探索高中物理实验教学学科核心素养培养途径

刘 芬

(江苏省运河中学 221300)

实验是高中物理学科的教学重点，一节有探究价值、内容丰富、形式新颖的实验课，不仅能激发高中生物理学习的热情，也能帮助学生养成良好的物理学习观念.随着新课改的深入推行，培养学生的学科核心素养已然成为高中物理教学的主要任务.其中物理观念、实验探究、科学思维、科学态度与责任均为物理学科核心素养的重要组成，需要教师以实验作为教学载体，将这些核心素养巧妙的融入到实验课程当中.为了达成此目的，物理教师应当结合教学实践，从中总结成功的授课经验，为学生营造和谐、高效的实验学习环境.

1 高中物理核心素养概述

关于高中物理学科核心素养，是学生们在接受物理知识的过程中，通过循序渐进的方式，来形成一种能充分适应社会发展需求、拓展自身成长潜力的一种优秀的学习品质.核心素养不只是学习能力的沉淀，更是学生在文化底蕴、思维水平、探究精神、价值观念的一种综合表现.

高中物理核心素养一共包括四个方面：物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任.其中，物理观念要求学生能用物理学科的视角来观察世界，对能量、物质、运动等概念产生最基本的认知.科学观念同样以物理视角作为切入点，要求学生能深入挖掘事物之间的相互关系、事物之间的内在规律、事物自身的本质属性.这需要学生将论证、推理、质疑、创新的思考过程统筹在一起，将经验和事实概括出来，构建出科学的物理模型.实验探究核心素养重点在于实践，要求学生能在学习的过程中发现问题、提出问题、大胆猜测、形成假设，并在此基础上主动获取信息、找出证据、分析结论、给出解释.除此之外，学生还要具备合作、评价、反思的学习能力.科学态度与责任是要求学生在认识科学本质的基础上，形成“STSE”观念，即理解“科学——技术——社会——环境”之间的关系，从中产生对物理知识所应有的学习态度和社会责任.

随着新课改的深入实施，高考物理试卷的内容也发生了巨大的改革，将学科素养作为了考查重点，要求学生不仅能掌握和理解物理学科的基本规律、基本概念、基本方法，还要关注物理知识在日常生活中的应用价值，做到学以致用.简而言之，是将学生的关键能力、必备知识和价值观融合为一个整体，这样才能为核心素养教育打下坚实的基础.

2 高中物理学科实验教学培养学生核心素养应遵循的原则

2.1 以生为本

在新课改的背景下，教师若想贯彻核心素养教育，首先要将学生作为教学主体，给予学生学习的主动权，充分激发学生的主观能动性.让学生能主动参与到探究新知的过程之中，摆脱教师的束缚，从自主学习中获得充足的锻炼.

2.2 启发为主

对于物理实验教学，教师虽然要遵循“以生为本”，但并不意味着教师完全对学生放任不管.当学生在实验过程中遇到难题时，教师要适当给予学生提示，为学生提供探究的学习思路.介入的尺度需要教师合理把控，既要起到引导教育的作用，又不会过分干涉学生的探究过程.换言之，物理教师应当改变传统的“教师讲——学生记”授课模式，转变为“学生讨论——总结问题——介入指导——答疑解惑——继续讨论”的循环学习过程.

2.3 因材施教

由于高中生的物理基础、思维水平、学习习惯、性格特点存在一定的差异性，在物理实验课程中必然会表现出不一样的学习效率.比如某些思维敏捷、擅长动手的学生，对实验接受的速度较快，且能表现出强烈的学习兴趣.在物理实验教学中，教师应当合理调控学生之间的差异，落实因材施教的原则.否则，学习水平在中等级别或学困级别的学生，很容易因为跟不上学优生的学习进度，而对实验课程产生一定的抵触感，从而不利于核心素养教育的实施.

2.4 强化体验

传统的实验教学，通常让教师先进行示范，再让学生模仿操作.对于高中生而言，这种学习体验无疑十分枯燥乏味.想要在物理实验教学中提高核心素养的培育效率，教师应当通过生活导入、创设情景、趣味游戏等方式，强化学生的学习体验.当学生对物理实验产生浓厚的兴趣，就会对新知识滋生探究欲望，转化成学习的内驱力.由此，高中生就会变被动为主动，积极参与到实验学习之中，促进学科核心素养的提高.

3 高中物理学科实验教学培养学生核心素养的有效途径

3.1 设计趣味实验，焕发学生的学习热情

对于实验教学，教师应当设计趣味盎然的课题，能在第一时间引起学生的学习兴趣，激发学生的探究欲望.这样既可以为培养学生的实验探究素养打好基础，也能将复杂难懂的物理理论以直观生动的实验形式展现在高中生面前，有效提高学生的思维理解能力.

