基于學生核心素養的高中物理實驗教學

唐永忠

【摘 要】高中物理學科核心素養是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身學習的社會發展需要的基礎知識、關鍵能力、科學態度等方面的表現，是學生通過物理學習集中體現的帶有物理特征的品質，是學生科學素養的關鍵成分，主要由“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面的要素構成。物理實驗是人類認識世界的一項重要途徑，是科學研究的基礎，是物理教學的重要組成部分。

【關鍵詞】高中物理;實驗教學

物理實驗能激發學生學習物理的興趣，幫助學生形成物理觀念，培養學生的動手能力、科學思維能力、科學探究能力以及創新能力，幫助學生養成良好的科學素養。作為一名物理教師，在物理知識教學過程中，正確地演示實驗和指導學生實驗，不僅能激發學生的求知欲望，促進學生掌握知識、運用知識，還能培養學生嚴謹求實的科學態度與責任，促進學生形成良好的核心素養。

一、更新觀念，提高實驗教學的地位

培養核心素養、更新教育觀念，必須提高對實驗教學重要性的認識。在基礎教育課程改革中，科學探究已作為目標、內容和教學方式進入物理課程標準，廣大教師也在實踐中開展了大量探索，但仍存在表面化和形式化的傾向，在教學過程中，需要重點關注問題、證據、解釋、交流等要素對學生發展的影響。在物理實驗教學中，教師角色應該從以往的教書匠轉變為研究者、探索者、合作者、服務者。拋棄以往的口頭式、黑板式實驗教學，敢于創設條件，教師動手制作教具，引導學生制作學具，通過學生自身的體驗與感悟，達到真正理解知識，鍛煉學生的動手操作能力及實驗技能，從而改變以往教師教得枯燥、學生學得乏味的局面，使學生成為學習的主人，感受實驗成功的喜悅，從而激發學生學習物理興趣和求知欲望。此外，教師應正確引導學生學會動手、思考、提出問題、質疑及解決問題，真正發揮物理實驗教學的作用，培養學生的物理核心素養。

二、做好演示實驗和學生實驗促進實驗教學

做好演示實驗，強化學生實驗是提高實驗教學的主要途徑，教師要認真做好每一個演示實驗，在教學中應做到：（1）精心設計演示實驗規范操作，引導學生正確觀察，學會觀察的方法，例如演示平拋和自由落體運動的關系時，引導學生觀察同時發生的兩種運動的特點，或用耳朵聽聲音，對比兩種運動的異同，讓學生歸納它們之間的關系。（2）挖掘實驗素材創設問題情景，有的放失地設置疑問，讓學生帶著問題觀察思考，激發學生的學習興趣。例如：對“楞次定律”教學中，通過“落磁”演示實驗讓學生直觀看到鋁管對磁鐵下落的阻礙作用，再通過對比分析橡皮泥與磁鐵、塑料管與鋁管等實驗現象，讓學生在質疑中得出阻礙作用的產生的原因是感應電流的磁場，學生自己得出感應電流對磁鐵下落起到“阻礙”作用的結論，突破“阻礙”這個重點和難點。（3）將驗證性實驗改為探究性實驗，鼓勵學生善于捕捉實驗中的異常現象，培養學生認識、掌握知識的方法：實驗—觀察現象—分析推理—結論。

例如：在探究加速度與力、質量的關系實驗時，要用到物理上常用的—控制變量法、近似法，繪制圖像、“化曲為直”法等，還要對實驗誤差進行分析，最后找出規律，通過一系列任務，使學生的科學態度和作風得到培養。

三、在物理教學中應結合實際，重視實驗創新能力和知識遷移能力的培養

實驗的設計思想是為了解決問題，對于課本上大量的“實驗與探究”，我們不能采取簡單的拿來、機械的操作，而應該通過創設問題情境，有意識地創造一種探索氛圍，盡量展現實驗的設計過程，以此來滲透物理思想、啟迪學生思路。對于物理學中的經典實驗，應積極創設問題情境，引導學生追溯物理學家思考研究的源頭，從中吸取物理思想的營養。為了做到這一點，我們最起碼可從兩方面入手：一是要注重“雙基”，為遷移奠定好基礎。能力的培養離不開知識的載體作用，離開了知識和技能的積累，能力很難形成。因此，應切實掌握中學物理實驗的基礎知識和技能。

1.在實驗前做好充分準備。教師應備好實驗教案，教案中應將學生實驗過程中容易出現的問題等備寫出來，并在教案中備出實驗探究的目的、實驗探究猜想、實驗探究設計（包括實驗器材、實驗原理、實驗圖）、實驗探究步驟、實驗探究數據計錄表設計、實驗論證和實驗結論七大環節，而且教師要親自動手預做實驗，對實驗做到心中有數。

2.在實驗教學中，教師要及時指導學生實驗時抓住觀察、操作、記錄、分析，提出物理問題，形成猜想和假設，獲取和處理信息，基于證據得出結論，并作出解釋，培養對實驗探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力。觀察是通過感官感知，在選擇測量儀器時，要看清它的量程、分度值以及是否完好無損等。在實驗中，現象的鑒別、線路的連接、讀取數據的視角等，實驗過程離不開觀察。觀察是人們獲取信息的窗口，在教學中，要求學生一定要認真、細致地觀察，切忌粗枝大葉。操作是學生實際動手探究的具體過程，要求學生要以嚴謹的態度嚴格按規則進行操作。

從實驗教學中，我們能深深體會到，實驗教學向教師提出了更高的要求。一位德才兼備、學識淵博的教師，對學生有著莫大的示范和模仿作用。這就要求教師必須提高自身的素質，更好地培養學生核心素養。總之，隨著新課改的穩定推進，教師在學生實驗中應大膽嘗試，通過實驗真正做到，學生力所能及，教師避之;學生力所難及，教師助之;學生力所不及，教師為之的新課程理念。所以，加強物理實驗教學，是培養學生物理核心素養的有效途徑，對提高學生的邏輯思維能力很有幫助。因此，物理教學中，應大力推廣和優化物理實驗教學，從而進一步提高物理教學的質量，達到培養學科素養的目的。

（課題信息：甘肅省教育科學規劃課題研究成果GS[2018]GHB3439。）