核心素养视角下高中物理实验教学优化策略

摘 要：高中物理核心素养包括科学态度与责任、科学探究、科学思维以及物理观念等内容。为了有效培养学生的物理学科核心素养，相关教育者应积极探索与创新物理实验教学策略，充分发挥物理学科的育人价值。主要分析了高中物理实验教学中存在的问题，并基于核心素养培养提出了高中物理实验教学优化策略。

关键词：核心素养；高中物理；实验教学

作者简介：蓝贤伟（1978－），男，广西壮族自治区贵港市覃塘区覃塘高级中学。

高中物理新课标指出，高中物理学科核心素养主要包括科学态度与责任、科学探究、科学思维以及物理观念等。在物理教学实践中，教师既要传授给学生丰富的知识，也要锻炼学生的思维，培养他们的多种能力。实验教学是高中物理教学的重要内容，对培养学生学科核心素养具有突出作用。因此，高中物理教师要积极探索如何在物理实验教学中培养学生的多种核心素养，促进学生全面发展。

一、高中物理实验教学现存问题

（一）教师教学观念相对滞后

目前，部分高中物理教师教学观念相对滞后，在教学中他们过于重视学生学科成绩的提升，而忽视学生能力的发展。一些教师在物理实验教学中很少根据学生的实际情况和发展需求优化实验教学方法，因此很难让学生深入理解物理实验内容，掌握科学的实验学习方法。此外，一些物理教师盲目增加练习题量，较少设计趣味化实验教学活动，导致学生只能通过不断刷题来理解物理实验知识，这不利于学生学科核心素养的提升［1］。还有一些物理教师很少基于学生学情设计个性化教学活动，在教学期间忽视反思和总结，无法及时发现学生的学习问题，这不利于培养学生的多种能力。在教学理念相对滞后的情况下，物理教师过于重视理论知识的讲解，忽视物理实验活动的开展，这不利于学生全面、客观地认识物理实验知识，也很难培养学生的物理思维和创造、探究意识。

（二）实验教学方式单一

在高中物理实验教学中，不同的实验需要用不同的教学方法。然而，部分物理教师很少组织多样的物理实验活动，导致实验教学方式单一，难以激发学生对物理实验的学习兴趣，这不利于学生核心素养和多种能力的发展。同时，教师长期采取单一的实验教学策略，还会影响学生实践操作能力的提升，让学生对实验学习产生畏难情绪。此外，单一的物理实验教学方式容易使学生的思维固化，影响学生创新意识和探索能力的发展，并使学生对知识的认识不够全面。在组织实验设计活动时，教师没有引导学生运用发散性思维进行活动设计，这影响了学生学科核心素养的提升［2］。

（三）学生对实验学习不够重视

因为物理高考题目中涉及实验知识的题目较少，所以一些学生对实验学习不够重视，在实验教学活动中不愿主动根据教师的讲解及演示深入分析实验细节，这会影响物理实验教学的效果。另外，一些学生更重视习题训练，对物理实验学习有所忽视，因此无法深入理解物理实验相关知识，进而容易对物理实验教学产生抵触情绪，无法提高学科核心素养。一些学生在实验学习中喜欢等待教师分析实验现象，总结实验结论，不愿意主动思考，这不利于他们思维能力的发展。

二、核心素养视角下高中物理实验教学优化策略

（一）实验前做好准备工作，培养学生思考意识

在开展高中物理实验教学之前，教师要做好准备工作，优化实验活动设计，并通过有效的方式向学生展示相关实验仪器，引导学生在实验前先根据教师提出的实验任务和问题展开思考和探究，以此培养学生的思考意识［3］。

