核心素养下高中物理实验教学探究

摘 要：物理属于理科，最大的特点就是抽象，教师如果一味机械地讲解，会让学生觉得原本就抽象的知识变得更难懂，从而对物理学习丧失兴趣。鉴于物理是一门基于实验的学科，所以教师要将实验重视起来，发挥物理实验的核心素养作用，让学生准确高效地理解知识、掌握知识。教师要了解核心素养的内涵，以此为基础设计实验内容，才能正确引导学生参与实验，提高实验教学效果。文章从意义、现状、策略等方面入手，阐述了核心素养下高中物理实验教学的探究。

关键词：核心素养;高中物理;实验教学

作者简介：赵彦刚（1970—），男，甘肃省陇南市宕昌县第一中学，高级教师，本科学历。

引 言

核心素养作用的发挥可以有效地提高学生的实践能力、动手操作能力。因为物理是一门抽象性很强的学科，需要学生具备一定的抽象思维和逻辑能力才能准确地理解知识、掌握知识。而高中阶段的学生身心皆处于发展状态，学生在学习过程中会遇到很多的困难，不知道要怎么去解决。针对这种情况，教师可以借助实验教学来对学生进行有效的引导，引导学生的时候，教师要发挥核心素养的作用。只有这样，才能让学生深刻地理解知识、掌握知识，才能提高学生的学习效率。

一、高中物理核心素养的基本内容

学科的核心素养集中体现教育的育人价值，是学生经过学科的学习，逐渐具备的能力、品格、正确的价值观念。教师只有明确物理学科核心素养的内涵，才能真正将教学过程与核心素养结合起来，提升物理教学的效果。

物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。

二、基于核心素养的高中物理实验教学的意义

在高中物理的教学中，有针对性地对学生的核心素养加以培养，不仅能够让学生的物理学习效率有所提高，同时也能够对学生的个人能力发展产生积极的引导作用。而实验作为物理学科十分重要的一部分，更需要教师和学生给予更多的关注。教师基于学科的核心素养，选择合理的教学方法，注重发挥实验教学的作用，能够凸显物理学科的特色，能够让学生在课堂上获得更加丰富的体验。

（一）培养学生形成物理观念

物理观念是物理学科基本的核心素养，而高中物理学科包含了物质、运动、能量等多种多样的内容。开展高中物理实验教学，能够让学生通过实验领悟物理观念的内涵和思维逻辑，感受物理学科的魅力，进而培养学生形成和发展物理观念，让学生能从物理学科的角度解释自然现象并且能应用基本的物理知识解决生活中遇到的问题。

（二）培养学生科学思维和创新

在物理实验过程中，学生需要思考实验的关键是什么、实验出现的问题是什么、解决问题的思路是什么、应该怎样分析实验原理、怎样操作实验、怎样处理实验数据等问题。学生参与物理实验，能够获得科学建构模型、科学推理论证、科学创新的能力，进而培养了科学的思维能力。

（三）培养学生科学探究和交流能力

借助高中物理实验教学，学生能够在合作探究中与他人进行交流互动，甚至进行思维的碰撞。这样，学生在实验中互相帮助、互相学习，能够培养学生善于沟通、善于合作的能力，增强他们物理探究的主动性和对物理实验的参与度。

（四）培养学生科学态度与责任

物理实验需要严谨和认真，任何一个步骤的马虎都有可能导致实验的失败。教师引导学生秉持实事求是的科学态度，严格遵守实验的规范进行操作，能够在一定程度上强化学生的责任感，让学生养成严谨认真、实事求是、持之以恒的科学品质。

三、高中物理实验教学的现状

物理是一门与自然紧密相关的学科，高中阶段的物理学习研究的主要内容是自然现象和自然界的运动规律，需要较强的抽象思维、推理能力以及创新能力。因為高中阶段学生个人的思维能力发展尚未完善，在物理学习中难免会遇到各种各样的问题。如果教师充分发挥物理实验教学的作用，就能够让物理实验为物理课堂教学服务，帮助学生解决物理问题，培养学生的学科核心素养。但是，物理实验教学的应用现状并不乐观，体现在学生缺乏物理学习兴趣，教师对物理实验教学不重视，教师实验教学的设计和组织存在问题等多个方面。

