学科核心素养融入高中物理实验教学的策略探究

陈 标

(安徽省淮北市第一中学 安徽 淮北 235000)

引言

每个学科都拥有了核心素养，物理学科的核心素养是指以物理课堂为载体，在教学过程中培养学生的物理观念、科学态度与责任、科学探究和科学思维。促使学生能做到自主探究、吸收和运用物理知识；高中时期是学生学习的关键时期，也是学生思维养成的重要阶段。在此时期，教师应当结合学生的物理学习水平以及思维特点设计教学内容，促进学生形成物理学习体系；而物理实验教学是检验学生物理学习成果的重要方式，也是学生巩固所学物理知识的主要途径之一。通过物理实验的完成，学生的物理动手探究能力会得到有效地提高。

1.高中物理学科核心素养的内容解读

1.1 物理观念物理观念在广义上是指学者在物理学习的过程中，对物理的主观与客观认识的集合体。往往是指学生从物理角度分析有关物质物理特性以及物理中所存在的运动和相互作用以及能量的基本认识。在实际的高中物理教育中，教师希望学生通过物理观念去认知教材内容中的物质，并且在日常生活中观察某一物体是也会在脑海中去思考这一物体的物理性质。而物理观念主要包括物质观念、运动观念、相互作用观念以及能量观念四大部分。即学生在看到物体在运动的过程中，能够思考一个物质的本身，包括质量和形态，与其他物体运动的效率和功，以及这两个物体之间存在着哪些相互作用？通过物理层面的碰撞又能出现哪些能量？以此才能促进学生综合思维的发展，使学生在物理学习中能够感受到更加丰富多彩的物理元素。

1.2 科学思维物理核心素养中的科学思维并非是指科学类学科中对科学本质的思考，而是在物理学习中，从物理的视角观察客观事物的本质属性，以及内在的规律和相互之间的关系，并且将其深析的方法运用到实际的学习中，可以说科学思维是建立在经验、事实建构理想模型的基础上，能将物理学习中的抽象事物在脑海中进行推演，并且能够通过书写的方式叙述；其中科学思维还包括对物理及科学推理的成果产生不同的观点时，要及时的提出质疑，批判以及建议，而通过自己的科学实验，可创造性的见解。提高自身在物理学习上的能力和思想品质。而一个完整的物理学科中的科学思维，还主要包括在学习中对物理模型的建构，科学推理以及论证，最后进行质疑和创新等内容。其中物理学科的思想方法是属于科学思维的范畴。

1.3 实验探究实验探究不仅是物理学科中重要的核心素养，对于其他理科类目的学习也存在着重要的影响。实验探究是指提出物理问题过后，形成猜想和假设之后，就去通过获取和处理信息的手段取得信息展开思考，并且分析得出其中的证据，然后基于证据去整理出结论，并且做出相应的解释。在这过程中，对物理实验的探究进行交流，评估以及反思，这就帮助学生增强对物理本质的思考，实验探究主要还包括所提出的问题的合理性、证据的充分性、解释的有序性以及表现在交流方面的层次性。可以说在高中物理教学中，围绕学生的物理核心素养以及实验探究精神进行培养，能使学生在形成有效的知识记忆基础上，提高对物理知识的验证能力，并且产生极为深刻的学习印象，了解他人的物理思维以及物理学习上的优势，能为学生的长期发展做好铺垫。

1.4 科学态度与责任在物理学科中的科学态度和责任，是指在认识并且验证了物理本质的基础上，理解科学、技术、社会和环境这四者之间的关系，并且在当前的高中物理教学中，教育部已经提出了新的教学需求，那就是帮助学生了解物理学习的基础性、综合性、应用性以及创新性，这些内容成为了新的考查目标，而这四者之间是相辅相成的关系，并且在了解这些关系之上，形成正确的学习态度和学习的责任感。其中还主要包括科学的本质以及态度、科学伦理以及STSE等要素。即将这些元素进行整合，引导学生将物理知识运用到实际的生活中，而且也能在日常的生活中反思物理，从而促使学生物理思维更完善，也帮建构属于自己的物理学习体系，其中的主要作用不言而喻。培养学生的科学态度与责任能引导学生尽量少受应试教育弊端的影响，帮助学生学物理、用物理。

