立足高中物理课堂实验提升学生学科素养

摘 要：随着教育制度的不断改革，国家各级各类院校的教学质量均有大幅度的提升，不管是教师的教学理念，还是采用的教学方法，也都在紧密结合各类先进的教育政策，希望能够促进学生全面发展。高中阶段学生每一个科目的学习对其高考以及长远发展都会有重要的影响，因此教师应当端正教学态度，立足学生学科核心素养，创新课堂教学。物理是一门以实验为基础的课程，在实施过程中，教师要把物理知识和学生的学科素养相结合，使学生不仅能够掌握教材中的基础知识，同时还能够实现知识迁移、融会贯通等各种能力的提升。基于此，文章从不同角度详细阐述了高中物理课堂实验教学如何提高学生的学科核心素养。

关键词：高中物理；课堂实验；学科素养；研究

中图分类号：G633.7

文献标识码：A

文章编号：1673-8918（2023）51-0109-04

随着新课改理念的深度落实，学科核心素养已经受到各个学科教师的广泛关注。在核心素养背景下开展的教学活动也能够有效融合学生的学习以及成长需求。在传统高中物理教学模式中，学生只能通过大量刷题感受物理知识，很显然，这样的学习方式已经不符合当下高中教育的发展需求。而在学科核心素养的要求下，教师设置的课堂更加高效、趣味、生动，学生也能积极主动地投入知识学习中，并合成新知识，加深对物理知识的理解。

一、 高中物理学科素养的内涵解析

（一）物理学习观念

在物理学科核心素养中，其最基础的内容就是物理学习观念。目前，高中生已经具备了一定的自主能力，在教学中，教师要注重引导他们端正学习态度，养成良好的学习习惯，并树立正确的学习观念，使学生能够正确客观地看待物理世界，对所有现象、规律等也要正确理解，灵活运用。只有这样，才能使学生在物理教学中形成正确的世界观、人生观和价值观。

（二）科学思维能力

物理科目是学生接触自然、接触科学的桥梁。在该科目中，教师应当培养学生的质疑能力、思维发散能力、创新能力等，这是由于如果对学习的知识无法灵活运用，那么就失去了学习的价值。如果教师能够在课堂实验教学中结合各种物理现象，锻炼学生的观察能力，可帮助学生从各个角度认识事物的本质，挖掘事物内在的规律，并将其与具体生活案例相结合，能让学生感受到物理知识对人们日常生活产生的重要影响，同时也会在不断接觸、思考中锻炼科学思维能力。

（三）自主探究能力

培养自主探究能力不仅是高中物理学科核心素养的根本要求，同时也是其他科目学习时学生需要养成的基本能力之一。在高中物理课上，教师会给学生提供各种各样的问题情境，鼓励学生通过小组合作、辩论、探究、思考等多种形式掌握物理知识，探究现象和原理。在整个过程中，学生可以博采众长，遇到问题也可以和教师交流与讨论，长期进行这样的训练，有助于学生提高自主学习能力和主动探究能力。

二、 立足高中物理课堂实验，提升学生学科素养的原则

在发展学生学科核心素养角度下，高中物理教学应当遵循以下三大原则：第一，有效性原则。随着学生年级越来越高，物理知识的难度也会越来越大。教师在引导学生学习物理知识时，应当将抽象的难以理解的知识转变成生动的知识，只有这样，学生才能更快高效地掌握物理知识，也才能不断提高学习兴趣。第二，整体性原则。整体性原则是指教师应当对整本书进行全面解读，找到学生学习的薄弱之处，帮助学生梳理，再为学生进行重点以及针对性的讲解，这样能够保证全班学生均能在最近发展区内得到提升，使每个学生都不被落下，有效提高核心素养。第三，实践性原则。在学习物理科目的过程中，学生需要参与多种多样的实践活动，将理论应用到实践中，学生可以了解到自己学习的具体方向，并找到更符合自己学习特点的学习策略，开展物理实验教学需要教师创设合理的情境，立足生活，降低学生的物理学习难度。

三、 立足高中物理课堂实验，提升学生学科素养的意义

（一）对学生发展的重要意义

在高中阶段，每一个学生都要为将来的继续学习和就业做充足的准备。在高中物理教学中，如果能够培养学生的学科核心素养，提高学生的综合素质，有助于学生了解自己将来的发展方向，并为此而努力。传统教学模式中，学生仅仅是在教师的引导下学习，教师教什么，学生学什么，而学生却不了解实际学习的意义，而在发展学生核心素养的背景下，学生会充分感知知识的重要性，并且也会思考如何利用知识让自己变得更加优秀。

（二）对物理教学的重要意义

国家发展到不同阶段对教育行业的改革需求也各不相同。在高中物理教学中，如果教师不进行改革，那么教学目标就无法体现出国家对教育的改革意志。在发展学生核心素养的背景下，教师会对物理教学进行重新审视，并且也会将教学目标与学生的学习目的相结合，不是只关注学生的成绩，更立足于学生的全面发展，将新课标理念、课程标准以及其他的先进教育政策互相融合，让高中物理教学改革更加有效。

