核心素养视角下高中物理实验教学策略研讨

【摘要】在新课改教育背景下，如何培养学生学科核心素养成为各阶段教师们思考的主要问题，强调教师应优化各项教学环节设计，激发学生对知识内容的创造性认知，切实增强其自主学习意识.实验是物理教学的重要组成部分，也是培养学生核心素养的重要渠道，应引导学生有针对性地进行物理实验探究，使学生体会到物理原理、概念和各元素的魅力.本文从利用演示实验、组织生活实验、鼓励自主实验等五个角度，对核心素养下高中物理实验教学进行分析.

【关键词】核心素养；高中物理；实验教学

与高中阶段其他教育科目不同，物理是对自然现象与运动规律进行探究的课程，属于实验性教育科目，学生需要在无数次的实验中验证物理原理，得出对应的结论和建立认真积极的态度，从而真正掌握物理学习的本质.虽然其是高中阶段的基础性课程，但部分学生学习效率较低，认为物理学习难度较大，不愿意主动参与课堂学习活动中.主要原因是物理知识点较为抽象，对学生思维的灵活性与逻辑性要求较高.因此，教师应以核心素养为指引优化物理实验教学设计，立足长期性视角审视教学过程，给予学生更多动手实践和观察分析的机会，有效丰富物理实验课程的组织形式，在知识迁移中形成良好的学习观念.

1 核心素养视角下高中物理实验教学的意义

1.1 有利于提升学生综合学习能力

在核心素养教育理念的指引下，教师会立足教材知识不断创新物理实验教学形式，引入更多可操作性强的小实验，有助于创设开放性的物理学习情境，帮助学生建立对物理实验知识更直观的认识，对培养学生物理综合学习能力有积极意义.物理综合学习能力具体是指对基础知识的掌握、素养发展与实验探索的能力.在核心素养引导下的高中物理实验教学中，教师会充分了解学生的兴趣点，采用更加丰富化和趣味化的方式吸引学生参与物理实验探究，能深入理解抽象化的物理知识，还能给予学生更多亲身参与的机会，助力物理观念、科学思维与责任态度的有效发展，推动学生实践操作能力的提升.这有助于彰显物理课程的实用性教育价值，使学生对物理实验的求知欲和好奇心得到充分满足，是提升课程教学质量的有效方法.

1.2 有利于推动教师教学的合理创新

在传统高中物理实验教学中，出于教学安全性与合理利用时间的考量，通常由教师独自完成实验演示，学生只能通过观察与对比了解实验原理，其物理思维难以得到有效发展和延伸，物理学习体验过于单一化.加之新课改教育政策的落实和应用，培育学生核心素养逐渐成为教育教学的主题，使传统模式化、单一化的教学方式无法适应当前社会的发展要求.而在核心素养视角下组织高中物理实验教学，有利于推动物理教学改革与创新的速度，是顺应教育形势变化的必然选择.通过深入解读物理核心素养的内涵，能为教师调整教育观念、更新教学方法提供正确的方向指引，有助于实现物理教学效率和质量的全面提升，也能促使教师依据学生学情、自身教育经验和教学形式变化做出准确判断，选择更加合理的教学方式.

2 核心素养视角下高中物理实验教学的策略

2.1 利用演示实验，强化学生思维能力

演示实验是实验教学的常用方法，学生由于学习经验和思维发展的限制，对物理实验的认知相对不足，采用演示实验的方式能帮助学生准确掌握实验步骤，提升实践操作的正确性，有助于减少实验失败的可能，对发散和活跃学生科学思维也有积极作用.因此，在核心素养视角下开展高中物理实验教学的过程中，教师应科学组织演示实验活动，引导学生认真观察、思考和对比演示实验的现象，从多维度分析其隐含的知识原理，为学生进行自主实验提供有效启发.既能提升物理实验教学效率，又能完善学生物理知识结构［1］.对此教师需深入探究物理演示实验的功能与作用，不断创新演示形式和演示内容，推动核心素养教学目标的达成.