比如，教师在教学人教版必修第一册第四章“牛顿第一定律”，为学生普及“惯性”的概念时，可以设计一个有趣的实验游戏.教师需要事先准备一副象棋，将6颗棋子重叠在一起，向学生提问：如何在不动上面5颗棋子的前提下，将最下面的棋子取出来，同时，还要保证上面棋子的重叠状态.这有悖于学生的生活常识，很容易引起学生的探究兴趣.当学生经过研究，找不出解决方案后.教师适时的揭秘答案，利用一根直尺，紧贴桌面，迅速将最下面的象棋敲飞.当学生看到这个物理现象，就会迸发浓厚的求知欲望.教师再因势利导，讲解惯性的概念，这个物理知识就会牢牢的记忆在学生的脑海之中.

3.2 结合生活元素，体现实验的应用价值

在教学人教版高一物理必修一第三章中“摩擦力”时，教师可以列举生活中常见的摩擦力物理现象.譬如汽车车轮、鞋底上为什么要设计花纹？可乐瓶的盖子为什么不是光滑的而是有纹路的？用手心搓动桌面为什么会产生响声？由生活中的常见元素来进行导入，启发学生的深入思考.随后，教师再引入有关摩擦力的实验：让学生先尝试站在教室的地面上滑行，看看自己能滑出多远.然后在地面上洒水，再让学生在湿润的教室地面滑行，对比两次滑行的距离.这样的物理实验充分体现了生活气息，可以调动学生参与实验的积极性，为培养学生的物理学科核心素养打好基础.

3.3 严谨设计环节，优化学生的学习品质

在教学人教版必修一第四章“超重与失重”时，教师如果想要通过弹簧秤的实验来分析超重和失重的内涵，必须要通过实验过程来构建超重的减速下降、加速上升以及失重的加速下降、减速上升四个教学情境.有些教师在实验教学时，一般会用手提着弹簧秤完成实验.但在实验过程中，学生很难看清弹簧秤上的读数变化.对此，教师可以利用手机的摄像功能，将弹簧秤运动过程中的变化拍摄下来.通过慢放功能准确展示出弹簧秤上的数值.由此，既保证了实验环节的严谨程度，也在潜移默化中培养学生一丝不苟的学习态度，这对于学生物理学科核心素养的成长大有裨益.

3.4 组织小组学习，锻炼学生的物理素养

在教学人教版高一物理必修第三册第十一章时，有关电路及其应用的知识点，学生可以通过小组互助来开展物理实验.由于学生的物理基础存在差异性，各个小组需要根据能力来进行分工.譬如操作能力较差的学生可以负责记录实验结果，理论较强的学生负责完成实验设计，操作能力较强的学生负责调整电路.由此，通过多方合作，将学生的优点结合起来，在实验过程完成互补互助.这样可以让每名学生都能收获良好的实践体验，帮助不同学习层次学生的物理学科核心素养都能得到切实的提升.

3.5 大胆迁移知识，发散学生的物理思维

高中生学习物理实验切忌思维僵化，只懂得按部就班的参考固定的步骤完成整个实验过程.在学生群体中不乏有这样的错误理念，认为实验只能在实验室中通过规定的道具进行.抱有这样的思想，不利于学生学科核心素养的成长，教师应当引导学生大胆的迁移知识，有效发散学生的物理思维.

3.6 注重实验评价，培养严谨的科学态度

教学评价是教师和学生在实验课程中总结得失的重要环节，完善评价过程，可以帮助学生找出实验学习中的不足，培养学生实事求是、科学严谨的实验态度，促进学生物理学科核心素养的稳定成长.

比如，在教学高一物理必修第一册第四章有关“加速度与力、质量的关系”的实验教学时.教师的评价重点不应单纯放在实验报告上，而是要结合学生的实验表现、操作的严谨程度、合作学习的积极性等角度进行全面的考察.从中分析学生的学习优点与缺陷，并通过教学评价的总结为学生制定科学的学习计划，这样才能帮助学生更好的纳长补短，为学生学科核心素养的成长提供有力的学习条件.

通过物理实验落实学科核心素养是一项任重道远的任务，需要教师倾注大量的精力，通过积极的反思，找出实验教学中的不足之处，并及时的加以改正，加强实验课的教学质量.物理教师需要谨记，以核心素养教育为目的，不能采用传统的“教师示范——学生模仿”的方式打开实验课堂，而是要鼓励学生主动探索、认真思考，在实践的过程中体会学习的快乐，促进学生物理综合能力的提升.