素养，基于物理学科的核心素养进行教学设计。

二、培养学生核心素养的重要性

（一）促进学生个人发展

过去的教育偏重应试教育，很多学校和教师的培养目标是让学生考出好成绩，普遍存在以分数为尊的理念。在这种应试教育模式下，一些学生虽然成绩很好但实践能力较弱。为了促进学生的全面发展，为社会培养更多真正有能力、思想观念先进的人才，教师应提高对核心素养培养的重视程度。物理核心素养不仅强调物理基础知识，更注重对学生物理思维的训练。科学探究能力是学生需要掌握的基本能力之一，教师可通过提出问题、建立假设、设计实验、实验操作、数据处理、得出结论等实验步骤，培养学生独立思考、动手操作的能力。

（二）促进社会发展

当前，我国社会需要的人才不再是从事机械劳动的工人，而是能够提供创意和创造的创新型人才。新时期教育改革强调，在学习知识的同时，着重锻炼学生的科学思维，培养学生的探究能力，发展他们的科学思维和创新创造能力，促进科学技术的发展和社会的进步。

三、核心素养下的高中物理教学问题

（一）教师素养有待提升

自教育改革以来，许多高中教师在积极践行和探索以提升核心素养为目标的教学方式。但是在实际教学过程中，许多高中教师仍然受传统观念影响，对培养学生的核心素养缺乏正确的认识，他们过于关注学生的成绩，忽视了对学生的素质教育，导致部分学生产生厌学心理。同时，在高中物理实验中，部分教师为了节省时间或是赶课程进度，会直接告诉学生实验步骤，甚至以教师演示代替学生实验。

（二）物理课重视程度不够

在中学阶段，物理是一门全新的科目。由于学生对物理的认识程度不足，且物理学习难度较大，学生对物理的学习兴趣不大。教师作为教学活动的引导者，应该在教学中发挥引导作用，激发学生的物理学习兴趣。但是，一些教师在教学过程中照本宣科，讲解内容通常浮于表面，无法有效地激发学生的兴趣，这在一定程度上影响了教学效果和学习质量，不利于学生物理学科核心素养的培养。

（三）实验室设备不完善

物理实验教学是高中物理教学的重要内容，比如人教版物理实验目录中的用打点计时器研究自由落体运动、伽利略斜面实验等。这些实验对提高学生的逻辑思维能力和实践能力具有积极作用，但是就当前的教学情况而言，部分学校的实验课程较少，实验室环境较差，实验器材也相对不足，存在保管不妥善等问题。这导致学生无法有效锻炼实践操作能力，限制了学生核心素养的提升。

四、基于核心素养的高中物理实验教学创新策略

（一）突破传统模式，强化物理观念

教师只有改变传统的教学模式，才能适应新的教育观念。因为物理知识较为抽象，很多学生难以理解物理概念和规律，所以教师要通过演示实验加深学生对物理概念的理解。例如，在讲解瞬时速度这一概念时，教师可以为学生演示木块从平整倾斜的长木块上下滑的过程。学生经过讨论，可能会提出测时间、全程位移和时间，但无法证明其速度越来越快。在此基础上，教师可以引导学生分两段、四段、八段测量时间。但在具体演示过程中，学生会发现木块的下滑速度太快，无法测量每段位移的时间。这时，教师可以引导学生将红墨水装在注射器里，每隔一定时间滴一滴，并用橡皮筋绑在物体上进行演示。教师创设具体的速度变化情境，并引导学生对这一具体情境进行分析，能够让学生认识到引入瞬时速度的必要性，使学生在具体问题情境中理解极限的含义，加深对瞬时速度的理解。另外，实验探究能激发学生的学习热情，提高学生解决问题的能力。

（二）开设课外实验，锻炼探究能力

教师平时可以安排一些小项目实验，让学生在现场自主探究。教师可将探究类问题设置成实际操作问题，以充分锻炼学生的动手实验能力。例如，在学习“运动的描述”公式时，教师可以放手让学生尝试利用身边常见的小物品设计一套实验小方案，测量一个从2米高处垂直下落的小球的最大落地平均速度。学生在实验过程中，加深了对瞬时落下速度、平均坠落速度概念等的理解。此外，教师要适当引导学生，帮助学生完成探究。对于每名学生独立设计的实验方案，教师要给予充分肯定，有效提高学生的独立探究能力。

开设课外实验是为了让教师在教学过程中提升学生的核心素养，因此，相对完备的物理实验室是必要的，这样教师才可以更好地开展实验教学。同时，在进行物理实验时，教师可以使用过程式教学法，鼓励和引导学生自主参与实验，让学生通过一系列的实验步骤了解物理问题，进而得出科学的结论，以此培养学生的探究精神和实践能力。

（三）开展合作探究，促进全面发展

在高中物理教学中，教师要始终注重培养和发展学生的实践能力，在实践中激发学生的创造力，促进学生的全面发展。教师应着重考虑高中生的特点，采取合作和探究的教学方法。例如，在证实摩擦力守恒的物理实验活动中，教师可以考虑采用学生分组参与实验操作的方式，让学生进行物理实验课题探究，增强学生的沟通技巧和集体合作意识。学生小组之间可以互相沟通，分享其物理实验思路。一些学习能力较强的学生，可以分享他们的物理学习经验；而物理基础能力较弱的学生，往往难以在短期内独立完成全部实验环节，在这种情况下，他们可以通过教师的引导或同学的帮助，逐渐提高自身的实践能力。

（四）加强数据分析，培养科学精神

认真求实是探索科学知识的基础，教师在教学中要注重培养学生实事求是、勇于质疑的科学态度。教师可以在教学中适时介绍一些物理历史，如库仑定律的历史。库仑定律强调力和距离的平方成反比。多年来，许多物理学家精心设计实验，探索库仑定律的准确性，目前精确度最高已经达到10-16的数量级。通过教师的介绍，学生能够感受到物理学家严谨认真的实验态度和锲而不舍的科学精神，继而，在学生进行物理实验时，教师要求学生认真记录、处理实验数据，进行误差分析。这可以帮助学生正确地设计实验方案，选择适合的实验仪器，深入理解实验原理，使学生养成严谨的实验操作习惯。在物理实验中，部分学生做完实验后没有进行误差分析，有些学生为得到正确的实验结论，随意改动实验数据，导致实验失去意义。教师要耐心地培养学生的实验态度和规范的实验操作意识，这对于学生今后的职业规划和人生发展具有重要意义。

为了适应社会与时代的需求，教师需要改变教学观念和教学方式，全面提升学生的物理核心素养。在教学设计中，教师要根据高中生的具体情况和教学目标，设置问题引导学生思考，以小组合作形式组织科学探究活动，让学生在课堂中发展科学思维和科学探究能力。