基于核心素养的高中物理实验教学

李新疆

摘 要：核心素养背景下教師需要充分尊重学生的主体地位，使学生能够主动地探究各种知识，了解每一个知识点是怎么形成的，它的本质是什么？同时，在对知识探究的过程中形成一定的学习能力。但是，实验教学与其他教学存在较大的差异，且物理属于理科，具有很强的抽象性，在物理实验教学中会遇到一定的问题，核心素养的培养效果也与理想存在较大差异。因此，文章从重要性、概念、问题、策略四个方面入手，阐述了基于核心素养的高中物理实验教学策略。

关键词：核心素养；高中物理；实验教学；开展方法

实验教学能够使学生对相关知识进行有效探究，能够促进学生的自主学习、动手操作能力的培养，可以将核心素养的培养目标达成。所以，在高中阶段的物理教学中，教师需要将核心素养与实验教学充分融合，确保高中物理实验教学的效率及质量，使学生在原有的基础上得到提升与发展。下面就高中物理实验教学中的核心素养的培养进行了研究，以期为教师带来一定的启发，在推动教学活动的改革创新的同时，达到理想的教学目标。

一、基于核心素养的高中物理实验教学的重要性

（一）培养学生的动手实践能力及思维转换力

动手实践能力与思维转换能力对于学生进行物理知识的学习及实验探究而言有着十分重要的意义。所以，开展高中物理实验教学时，教师需要充分考虑到这两个能力的培养，根据这两个能力的特点以及学生的情况进行活动设计[1]。而教材中的物理知识具有一定的抽象性，学生不容易理解及掌握，实验却能够将知识与学生的生活有机结合，所以课堂教学会变得异常生动、活泼。在动手实践时，学生的动手操作能力、观察能力能够得到有效提升。此外，教师给予学生一定的实验机会，使其可以了解各种设备的原理、操作方法、每个功能，对实验知识进行科学有效的学习，对实验的流程进行深入把握。

（二）理解物理知识的重难点

物理知识具有抽象难懂的特点，学生因为对其了解不深，各项能力还在发展，所以在自学过程中会遇到很多难以理解的问题[2]。即便教师进行了详细讲解，学生也不一定能够理解。而实验活动是具有形象生动的特点的，且使学生成了教学活动的参与者，所以，相关知识可以通俗易懂的方式呈现在学生面前，学生能够对知识进行快速有效的理解，解决遇到的各种问题。也就是说，通过实验教学的有效开展，能够帮助学生快速有效地理解物理知识的重难点。

二、高中物理学科核心素养概述

物理学科在高中阶段的学习中十分重要，核心素养对学生适应接下来的学习有着一定积极意义。所以教师需要将其重视起来。而在对学生的高中物理核心素养进行培养时，教师需要对学科核心素养进行深入了解，需要将针对性的方法利用起来。下面就高中物理学科核心素养进行了简单阐述。

（一）物理观念

物理所研究的是自然现象，所有知识都是人对自然界的属性的抽象解释，是人在探究知识、分析知识的过程中掌握的基本规律，内容包括但不限于理解运动观念、能力观念等[3]。通过对物理知识进行深入学习，学生通常可以了解物理现象的形成原因，可以对微观世界产生好奇，从被动学习转变为主动学习，可以使学生的物理观念得到有效培养。

（二）科学思维

物理科学思维包括的内容较多，如科学建模思维、怀疑精神及创新精神等。在进行高中物理知识的学习时，教师适当地给予引导及启发，可以使学生的思维始终处于活跃状态，可以使学生具备质疑的能力。同时，教师可以带领学生对问题进行深层次的研究及分析，对问题进行预判，可以有效达到培养学生的科学思维的目的。

（三）探究能力

实验是发现问题、分析问题、解决问题的全过程。在高中物理实验教学中，教师通常会根据自己对学生的了解，将其划分为若干的小组，通过小组合作的方式进行探究性学习，使学生能够在问题的引导下进行科学合理的猜想、假设，利用手边的工具进行探究及验证[4]。

（四）科学态度

科学态度就是学生揭露事物的本质的心理状态。在高中物理学习过程中，教师通常会使学生深层次地分析物理知识，做到深入了解其本质、了解物理规律。由于物理知识的学习与探究行为与物理基本规律与价值观密切相关，所以学生在学习知识时可以将相关内容有机联系在一起，形成科学态度。

三、当前高中物理实验教学中存在的问题

实验可以对所有的理论知识进行检验，是物理教学的半边天。但是在一些因素的影响下，当前的高中物理实验教学中存在一些问题，对教学效果造成了直接影响。首先，教师没有留出充足的时间与空间开展实验活动，使得学生只能在实验课程中看见怎么操作，没办法充分参与到实验过程中，导致其实验兴趣受到了影响；其次，实验设备不够，使得实验教学的开展效果与理想存在很大差异；最后，实验教学中，学生的主动性较弱，不愿意对知识进行探究，不愿意解决教师提出的问题。