例如 以人教版高二选择性必修第一册“实验：用双缝干涉测量光的波长”为例，本课主要了解光波产生稳定的干涉现象的条件，细致观察干涉图样和掌握其测量原理，对比白光与单色光的双缝干涉图样，学会测定单色光的波长，逐步树立科学严谨的物理学习态度.在实际教学中，为增强学生参与物理实验探究的兴趣，教师应利用大屏幕展示现实生活中光的波长现象，如灯光投射、车灯照射的光等.并组织“双缝干涉”的物理实验活动，由教师先演示双缝干涉实验的步骤和方法，要求学生做好观察记录，随后再鼓励其自行实验，据此提问“判断波长大小需要测量哪些量？”“更换不同颜色的滤光片进行实验，干涉条纹间的距离会发生哪些变化？”引导学生逐步分析利用双缝干涉完成物理实验的有效方法，在教师层层递进的演示与引导中提升学生学习积极性，增加相关物理知识的积累.

2.2 组织生活实验，深化学生物理观念

要想提升物理教学质量，应确保物理实验课堂与新课改的教育要求相符合，强调教师需积极转变自身教育观念，增加对物理实验教学的关注度，提升教学指导的针对性，从而强化学生参与实验探究的热情.而且物理知识大多来源于对生活经验的总结，与现实生活之间关联密切［2］.但由于物理知识抽象性较强，对学生逻辑化思维的发展有较高要求，使部分学生难以深入体会物理学习的本质，出现注意力转移和学习兴趣下降的问题.因此，为应对这一实际教学问题，在核心素养下开展高中物理实验教学的过程中，教师应全面分析物理知识与现实生活之间的关系，激发学生运用已有生活经验理解物理知识，培育其正确的物理观念.有助于在感受物理课程实用价值的同时，形成主动探究的学习欲望和热情.

例如 以人教版高二选择性必修第二册“利用传感器制作简单的自动控制装置”为例，本课应了解传感器在实际生活中的应用，概括传感器在不同电路中的功能，分析门窗防盗装置的工作原理，尝试定量计算光控电路实验中的数据信息.在实际教学中，为帮助学生深入理解传感器运行与利用的方法，教师应向其讲解应用于现实生活中的现代科技产物，如防盗门窗、紫外线传感器和光感传感器等.引导学生思考不同传感器的运行原理和电路分布方式，拿出实物鼓励学生探索和尝试，培养其乐于思考和勤于动手的良好学习态度.随后应指导学生在课堂中建构简易的门窗防盗报警装置，引导其利用干簧管作为传感器控制的开关，帮助其深刻体会传感器的作用原理.在亲身体验中形成深刻认知，逐步发展物理核心素养.

2.3 鼓励自主实验，加深实验学习理解

综合分析不同实验教学方式可以发现，演示实验的主要目的是给予学生提示和启发，使其能在观察实验现象中发现问题，再依据实验原理和结果进行思考分析，对提升学生物理思维的发散度和逻辑性有积极意义.但高中物理课堂教学时间有限，如果将大部分时间用于演示实验，学生很少有机会亲自动手，对物理现象的理解深度有限［3］.因此，在核心素养视角下开展高中物理实验教学的过程中，教师应科学使用不同教学方法，鼓励学生自主完成实验探究，引导其从中总结物理现象和提炼知识概念，给予其充足的操作和实践时间.教师则需仔细观察和记录学生实验过程，保障物理实验的安全性，避免学生出现操作失误的问题.同时，帮助学生总结实验操作经验，与其一同分析成功或失败的原因，助力其物理观念和思维能力的发展.