（一）学生缺乏物理学习兴趣

学生对某一学科的学习兴趣越浓厚，学习的积极性就越强，就越能获得令人满意的学习效果。高中物理学科内容多、难度大，对逻辑思维能力的要求高。如果学生缺乏对物理学习的兴趣，就无法把握正确的学习节奏，无法建立清晰的知识结构。在目前的高中物理教学中，教师没有将理论知识的教学与实验教学有机结合起来，教学方式机械单一，加大了学生的学习难度，导致学生无法对物理学科产生学习兴趣。

（二）教师对物理实验教学不重视

一方面，在传统教学观念的影响下，很多教师没有充分地认识实验教学的重要性和必要性，只将教学的重点集中在理论知识的教授上;特别是在以往应试教育的影响下，实验课程被教师忽视，实验的课时被各科教师挤占甚至被取消。这样造成的后果是学生的实践探究、动手操作的机会少之又少，学生无法通过物理实验形成良好的学科核心素养，物理学科的学习效果大打折扣。另一方面，有的教师自身缺乏足够的实验相关素养，实验教学的能力达不到课堂教学的要求，无法驾驭物理实验的课堂教学。又或者是有的教师在物理课堂上只以应试为目的，让学生机械地记忆实验的操作流程，学生的动手能力没有得到充分锻炼，实验操作水平也没有得到有效提升。

（三）实验教学设计、组织存在问题

在当前的高中物理实验教学中，实验教学设计、组织存在一定的问题，很大程度上影响物理实验教学的效果。教师在组织学生开展物理实验时，过于形式化，只做表面文章，忽略了物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任的核心素养育人功能。实验教学设计方面，一是教师在设计实验内容和实验过程的时候，没有遵照课程标准的要求，没有明确教学目标，造成实际实验的内容和实际教材的理论之间脱节，无法真正实现理论与实验的有机结合。二是在实验教学的时间安排上，大部分教师时间分配不合理，主次安排不合理，教师进行讲解的时间过多，学生动手操作的时间过少，不足以发挥实验教学的真正作用，也无法凸显实验教学的科学性。实验组织方面，一是部分教师对实验教学的认识不到位，存在“怕麻烦”的思想。表现在教师在实验前就把实验的步骤、结果等要素完全告知学生，甚至还会提前帮学生把实验的装置都组装、调节到位，而学生参与实验的过程仿佛就是走个过场。学生在实验中无法最大限度地动手操作、动脑思考。二是在具体的实验过程中，教师的监管不到位，对学生在实验过程中出现的问题没有跟踪到位，没有及时提供指导帮助。当教师组织学生以小组合作的形式开展实验时，有的学生当“甩手掌柜”，完全没有参与到小组实验中;有的学生比较调皮，扰乱小组的实验秩序;有的小组分工不合理，使部分学生一节课下来都没有动手操作的机会;有的小组操作不规范，遇到了问题无法解决，浪费了宝贵的实验时间……上述教学设计、组织上存在的问题，造成学生实验的效率不高、实验的效果不佳，更不用说物理学科核心素养的提高了。

四、基于核心素养的高中物理实验教学的策略

（一）基于物理观念和应用能力，引入生活化实验

物理来源于人类对自然界、对生活种种现象的观察和研究，所以物理和学生的实际生活息息相关。因此，教师为了培养学生的物理观念，使学生在以后的学习与生活中能够更好地应用物理知识解决遇到的问题，就可以尝试在教学中引入生活化的物理实验，引导学生将实际生活经验与物理知识有机融合。

例如，在学习“向心力”的相关知识时，教师就可以在原有实验的基础上进行生活化的拓展延伸。教师先提供一段背景资料：施工人员在修建公路的过程中，往往会在转弯的地方对路面进行一定程度的增高，这样车辆在转弯的过程中就能有足够的向心力，就能有效地避免车辆冲出路面的事故。根据这一生活化的背景资料，教师可以引导学生自主设计相应的对照实验，实验器材包括：一节平轨道、一节外部增高的轨道、小车、高台、俯冲轨道。学生将实验器材组装好后，分别在不同的轨道将小车从高台上开始做俯冲运动，观察小车在哪条轨道上会冲出去。这样，学生就能直观地得出“外部增高的轨道能够有效避免小车冲出去”的结论。通过这样以生活现象为基础的实验教学，学生就能充分理解向心力的含义及特点，还能了解其在生活中的实际应用，有效地培养了学生的物理观念和应用能力，让学生真切体会到物理知识在生活、生产中的应用价值，培养学生观察生活的意识和社会参与的责任感。