（三）对物理学科发展的意义

物理学科对学生来讲，不仅仅是学科内容，更重要的是能让学生更好地认识世界和了解世界。通过学习物理知识，社会的发展、国家的进步、科技的更新等，在学生眼中会变得更加奇妙，也会提高学生学习的积极性，推动学生灵活利用书本知识锻炼自己的综合能力。并且学生在学习中、生活中以及将来的工作中均需借助物理知识，能丰富其知识储备。

四、 立足高中物理课堂实验，提升学生学科素养的措施

（一）重视开展自主学习，培养学生物理学科素养

要想帮助学生端正物理学习态度，首先，教师应当意识到这是一个比较长的过程，应当在学生学习的点滴之处为学生进行渗透和讲解。新时期，高中物理教师要纠正传统教学观念的弊端，例如，教师讲，学生听，教师写，学生记，或者大量做题等。而是要提高课堂教学效果，使学生能够拥有更多的课余时间，发展自主能力，让学生有选择性地学习其他知识。学生通过自主分析，自主探索，不断质疑，不断思考，参与实践，能够更好地完成教学目标。

例如，在学习鲁科版必修二第五章的“曲线运动”时，为了能够让学生快速了解曲线运动的概念等内容，教师在课堂导入环节就要提前设置好教学导学案，并以此为基础设置具体的课堂教学活动。教师在教学导学案中可以为学生设计出不同的问题，借助任务驱动，再通过情境结合，使学生对教材内容进行深度把握。教师选择的教学方法可以以自主探究和小组合作为主，让学生填写导学案，使其在自我学习中了解曲线运动的具体概念。教师在整个过程中，还应当善于发挥引导和促进作用，使学生能够在正确的学习思路和探究过程中找到物理现象的具体联系。

在教学过程中，教师也应当关注学生之间的差异性，通过对学生的学习过程进行全面关注，再用情境引导学生正确学习，帮助学生形成科学的物理观念。教师可以按照如下形式设计导学案内容：曲线运动自主学习导学案问题设计，第一，请思考之前学习到的物理知识，你能说出哪些运动形式？第二，这些运动形式有哪些相同点和不同点？第三，请观察生活中的常见运动形式，你能说出他们有哪些特点吗？通过利用信息技术可以为学生展示一些导弹发射轨迹、运动员跳远运动等的相关内容。第四，从自己的生活经验中，你能发现有哪些类似的运动现象？四个问题具有较强的开放性和探究性，学生可以按照自己的想法完成探究和学习。可以通过小组讨论，教师让学生就每个问题提出自己的看法和见解，学生也会从多个角度汇总出学习成果，最后形成独立思考和学习的习惯。在后期学习物理知识时，学生也会按照这样的学习习惯开展学习，有助于增强学习效果。

（二）重点讲解物理定律，培养学生科学思维能力

物理课程是一门以实验为基础的自然科学课程，因此学生在学习时应当秉持严谨、严肃、认真的态度。在培养学生科学思维能力时，教师也要高度重视学生的创新思维和发散思维，必要的时候借助多种多样的实践活动，通过教学实践的指导，让学生从教科书中得到全面的应用，达到融会贯通的效果。当然，在培养学生的科学思维能力时，由于受到各种因素的影响，可能会面临阻碍，因此，学生应主动与教师合作，教师也要积极改进教学方式，通过讲解物理定律，让学生对定律的内容进行全面把握。例如，在学习鲁科版必修三第三章的“感应电流的方向”时，在该部分内容中，教师会了解到有很多原因都会影响学生的实验学习思维。例如，在整个实验过程中，螺线管中的绕向、电流的方向、磁通量的变化情况、感应电流的方向等，這些都需要学生高度关注，且正确操作，这样才能够全面考虑对物理量产生变化的各类因素之间的关系。教师可以从这一角度入手，锻炼学生的发散思维能力。另外，在设计教材中的实验时，教师应当通过四组实验分别让学生进行记录。除此之外，在整个物理实验期间，教师也要指导学生准确地记录磁通量的改变、磁场的方位等20多项实验内容，只有记录完结论，才能够让学生从结论中找到相关因素，完成探究目标。当然，由于该项实验需要记录的内容比较多，一些学生会产生畏难心理，教师也要充分考虑到这种情况，尽可能地提高学生的实验学习兴趣。最后，在本次实验中，对所有的器材、电路、步骤、表格等也要利用小组合作的形式做好绘制和分析以及汇总工作，让学生有充足的时间进行猜想、假设、验证，培养学生的自主思考能力。当上述步骤完成之后，学生就会自然而然地感受到电流方向规律，教师可以先让学生用自己的话语进行概括，最后对照教材中的专业解答，为学生进行讲解，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。若通过这样的描述，学生依旧难以正确理解，教师可以继续创新讲解形式，将上述规律可以拆分成两句话，分别是如果回路中的磁通量增加，那么产生感应电流的磁场方向会与原磁场存在相反关系，这样能够阻碍磁通量的增加；如果回路中的磁通量减少，那么产生感应电流的方向会与原磁场方向保持相同，也能达到阻碍磁通量减少的目的。相信这样的拆分能够降低学生的学习难度，同时也能帮助学生树立科学思维意识。