2.学科核心素养融入高中物理实验教学的重要意义

教师将学科核心素养融入高中物理实验教学，首先能解决学生物理实验积极性不强的现状，使学生在学习过程中能够激发对物理实验自主探索的欲望，使学生愿意参与到物理实验中，检验自己所学过的物理知识，巩固记忆的同时，也让学生对物理实验展开深刻的思考，通过动手探究来提高物理学习效益。除此之外，教师将学科核心素养融入到高中物理实验教学中，还能增强学生的物理观念，使学生明白物理知识点之间的关系，促使学生形成学习体系，使学生在接下来都学习过程中能够产生事半功倍的学习效果。同时，学生的科学责任和态度思想维度的提升，能让学生明白为什么要去学习物理知识？动手探究物理实验也能使其认清物理知识和生活之间的关系，让学生明白如何运用物理知识。[1]为学生学习物理知识，进行实验探究创立良好的动机。学科核心素养的融入，也有利于学生物理综合水平的有效提升，使其在进行物理解题时，能够回想起在实验过程中的经历，从而使学生的物理想象思维得到丰富，在潜移默化中让学生的物理解题能力得到培养，以此促进物理教学的高效开展。

3.学科核心素养融入高中物理实验教学的具体策略

3.1 秉持以生为本理念，强化学生的物理观念在相对传统的高中物理实验探究过程中，教师往往为了追求实验效果而采用灌输式教育以及形式化实验的方式，使学生在实验过程中简单的体会物理实验的魅力。这虽然能够促使学生通过物理实验掌握和巩固物理记忆，但是不利于学生自主物理实验积极性的养成，同时也无法强化学生的物理观念，使其认识到物理和物理之间的平衡和变换关系。所以教师在高中物理实验教学开展过程中，首先要秉持以生为本的理念，在实验中多给予学生引导，强化学生自主探究意识和能力的同时，也使学生的物理观念得到培养，从而为接下来的物理学习和物理实验打好基础。[2]例如：在进行“探究平抛运动的特点”这一节课实验探究内容，使教师就可以融入核心素养教育理念，秉持以生为本的教育原则，教师先是让学生列举出了日常生活中的平抛运动。学生会回答，在打篮球过程中学生之间传球，算是一种平抛运动。这时，教师就可以结合学生提出的相关建议，准备篮球，让学生通过动手探究和记录数据的方式了解平抛运动的特点。学生在这过程中，不仅增强了自主探索物理实验的积极性，而且在这过程中，经过教师的引导以及物理实验数据的反馈，了解到了平抛运动的精髓以及相关特点。于是在接下来的学习过程，中学生认识到了物理学习中，力与力之间的作用，能量与能量之间的互换，从而培养了学生的物理观念。许多学生在经过本次实验探究后，在生活中也会探究物理知识，并且感知物理元素。这就增强了学生的物理综合素养，促进学生物理综合水平的提升。

3.2 合理分配实验小组，增强学生的科学探究因为物理实验注重数据记录以及动手能力的准确度，所以对于现阶段的学生来说还是有难度。教师应当结合学生的学习特点，合理分配实验小组，使学生在实验小组进行物理实验时，能发挥自身的学习优势，丰富学生体验感的同时，也增强学生的科学探究意识以及小组学习的责任感。教师在合理分配实验小组，增强学生科学探究意识和能力的过程中。教师可以遵从学生的学习建议，结合学生的物理综合水平，设计符合学生学习小组探究的物理实验。使其通过自主探究以及教师的引导，能使学生产生恍然大悟学习效果的同时，也让学生的物理思维得到发展。[3]例如：在进行“验证机械能守恒定律”这一节课物理实验探究内容时，教师可以结合学生的学习特点来分配物理实验小组。教师可以让猜想大胆的学生负责实验的假想与猜测，让心思细腻的学生设计相关实验步骤，然后让动手能力强劲的学生负责实验的动手探究。而思维较为缜密的学生，教师可以引导学生负责物理实验的数据记录和反馈，以此使学生在本节课的机械能守恒定律验证的过程中，发挥自身的优势，促使学生通过不同类型的实验了解到为什么机械能相互转换是必然的，也是平衡的。促使学生物理观念提升的同时，也让学生的科学探究精神得到有效的培养。许多学生在经过本节课学习过后，不再认为物理实验探究课堂沉闷无趣，而是认为高中物理实验学习既充满着生机，又能在学习中无法发挥本身的学习优势，同时在合作中学生也能感受到他人的思维优势，借鉴和吸收到自身的思维培养中，这就增强了教师开展物理实验的有效性。同时，知识学习过后，学生也会养成合作动手探究实验的良好习惯，巩固学生学习印象，也使学生对物理知识展开深度思考，促使学生的物理学习体系趋于完善。