例如 以人教版高二选择性必修第二册“法拉第电磁感应定律”为例，本课主要了解感应电动势的含义，准确划分磁通量、磁通量的变化量与变化率，深入理解法拉第电磁感应定律的内容与表达式，分析电动势的大小与磁通量快慢之间的关系.在实际教学中，教师应组织“探究电磁感应现象”的实验活动，为学生提供小灯泡、线圈等实验材料，由教师先讲述实验原理和法拉第电磁感应定律的内容，再鼓励学生自主完成实验.引导学生将线圈连接在小灯泡上并放置在电磁炉上，通过观察灯泡的发光情况进行实验，鼓励其自主归纳电流产生的条件和与电磁反应之间的因果关系.合理发挥教师引导者的职责，不断增强学生参与物理实验的主动性，使其能以积极向上的态度应对实验问题，加深对实验原理的印象.

2.4 利用仿真实验，改进实验教学效果

信息技术是科学技术创新发展的时代产物，能创新知识内容的呈现方式，拉近物理实验教学与时代之间的距离，可以用模拟演示的方式丰富实验教学形式.而且教师演示实验与学生自主实验，都受外部环境、实验设备和材料等因素的影响，容易出现实验结果错误或数据信息不稳定的情况，需要利用融洽和谐的教学环境有效培养学生素养能力［4］.因此，在核心素养视角下开展高中物理实验教学的过程中，教师应借助多媒体技术组织物理实验，将实验过程以直观化、形象化的方式呈现，引导学生在仿真实验中理解物理定律，降低各类因素对实验效果的影响.这不仅能改进物理实验教学效果，还能有效吸引学生注意力，促进其观察与实践能力的发展.

例如 以人教版高二选择性必修第一册“实验：验证动量守恒定律”为例，本课应了解动量守恒定律的内涵，掌握利用物理量代替的方法完成实验探究，深入理解平抛运动的规律和本质，分析两个物体碰撞前后的速度的测量方法.在实际教学中，教师可以充分利用信息技术的优势辅助物理实验教学的顺利实施，先借助多媒体展示物体碰撞实验的视频，讲述具体的实验原理，给予学生一定空间进行自主操作，运用仿真实验的方式加深学生对动量守恒定律的认识.而且多媒体技术的应用也能减轻教师教学负担，帮助学生了解碰撞实验的完整步骤，有助于培养科学的物理思维，为其参与实践提供更多帮助.

2.5 设计探索实验，提升合作分析能力

通过总结以往物理实验教学经验可以发现，教师只有让学生亲身体验到实验探究的过程，对其进行科学化指导，才能激发其主动探究欲望，促使学生在观察中理解物理实验的本质.因此，在核心素养视角下开展高中物理实验教学的过程中，教师应用探索性实验代替验证性实验，摒弃传统教育模式下教师做、学生看的教学模式，引导学生运用理论知识解决实际问题，充分发挥其主观能动性，提升参与实验学习的热情.

例如 以人教版高二选择性必修第一册“实验：用单摆测量重力加速度”为例，本课主要了解重力加速度的物理意义，学会对实验结果进行数据处理，准确分析实验误差和出现误差的原因.在实际教学中，教师应要求学生事先准备细绳、小球等实验材料，组织探究性实验，并适时向学生提出问题，避免出现死记硬背实验原理的现象，全面发展学生实践创新意识.

3 结语

综上所述，在核心素养视角下开展高中物理实验教学，有利于提升学生物理学习水平，增长其实践动手能力与学习耐心，使物理教学过程更加丰富，确保学生参与物理知识形成的全过程.因此，教师应不断调整物理实验教学方式，在主动探究中形成对物理知识的创造性认知与判断，真正实现核心素养教育目标，推动物理课程教育模式的优化升级.

参考文献：

［1］张小帅.小教具大道理物理实验自制教具的应用——以“大气压强”实验为例［J］.广西物理，2023，44（04）：97-99.

［2］李茹新，陈晓陆，皮永旺.指向深度学习的高中物理实验教学——以有趣的硬币碰撞为例［J］.物理教师，2023，44（11）：29-32.

［3］吴志山.基于项目式学习的高中物理实验探究教学——以“用发光二极管制作电源指示灯”为例［J］.物理教师，2023，44（11）：57-60.

［4］王剑.高效信息化课堂在高中物理实验教学中的应用［J］.中国现代教育装备，2023（20）：70-72.