（三）高效设计课堂实践活动，不断培养学生探究能力

高中物理教学中实验教学属于基础内容，教师要重视整个实验的教学环节，例如实验器材的准备、实验过程的设计、实验现象的观察、实验结果的预测等，只有让学生了解实验学习的重要性，学生才能够真正发掘实验学习带给自己的收获。教师在开展实验教学时，也可以借助情境创设，进一步增强学生的探究意识。教师可以为学生提出问题，让学生先进行猜想、假设，说出自己的想法，接着真正进入实验环节，培养学生的验证能力和推理能力。例如，在讲解鲁科版必修一第六章的“超重与失重”的相关内容时，教师首先将教学目标制订为学生能够正确理解超重现象和失重现象。接着，在此基础之上设计出相应的学习活动。实验开始之前，教师可以为学生准备弹簧测力计，再选择一个学生上台进行演示，在下蹲的过程中，钩码会出现哪些变化情况？学生通过仔细观察会发现重力先减小，后变大，最后再变小。但这样的测量方式并不准确，因为人的视力感觉会存在误差，教师就可以为学生引进DIS力传感器，并设计相应的教学活动。教师和学生之间的回答可按照以下形式进行：教师首先提问“请观察下蹲过程中数字有哪些变化趋势”，学生回答“从变小到变大，最后再变小”。教师接着让学生思考“对示数的变化情况如何描述得更加精准”，学生通过思考、交流、讨论，得出以下想法：在静止状态下弹簧测力计的示数为3N，但下蹲过程中，示数会逐渐减小，然后又慢慢增加。教师接着提问，请思考对整个过程中的变化和大小，能否进行定量记录。学生看到力传感器，就会想到可以使用力传感器进行记录。教学进入这一环节之后，教师就可以让学生通过反复实验，有效利用力传感器对整个下蹲过程的示数进行再一次分析。学生会从人的运动、牛顿第二定律、起立的动作等方面来理解失重与超重现象。同时，在物理实验教学中，教师也可以引导学生分析、归纳整个实验过程，并复习重点知识。

整个过程在教师的引导下，学生可以立足生活的角度学习教材内容，不仅增强了物理知识的趣味性和探究性，而且充分调动了学生的学习积极性和探索精神。在提出问题之后，学生自己探究出答案，相信对学生来讲，记忆也会更深刻。

（四）重视物理知识结构的建立，培养学生物理学科素养

可以把整个高中阶段的物理教學分成若干板块，教师在讲授每个板块的知识时，需要帮助学生了解不同板块之间知识的联系性，这样能够让学生找到学习方向，并试着将所有的物理知识进行融合，从而形成科学合理的物理知识体系。教师在课堂上可以通过对比物理世界与自然现象之间的联系，再让学生找到相应问题，并试着进行解决，增强学生的物理意识。当然，整个过程需要教师的耐心引导和学生的用心学习。例如，在为学生讲授摩擦力的相关内容时，教师就可以提前为学生准备好弹簧秤、木块等相关物体，让学生自主设计实验并感受影响滑动摩擦力大小的因素有哪些？教师可以进行板书和总结，最后再为学生概括出什么是摩擦力。当学生了解到理论知识之后，教师就可以联系生活经验，让学生思考在生活中有哪些现象属于摩擦力，如何利用摩擦力等，或者如何将摩擦力和重力、弹力互相融合，以此提高学习效果。

（五）不断创新物理实验的教学方式，提高学生实践动手能力

实验教学在高中物理教学中的作用是不容忽视的。在实验中，教师不仅要为学生演示实验，同时当学生学习到一定阶段之后，也要重视引导学生参与实验并培养学生的动手能力。在核心素养理念下，高中物理教师首先要对教材内容进行不断研究，找到教材内容与生活问题之间的联系，然后再设计出具有探究意义的相关情境和问题，让学生不断提出假设，不断质疑，再亲自进行操作，感受物理实验中的各种规律或联系。仍然以超重与失重的相关内容为案例，如果在课堂上，教师只重视使用语言讲解，那么学生在理解过程中必然会有一定的难度，此时教师就可以边用实验演示，边为学生讲解，例如准备好纸袋和椅子等材料，用纸袋向上提椅子或者向下拉椅子，接着突然停住，学生会发现纸袋断裂，这样的现象会让学生思考物理知识的具体应用，从而逐步形成正确的物理学习思维。

五、 结论

综上所述，在发展学科核心素养的背景下，每一个教育工作者都要高度重视教学工作的创新，尽最大能力激发学生的学习热情。另外，教师也应当对学科核心素养的具体含义进行深度解读，并将其应用到日常教学活动中，这样才能够体现出核心素养的导向作用，促进物理学科教学的可持续发展。

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作者简介：徐潮福（1977～），男，汉族，福建泉州人，福建省永春华侨中学，研究方向：高中物理教学。