基于學科核心素養的實驗教學

徐祥寶

摘 要： 物理學是一門以實驗為基礎的學科，物理實驗教學是落實學科核心素養的重要途徑，是提高教學質量的核心手段。教育教學的轉型，對實驗教學提出更高的要求。如何實施基于學科核心素養的實驗教學呢？本文對此作了闡述。

關鍵詞： 物理學 學科核心素養 實驗教學

一、實驗教學的重要性

物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度和責任是新近公布的高中物理學科核心素養。物理實驗是高考必考內容，而物理實驗教學則是落實物理學科核心素養的重要途徑，是提高物理教學質量的核心手段。

基于核心素養的物理教學正如國家教學成果特等獎獲得者、北京交通大學王玉風教授所說：“使物理不再是干巴巴的理論和公式，要讓學生看到多彩的物理世界。不僅要讓學生理解知識，還要提高興趣，啟發創新思維。”因此在具體的教學過程中，學生必須充分參與、時空必須開放、形式必須體現探究性、培養必須注重個性化、手段必須多樣化。

為了落實核心素養，依據物理學是一門以實驗為基礎的學科，在物理教學中，無論怎樣強調實驗都不為過，所以物理實驗教學不但不能弱化，反而必須強化。其重要性具體體現在通過實驗教學能使學生：（1）經歷科學過程，體會科學方法，樹立物理觀念；（2）更熱愛科學，體驗科學工作的樂趣，樹立科學價值觀；（3）學習科學知識，提高實驗操作和探究能力；（4）不僅動手，而且動腦，培養科學思維能力；（5）形成實事求是、尊重事實的科學態度。

基于學科核心素養，為了實現物理教學目標，物理實驗教學的性質、形式、要求都會發生新的變化。物理實驗教學的性質應以探究性實驗教學為主，驗證性實驗教學為輔；實驗的形式應該多樣化；實驗教學的要求應該符合學科核心素養和學校的條件及學生的實際。

二、實驗形式的多樣化

1.學生分組實驗：按照教學要求，用物理實驗室內的器材，由學生分組合作所做的定量實驗。

2.教師演示實驗：一般由教師在課堂上操作，學生們進行觀察并進行討論的實驗。

3.學生自主性實驗：學生為解決疑問自行設計的實驗，這些實驗一般應在課后進行。

4.學生隨堂實驗：比學生分組實驗簡單，用時短且多為定性地在課堂上由學生自己操作完成的實驗。

三、實驗教學的要求

1.學生分組實驗教學要求：基于學科核心素養的學生分組實驗教學，教師只要對每個實驗講清其目的要求、原理、基本做法和注意事項，稍作指導后讓學生自己去探索、去考慮完成實驗的步驟。要求學生在實驗操作前做出計劃方案，想好先做什么、后做什么、考慮在實驗中可能出現的問題？問題是什么原因引起的？應該怎樣防止？問題應該怎樣解決等？要求學生自己設計記錄數據的表格和分析的方法，同組實驗的同學合作寫出實驗報告、公布自己的實驗成果、發表個性化的見解并進行交流。

這樣的學生分組實驗教學能強化學生實驗方案的自我設計，經歷實驗探究的過程，重視對實驗結果的評估，激發學生實驗探究的興趣，提高學生的實驗探究能力，有利于培養學生的科學思維能力，增強學生的創新意識。

2.教師演示實驗教學要求：基于學科核心素養的演示實驗教學，要盡量讓學生一起參與演示實驗，在學生觀察演示實驗時要求觀察需要有目的、有中心。要觀中有察，察中有想，要求學生具體做到：（1）帶著問題看實驗；（2）通過實驗看出問題；（3）邊看邊想問題；（4）觀察后進行討論。

為了充分發揮教師演示實驗的功效，教師不但要根據教材的要求進行演示實驗，更重要的是要根據學生的實際問題創新演示實驗，這是培養學生研究科學的方法和形成物理觀念的一種有效途徑。所以教師應從下面幾個方面考慮設計演示實驗：（1）研究學生的認知規律，設計一些有引導性作用的實驗。教學中的有些內容，從提出課題到進行典型實驗，直至導出結果，中間思維跨度較大，此時需要教師對學生的認識過程作必要的引導，如果能增加有引導性作用的實驗，必將有利于啟迪學生的思維發展，保證學生的思維探索不間斷。（2）分析學生學習中產生的疑難點，設計些有針對性的實驗，找出學生發生困難的癥結之處，針對他們所缺乏的感知，用設計的實驗顯示出來，這樣做有助于學生克服學習中的障礙，解決學習中出現的疑難點。（3）對于推導出的重要結果，設計些驗證性實驗。在物理學的研究中，僅靠邏輯推理是不充分的，對于推導出來的結果，還必須經過實踐的檢驗才是可靠的。這樣做不但可引導學生重視物理實驗，而且對于培養學生正確的科學研究方法和形成科學態度都能起到潛移默化的作用。

3.學生自主性實驗要求：為了落實學科核心素養，必須增加學生的自主性實驗，學校實驗室必須對學生開放。

學生的自主性實驗可分為兩類：（1）教師命題，學生自行設計的實驗。教師命題要有一定的范圍，學生依據給出的范圍設計并進行實驗。（2）學生自己命題，自行設計的實驗。學生命題可取材于對所學定理、定律的驗證和探究，對習題中的現象，自己學習、生活中聯想到的物理過程中各量關系的驗證或探討。

這些實驗，因為學生覺得是按照自己的愿望進行的，所以興趣會更濃，且會發自內心地要盡最大努力去做好實驗，并為探究完善的答案而堅持不懈，可以培養學生的責任意識。當然，在學生自主性實驗中，教師一定要做好指導并提出必要的具體要求。

4.學生隨堂實驗要求：在實施教學的過程中，引導學生充分利用身邊的物品和器具進行隨堂實驗，并要求采用邊講邊實驗的方式，這有利于發展學生的實驗技能，培養學生的創新意識。

綜上所述，實驗、實驗教學在培養學生核心素養方面有不可替代的作用。為落實學科核心素養，強化實驗教學意義重大。基于學科核心素養的實驗教學是進一步提高物理教學質量的關鍵途徑，可以培養學生的創新精神和實踐能力。

參考文獻：

[1]普通高中課程方案（實驗）.人民教育出版社，2003.

[2]鐘啟泉，等.普通高中新課程方案導讀.華東師范大學出版社，2003.