四、基于核心素养的高中物理实验教学优化策略

（一）提出针对性的问题，引导学生设计实验

问题能够激发学生的好奇心、求知欲，可以使实验教学顺利地开展。所以，教师需要了解每个学生的情况，通过针对性问题的设计，使学生能够进行有效探讨。

在实验设计环节，教师可以将新旧知识之间的矛盾点、教学内容及教学目标充分结合在一起，然后考虑到学生情况进行物理实验教学的有效设计。站在某种角度上来看，实验设计的第一个环节就是提出相应的问题，问题要具有指导意义，以确保学生能够产生一定的学习兴趣。此外，在学生对实验进行设计的同时，教师可以了解学生在学习知识时的情况，可以使学生的知识学习情况、掌握情况充分展现在教师面前。因此，在高中物理实验教学中，教师需要留出充足的时间与空间，使学生对实验进行有效探究、对知识进行充分挖掘。例如，在进行“运动和力的关系”的相关实验时，教师需要明确本课的目的是什么，即将物理实验利用起来，使学生能够在参与实验后对牛顿第一定律进行了解，利用学习到的物理知识对生活中的现象进行阐述；知道二力平衡有怎样的条件，了解力的作用、效果，明确摩擦力是什么。具体需要达到如下目标：1.明确牛顿第一定律的具体内容，可以将学习到的内容利用起来，对生活中的相关现象进行有效阐述；2.了解两个力想要保持平衡需要具备怎样的条件，明确在这样的情况下的物体是怎样的运动状态；3.了解摩擦力在自然界中是怎样存在的，而且，其会对物体运动造成怎样的影响，了解对摩擦力的大小造成影响的因素，明确摩擦力有什么益处、弊端等；4.在实验探究的过程中，了解阻力能够对物体的运动产生怎样的影响；5.对摩擦力的大小与什么因素有关进行实验探究；6.养成实事求是、尊重自然规律的科学态度；7.形成辩证唯物主义观点。

基于此，教师可以在課堂导入环节设计一些问题，使学生能够进行有效猜想、分析。比如，教师可以引导学生对加速度的概念进行回顾，然后提出针对性的问题，使学生能够基于自己的认知思考加速度的大小与什么因素有关。同时，教师可以引入如下案例：小汽车加速度到每小时100千米时需要十几秒，大货车却需要更长的时间。赛车与小汽车的质量一样，但是赛车的发动机非常强大，只需要5秒就能够加速度到每小时100千米。基于案例及前面提出的问题，学生能够进行有效猜测。在学生设计实验的过程中，教师可以适当地提出一些更高阶的问题，在提高设计的实验有效性的同时，提升教学效果。

（二）引入生活中的内容，充分体现实验价值

实验教学与学生的生活有着密切的联系，如果教师能够将生活中的内容引入，可以进一步体现实验的价值，可以使学生在原有的基础上得到提升。因此，教师需要对教材内容进行分析，结合实际情况，适当地引入一些生活中的内容。

例如，在教学“摩擦力”的相关知识时，教师就需明确，教学目标为：1.知道怎么才能产生静摩擦力、怎么才能产生滑动摩擦力，了解这两个摩擦力的方向应该怎么去判断；2.在学习的过程中，明确摩擦力的大小的影响因素，了解滑动摩擦力和压力的关系；3.了解最大静摩擦力是什么，它和正压力的关系是什么；4.使学生能够对实验进行有效观察及分析，形成相应的学习能力；5.对学生的语言表达能力进行有效培养及提升；6.有效渗透一些研究的方法；7.使学生形成一定的辩证思想。基于这些目标教师可以引入一些生活中的内容，使学生能够根据生活进行深层次的研究及思考，树立一定的学习理念、形成较强的学习能力及核心素养，为学生更好地进行物理知识的学习打下坚实基础。