3.3 开展实验交流活动，完善学生的科学思维教师根据调查发现，虽然在物理实验中学生能够发挥自身的优势，完成小组的物理实验，但是在实验过后，却很少主动进行小组之间的经验交流和互换。这就导致学生的物理思维被局限在小组学习当中。所以，教师应当结合学生的特点开展实验交流活动，完善学生的科学思维，使学生在接下来的物理学习过程中，以及交流活动的参与过程中能够感受到其他学习小组物理学习的优势，并且对其展开借鉴和运用。促进班级整体的物理思维发展，完成增强班级整体物理综合水平的教学目标。[4]例如：在进行“探究加速度与力、质量的关系”这一次实验探究过后，教师可以基于学生的实验成果来给予学生的表扬，对于表现优异的小组，教师先是让小组负责人在讲台上讲述，自己学习小组在进行实验的过程中怎样去进行动手和记录实验数据的，让台下的学生借鉴和吸收。在表扬后，教师就可以开展小组之间的交流大会，让小组交流。在探究加速度、力和质量之间的关系过程中，收获了实验精髓，促进学生科学思维的完善，学生通过本次科学交流活动认识到物理学习过程中与他人合作的重要意义。从而促使学生在接下来的物理实验探究过程中，愿意通过小组之间的彼此合作来增强自身的自主探究意识。许多学生在经过本次实验探究的交流活动后，开始借鉴他人的实验办法，并且与他人的学习小组进行交流，使其通过合作的形式完成对物理知识的探究。学生在接下来的物理学习过程中也能发挥好各自小组的优势，完成难度更大的物理实验探究，这引导了班级整体学生树立进行物理实验探究的自信心，也形成了良好的学习氛围，从而更好地培养学生的物理核心素养。

3.4 设计物理实验任务，培养科学责任与态度高中物理的课后任务的设置，一直是物理教学的重难点之一。这是因为学生在高中学习时期，学习压力逐渐增大，而一些物理成绩较差的学生，并未将教师所布置的物理可以任务列入学习重点。这无法使学生生形成有效的实验探究记忆。所以教师应当结合学生的学习特点和水平设置实验探究任务，使学生通过实验检验和巩固物理知识外，也能拓展物理视野，促进学生综合探究能力的有效提高。以此更有利于培养学生的科学责任与态度。[5]例如：在学习“电池电动势和内阻的测量”这节课实验探究过后，教师为学生布置书面任务，发现学生完成的积极性不高。这时，教师可以改变设计作业的策略，先让学生在课堂外利用互联网资源搜索电池的构造以及运作的原理，促使学生回忆起在课堂上所进行实验探究的内容。然后教师通过微课资源的剪辑，上传到班级的群文件当中，供学生下载和观看。使学生按照微课的引导，完成动手实验。学生在接受课业任务后，会觉得新奇，从而带动学生学习积极性的增强。在通过实验探究过后，学生不仅了解到了物理的电池和内阻测量的技巧，而且还感受到电学的发展能够对人们的生活带来影响。这就使学生产生了科学学习的责任和态度，增强教师设计并布置物理课后任务的有效性。许多学生在经过本次课后任务的完成过后，增强了自身对物理知识的自主探究意识，并且也养成了利用信息化等途径辅助自己动手进行实验探究的习惯。