教师可以在开展物理实验教学之前向学生展示相关实验仪器，让学生进行相应的思考。在高中物理实验教学中，学生是否能够正确操作仪器直接影响其实验学习的效率和效果，因此，在开展实验教学之前，教师要引导学生进行相应的探究，让他们掌握实验仪器的正确操作方法。例如，在“用打点计时器测量小车的速度”的实验教学中，教师可以在课前展示打点计时器的结构特点和操作原理，并用多媒体课件展示该仪器的基本构造和操作要点，同时展示实物，让学生切实了解该仪器的使用方法。然后，在实验之前教师要抛出思考题，引导学生结合问题展開思考，研究实验内容，以此促进后续实验教学活动的顺利开展。在教学实践中，教师要整理和分析实验要求和内容，精心设计引导性问题，并在课前为学生准备微课材料，让学生在问题的指引下初步探索实验内容并做好实验准备。例如，在“用打点计时器测量小车的速度”的实验教学中，教师可以在准备阶段抛出引导性问题，引导学生进行深度思考和探究，掌握实验的相关基础知识和操作步骤。教师可以为学生设计如下问题：打点计时器是通过什么原理测量小车的速度的？调整抽拉纸带的速度是否会对最终的测量结果产生影响？除了小车，打点计时器还可以测量哪些物体的运动？学生结合这些问题探索实验内容，能为自己后续的实验学习奠定基础。

（二）设计合作探究性实验，培养学生合作意识和探究精神

在高中物理实验教学中，教师需要合理设计实验教学形式，充分考虑学生的实际情况和发展需求。为达到培养学生学科核心素养的目标，教师可组织合作探究性实验，培养学生的合作意识和探究能力。

一方面，教师应科学地组建实验小组，让学生以小组为单位进行实验探究，并引导不同小组之间进行公平竞争，以此培养学生的合作意识和竞争意识。例如，在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验教学中，教师应根据实际情况建立实验探究小组，确保各小组的学生能力是均衡的。为了实现这一目标，教师需要提前做好学情调查工作，充分了解学生的知识基础和能力，按照“组内异质、组间同质”原则进行小组划分，并在小组学生开展实验探究的过程中适时进行引导和监督，使小组学生全面参与实验探究活动，获得有效提升。另一方面，在组织探究性实验活动的过程中，教师要加强引导，让学生在小组内部对实验内容和要素进行深入讨论，并设计实验方案。在学生设计实验方案时，教师应避免过度干预，可以在学生提交实验方案后对他们的方案进行系统化审核，结合方案中存在的问题，指导他们进行调整。同时，教师要引导学生根据学校实验室建设现状，科学选择实验仪器。例如，在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验教学中，教师可以预先留出一定的时间，让学生通过小组讨论设计实验方案。在后续的实验教学环节中，教师要引导学生认真分析实验步骤，结合所学知识提出实验假设，并通过实际操作验证假设，同时要为学生提供充足的自主思考和探究空间，以此培养他们的探究精神。

（三）設计穿插引导性问题，培养学生探索意识和操作能力

在高中物理实验教学过程中，一些学生在实验操作或实验方案设计方面存在一些问题。对此，教师应进行适当的指导，让学生进行调整，并在实验探究的过程中结合实际情况为学生设计引导性问题，让学生进行深入思考和探究。

一方面，教师应合理设计引导性问题，引导学生进行深入思考和探究，以此培养学生的思考意识和探究兴趣。例如，在“探究滑动摩擦力的影响因素”的实验教学中，教师可以提出如下问题：有哪些因素会影响滑动摩擦力？如何调整相关影响因素？滑动摩擦力在日常生活中有哪些表现？人们主要通过哪些方法改变滑动摩擦力？在这些问题的引导下，学生能进行深入的探究。另一方面，在学生进行探究性实验操作时，教师要引导学生掌握正确的操作方法，不断提升学生的实践操作能力。在实验教学中，教师可以通过多媒体设备展示实验操作过程，使学生充分掌握操作步骤，了解相关的注意事项。例如，在“探究滑动摩擦力的影响因素”的实验教学中，教师可以通过多媒体设备展示整个实验过程，引导学生通过观察了解正确的实验操作步骤和方法。在这个过程中，教师要特别强调可能会导致误差增大或减小的操作，并通过适当的提问引导学生进行深入思考和分析，帮助学生加深印象［4］。