（二）基于科学思维和创新能力，鼓励学生创新实验

教师需要转变传统的教学观念，要将实验教学重视起来，并根据新课改的要求，将教学方式、教学观念进行调整、更新。因此，为了培养学生的科学思维和创新能力，教师就要在原有实验的基础上引导学生敢于质疑、大胆创新，提升学生的学习效果。

例如，在进行“加速度和力、质量的关系”这一实验时，由于实验难度较大，教师要提前在课堂上让学生充分了解该实验的目的、原理、步骤等内容，再进行实验操作。从具体的实验过程来看，虽然有的学生已经按照教材的步骤进行操作，但是得出的实验结果存在较大的误差。为了锻炼学生的科学思维与创新能力，教师不要直接给出答案，要引导学生进行深入的思考分析。一番思考后，学生就能发现实验结果存在较大误差是因为实验室所提供的小车质量无法满足远大于钩码的质量。在学生得出这一结论后，教师还要积极地鼓励学生对实验进行创新：实验室有质量更大的小车吗？如果没有，要怎样改进实验才能降低实验结果的误差呢？这样的问题能有针对性地引导学生对实验进行优化创新，学生通过交流讨论、查阅资料或者不断尝试，就能找到不需要小车质量远大于钩码质量的实验方案。利用这样的实验教学方式，不仅能够帮助学生掌握实验内容，还能有效地锻炼学生的科学思维和创新能力，实现物理核心素养的培养要求。

（三）基于科学探究和交流能力，鼓励学生合作实验

在日常的教学中，教师需要采用多元化的教学方式去培养学生的探究能力。在学习活动中，学生对合作的态度越积极，他们解决问题的能力就越强。因此，教师要以发展学生科学探究和交流能力为目标，鼓励学生用合作的方式完成物理实验。

例如，在引导学生进行“加速度和力、质量的关系”的相关实验时，教师就可以结合核心素养的具体要求，让学生自主分工，合作完成实验器材的安装、实验数据的记录、实验误差的分析、实验结果的分析等内容。这样，学生小组成员间的相互配合不仅可以提高学生的实验效率，还能锻炼学生的探究交流能力，让他们在探究交流的过程中享受合作的成果，取长补短，共同进步。

（四）基于科学态度与责任，提高学生的责任意识

物理是一门十分严谨的学科，学生只有在学习的过程中秉持认真、负责的态度进行学习，才能深入了解、掌握物理知识。因此，教师在开展实验教学时，要严格要求学生。比如实验开始之前要开展实验安全培训、明确实验注意事项;实验过程中要提醒学生遵守课堂纪律、遵守操作流程;实验结束后要对实验结果进行实事求是、严谨认真的分析总结等。

例如，在引导学生进行“测量电源的电动势和内阻”这一实验的过程中，一般会用到电阻、电表等相关实验仪器，尤其是滑动变阻器。但教师要让学生注意调节滑动变阻器的这一操作，不能使其电阻过低，否则会造成电流表的损害。学生在物理实验过程中如果不能秉持严谨、负责的态度，不仅可能损坏物理实验仪器，还可能导致实验以失败告终，甚至可能引发实验安全事故。帮助学生树立科学的态度和高度的责任意识，有助于深化他们对物理学科的认识，掌握物理实验的科学方法，培养严谨求真的科学素养，促进社会责任感的提升。

结 语

核心素养下的高中物理实验教学，值得教师充分理解其内涵，高度重视其作用。教师要积极转变教育教学观念和方式，重视物理学科的实验教学，引入生活化的实验、鼓励学生创新实验、鼓励学生合作实验、增强学生的科学态度与责任意识，從而帮助学生更好地学习物理，满足学生终身发展的需求，为学生应对现代社会的发展和未来社会的挑战打下基础。

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