3.5 创新创立评价制度，引导学生能建立自信身处高中时期的学生，身在繁琐的高中生活之间，渴望得到教师和其他同学的认可。这也是学生在高中物理学习中努力学习的原因和目标之一。但是教师根据观察发现，当前物理学习的评价制度较为传统和落后，即教师采用口头形式，表扬学生在物理学习中的优点和缺点，以直接的方式提出学生在物理学习中的缺点。这虽然短时间内能令学生建立自信，反思自己，但是在经过一段时间过后，效果会越来越弱，甚至于教师给予学生评价过后，学生无法重视教师的评价，失去了实际的教育效果。所以教师在培养学生的物理核心素养实开展物理实验的过程中，也应当建立合适的评价制度，并且予以创新，使学生更乐于接受教师的评价，并且通过接受评价，看到自己的优点与不足之处并在教师的引导下改正，以此帮助学生能够产生更为深刻的学习印象，建立学习自信，也使学生愿意将在学习中所遇到的问题反馈给教师。而教师就可以基于学生的困惑，调整物理实验的策略，使其形成有效印象的同时也能在潜移默化中完善自己的物理核心素养，并且端正合作的心态，使其在接下来的学习过程中，产生事半功倍的效率。

例如：教师在物理实验过后，就可以及时的给予学生评价，对在物理实验中创新意识较强，而且合作精神充足，愿意与他人共享实验成果，与他人间进行共同合作和交流的同学，教师就要及时的提出表扬，并且引导学生说出自己在物理学习中的经验，然后供其他同学借鉴和吸收。而对表现有所欠缺的学生，教师也不要急于批评。教师应当建立在学生优异的表现上给予学生鼓励，让学生看到自己在物理实验中的长处。然后就可以引导学生发现自己的不足。在这过程中，学生就会感受到教师在物理教学中对自己很关心，这就帮助学生创立学习动机，拉近进师生之间的关系，构建了师生之间友好沟通的桥梁，促使学生能够产生对物理学习的动力，并且强化自身的物理核心素养，使其在接下来的学习过程中，也能做到与他人交流和合作，与教师主动反馈问题和交流实验后的学习成效，并且能听取教师的学习建议，去改正学习模式，完善学习思想，使学生能正确认识到物理和生活之间的意义。在这过程中，如果学生发表了独特见解，教师还可以给予学生简单的称号鼓励，使学生能够通过称号承认自己的学习优点，并且在榜样的作用下，能更好的认知自己在物理学习中的独到之处，使学生在物理实验中能更加有动力，这就在潜移默化中帮助学生培养的物理学科的核心素养也增强物理实验的教学效益。

再如：教师在开展物理实验后，发现学生物理核心素养培养的目标，并未达到预期的效果。教师可以选择询问学生在物理学习中遇到了哪些困惑和难题，然后先让学生开始自主思考和探究，之后让学生以分组的形式选出代表人，在讲台上说出自己学习小组在合作实验中的困惑。说出对物理学习好这一物理实验的现象认知，以及这些现象运用在生活的哪些领域中？然后教师就可以得出学生在学习中的真实困惑，然后让学习小组代表人，通过组织小组之间合作的形式，引导学生学信，尽量完善学生的物理思维。各个小组成员也能通过物理实验以及与他人的交流，看到更为广阔的物理世界。在这过后，教师就可以以主导的作用和引导的姿态，辅助学生进行学习，促使学生在学习中能够产生恍然大悟的效果。在这过程中，教师就可以运用实施性评价策略，在学生交流的每一步，都要及时地给予学生点评，使学生能建立正确的学习自信，并且在接下来的实验中，也能学会自己鼓励自己，自己评价实验的好习惯，促使学生能够有良好的心态，完善自己的核心素养。

4.结语

综上所述，教师在高中物理教学中，培养学生的核心素养理念正在成为必然的趋势。教师除去运用以上的策略外，还理应尊重学生的学习状况，认识到目前学生学习压力很大的现实，在融入核心素养教育理念过程中，也理应融入趣味性元素，保持学生的生机和活力。不要让学生“只学不做”，促使学生能感受到科学探究，物理探究以及生活探究这三者之间的关系，培养学生的物理核心素养，为学生以后能够成为符合社会标准的符合性人才奠定扎实的基础。让学生在接下来的物理实验探究过程中，能够产生积极向上的学习态度。