比如，教师可以将一些生活中常见的摩擦力的物理现象引入，包括但不限于：塑料瓶盖上有一些竖纹，增大摩擦；机械手表戴久了要给它上油，减小摩擦；车子陷在泥里，垫上草，使车子出来，增大摩擦；在皮带传动中，拉紧皮带在皮带上涂“皮带蜡”增大摩擦；在机器转动部分安装滚动轴承加润滑油，减小摩擦；车轮上的花纹，增大摩擦；磁悬浮列车，减小摩擦；给二胡的弓上涂松香，增大摩擦；车轮做成圆的，减小摩擦；用滑轮溜冰鞋走路，减小摩擦……在呈现这些现象后，教师可以提出为什么的问题，使学生进行思考。在学生有了一定的答案后，教师可以将实验现象引入，使学生在教室的地面上滑行，对自己能滑出多远进行记录。随后在地面上洒水，在有水的地面上滑行看看，自己又能够滑出去多远，然后将这两个数据进行对比。在这样的实验教学中，学生能够切实发现物理知识与生活的联系，能够建立学以致用的意识及观念，将实验的价值最大限度地体现出来，对学生的核心素养进行培养。将实验教学与生活中的一些事物有机结合，可以使学生能够对知识进行有效学习，可以使学生在探究分析的过程中形成物理核心素养，提高教学活动的有效性。

（三）开展小组合作学习活动，锻炼学生核心素养

学生才是主体。怎样才能使学生的主体充分体现出来呢？教师需要尽可能地为学生提供一些思考或者动手操作的环节。但是，学生之间存在很大的差异，在学习过程中，可能会遇到这样那样的问题，导致学生的核心素养的培养并不是很理想，而小组合作学习能够充分解决这一问题，为教学质量提供保障。所以，教师需要将课堂教学的情况进行深入把握，适时地引入小组合作学习活动，使学生在小组合作学习中能够有所收获，能够形成一定的核心素养。

例如，在教学“电路及其应用”相关知识时，教师就需要明确，这部分内容的抽象性较强，而且教学目标是这样的：1.理解掌握电路问题中的基本物理概念：电源、电动势、电压、电阻、电流，知道它们的测量方法和决定性因素。2.理解掌握电路问题中的基本物理规律：电阻定律、电路的串并联规律、电流及电阻的计算方式、掌握区分它们的成立条件、能够在实际问题中灵活应用其解决相关问题。3.认识电学实验基本器材，了解它们的使用方法。理解电学实验设计的基本要求，复习掌握物理规律的图像描述。学会分析误差与误差产生的原因。4.培养学生动手进行电学实验的基本能力、培养学生利用物理规律创新设计仪器仪表解决实际问题的能力。5.培养学生应用物理规律分析电路故障及各物理量相互关系的能力。6.发展与培养学生归纳与综合、分析与判断及逻辑推理能力、应用能力。7.养成实事求是、尊重事实的良好习惯，为唯物主义世界观的形成奠定基础。培养学生研究问题中的科学态度与价值观，激发学生应用规律、联系实际、积极创新、解决问题的进取精神与意识。所以，必须要让学生进行合作学习，同时，需要借助合作学习活动，帮助学生形成核心素养。首先，教师需要将调查法、试卷法利用起来，基于此了解每个学生的情况，了解的内容包括但不限于学生的基础知识掌握情况、学习能力培养情况、核心素养培养情况，然后按照一定的原则将学生划分为若干个小组。在划分好小组后，教师可以选择综合素质最强的学生为小组长，由其负责实验教学的分配组织工作。比如，操作能力较弱的学生可以对实验结果进行记录，理论知识较强的学生可以对实验进行设计，操作能力较强的学生可以对电路进行调整……在这样的实验教学中，每个学生都能参与实验，都能运用自己的优势为实验活动的顺利开展提供保障，所以他们会获得一定的成就感，会在原有的基础上得到提升。小组合作学习活动的有效应用，可以使学生成为教学活动的参与者，在发挥自己的优势的同时得到成长；可以对学生的物理核心素养进行培养，使其能够更好地进行接下来的学习，实验教学的效果自然也能够得到提升。

结束语

综上所述，实验教学为物理教学的重要组成部分，但是受一些因素的影响，实验教学的效果并不是很理想，所以核心素养的培养也没有落到实处。所以，本文从提出针对性的问题，引导学生设计实验；引入生活中的内容，充分体现实验价值；开展小组合作学习活动，锻炼学生核心素养等方面入手进行了深层次的研究及探索，教师可以结合实际情况将其运用起来。如此一来，实验教学就可以与核心素养的培养进行充分融合，学生就能够通过实验操作夯实基础，形成核心素养，课堂教学的效果就能得到提升，学生就能在原有的基础上更好地成长与发展。不过，教学方法还是有很多的，教师可以进行进一步的研究及探索。

参考文献

[1]吴祖全.浅谈如何实施高中物理实验教学[J].科学咨询（教育科研），2019，633（5）：132-133.

[2]刘宣伯.高中物理实验教学中学生创新思维的培养[J].才智，2019（12）：127-128.

[3]方丽.数字化探究实验室在高中物理学科实验教学中的应用研究[J].当代教育实践与教学研究，2019（8）：18-19.

[4]庄金凤.如何在高中物理教学中培养学生的科学素养[J].西部素质教育，2019，5（4）：77-78.