（四）创设适当的物理情境，培养学生物理观念

在高中物理实验教学中，教师要注意为学生创设适当的物理情境，包括实验示范、生活情境等物理客观情境，以及认知冲突、问题情境等物理思维情境。具体来说，在实验之前，教师需要结合学生学情和实验探究内容来优化物理情境的创设，调动学生的学习兴趣，引导学生细致观察物理现象，让学生学会运用物理知识解答问题，从而培养学生的物理观念，促进他们的核心素养发展。

例如，在“自由落体运动”实验教学中，教师可以引导学生以小组为单位设计“探究物体运动速度快慢”的实验。在本次教学中，如果教师直接提供实验器材让学生利用相关器材探究落体运动，就可能导致学生忽视实际生活中普遍存在的落体运动，无法让学生认识到物理学知识和生活实际的关联，不能培养学生的物理观念。为此，教师可以在开展实验探究之前创设生活化情境，让学生在网上搜集记录生活场景的相关信息，如人们用“砸落”来描述下大雨的场景，用“飘落”来描述下雪的场景。通过信息收集，学生能认识到落体运动在日常生活中是普遍存在的，同时会产生疑惑：为什么这两种落体运动有不同的描述词汇？之后，通过思考和分析，学生能运用相应的物理学知识解释这两种落体运动的差异。此时，教师可以根据学生的分析，适时提出问题：为什么雨滴和雪花有不同的下落速度？它们的下落速度主要受到哪些因素影响？在相关问题的引导下，学生能结合物理学知识提出猜想，并设计具体的实验来验证猜想。在物理实验教学中，教师通过创设适当的情境，可以引导学生结合生活现象，灵活运用物理学知识解决实际问题，从而培养学生的物理观念和问题解决能力［5］。

（五）优化设计评价环节，培养学生批判性思维及自我认知能力

在高中物理实验教学中，评价属于关键环节，教师优化评价体系设计，能帮助学生总结和反思，让学生及时了解自己在实验设计以及实施中存在的问题与不足，明确改进方向，同时还可培养学生的批判性思维以及自我认知能力。

例如，在完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验教学后，教师可进行实时评价，引导学生积极总结实验设计及操作过程。在教学评价环节，教师需要先为学生讲解评价标准，引导其回顾组内实验过程，着重分析实验设计以及操作等环节中存在哪些问题，并和组内同学相互交流。在学生提交实验总结后，教师应立足专业视角提出个人看法，多应用鼓励性语言。此外，在教学评价中，教师还要指导学生认真填写实验报告单，教授学生正确的实验报告单填写方法，并在学生填写结束后细致分析其报告单填写情况，结合报告单对学生实验学习情况进行评价，如果发现报告单存在问题，就要及时指导学生进行改正。

三、总结

在高中物理实验教学中，相关教育者既要重视让学生掌握丰富的实验知识，深入理解实验原理，又要采取有效策略培养学生的学科核心素养和多种能力，促进学生全面发展。相关教育者应根据物理学科核心素养的内容深挖实验教学资源，优化物理实验教学方案设计，充分发挥物理实验教学的育人价值，使学生能通过实验学习培养创新意识和科学思维，提高探究意识和实践操作能力。

［参考文献］

［1］阮柳晖.高中物理实验教学有效性研究［J］.高考，2021（36）：46-48.

［2］李祺.多元智能理论在高中物理实验教学中的应用［J］.数理天地（高中版），2023（2）：86-88.

［3］肖鸿炜，郑卫峰.基于SOLO分类理论的高中物理实验教学设计：以“用单摆测量重力加速度”为例［J］.湖南中学物理，2022，37（11）：60-62.

［4］马琳.新课改背景下高中物理实验教学策略［J］.数理化解题研究，2021（36）：68-69.

［5］彭大琴.高中物理实验教学中STEM教育理念的应用［J］.高考，2022（34）：102-104.