優化“實驗與探究”，突顯核心素養

核心素養下的物理課堂教學除了傳授物理基礎理論知識，還需要培養學生適應終身發展和社會發展所必備的核心能力。高中物理大部分的課程都開設有實驗與探究的教學環節。實驗探究作為一種發現式學習，對學生核心素養的培養有很好的促進作用。那么，基于核心素養和教材如何優化設計實驗與探究并實施物理教學呢？

一、進行趣味性的物理實驗設計，培養學生的科學思維素養

科學思維在物理學中指的是學生通過對學科內容以及思想內容進行研究，從而形成的一種思維方式。因此，在高中物理學科中，教師需要重點培養學生的科學思維。教師在課堂教學過程中，利用物理學科當中多樣化的物理實驗現象，從而使學生養成創新意識。與此同時，教師在課堂教學過程中，將物理知識與學生的實際學習情況以及個性化的學習特點、學習角度相結合，對物理實驗進行創新與設計，以此增強物理實驗的有趣味性以及奇特性，有效提高教學效果。除此之外，利用豐富的物理實驗現象可以使學生深入理解物理學的思維方式以及科學思想，從而促使學生對物理知識的概念及其原理有更好的認知。因此，對物理實驗進行趣味性設計，可以有效培養學生的發散性思維。另外，教師在進行趣味性實驗的過程中，要引導學生自主參與到物理實驗活動當中，從而有效激發學生的物理科學思維。在趣味性教學設計中需要注意的是，實驗的趣味性并不是教學的最終目標，教學的目的是培養學生的實踐操作能力。

二、引導學生自主設計物理實驗，增強學生的求知欲望與探索素養

據相關調查可知，學生在進行自主實驗設計的過程中，往往會存在大同小異的現象，其物理實驗的整個操作流程以及得出的物理結論存在一致性。這種現象會嚴重消磨學生學習的自主性，且也不利于學生思維意識以及探究意識的培養。因此，為了改善這一問題，教師要發揮正確的引導作用，引導學生結合教材內容對物理實驗進行科學的探究以及合理的實驗猜想，使學生能夠通過不同的物理實驗研究方式對實驗結果進行探究，培養學生解決問題的能力以及思維創新意識。另外，教師還可以引導學生撇開教材內容，對物理知識進行獨立的思考，從而設計出物理方案，經過實驗過程的驗證，得出正確的物理實驗結論。

在粵教版必修1探究“自由落體運動規律”中，引導學生根據伽利略推導自由落體運動規律的思路，分小組設計實驗，測量相關數據，通過數據處理推斷自由落體運動的規律和公式。有一小組利用手機的連拍功能(類似閃頻照相)，經過圖片處理，也能推算出來小球自由下落的運動規律。盡管實驗設計有瑕疵，但經不斷類似的訓練，學生的思維能力、實驗探究能力、動手能力等都得到了不同程度的提升。

三、聯系生活拓展實驗，有效提高學生動手能力

學生在課堂中所學習的物理知識很多都可以在現實生活中得到很好的體現與應用，因此教師可以組織學生開展課外實踐活動。例如，可以組織學生進行一些簡單的實驗操作，以此促使學生養成在日常生活中利用物理實驗解決問題的能力。組織課外物理實驗，可以開拓學生的思維，以此有效提高學生的動手動腦以及實踐操作能力，使學生深刻認識到物理學的魅力。

比如，講授《摩擦力》一課時，可以設計學生探究活動，讓學生課前利用生活中的常見物品，設計容易觀測的觀察摩擦力方向的小實驗，課堂演示講解。實驗中學生非常活躍，有利用掃把的，有利用牙刷的，有利用粉筆刷的，五花八門，有非常明顯的，有不容易觀察的，但積極性都很高，都不妨礙學生的探究熱情。

四、制造知識認知沖突，培養學生的科學態度與不懈探究精神

科學的不懈探究精神主要指的是在科學探究的過程中，本著對科學負責任的態度對物理問題進行深入的研究。因此，教師在教學過程中，不要只局限于教材上的物理理論知識，而應當將物理原理的研究與發展過程更加直觀地展現給學生。所以，教師在進行物理實驗的過程中可以為學生制造合理的認知沖突，在實驗操作中激發學生的創新意識，從而使學生的科學態度富有嚴謹性。

比如，筆者針對粵教版3-2 第一章第二節《產生感應電流的條件》設計了兩個探究實驗，實驗1是初中接觸過的“導體切割磁場產生感應電流”，實驗2是“條形磁鐵穿插螺線管產生感應電流”。對實驗1加多一個對比，用整個小線框切割磁場，沒有產生交流。通過一系列的對比實驗，與初中接受的產生感應電流的條件產生一定的差異與沖突，這樣可以使學生掌握更科學嚴密的物理知識理論表述，培養學生實事求是的科學態度，增強學生的社會責任感。

總之，教育教學不能急功近利，科學實驗探究不是一兩次作秀，學科素養的培養也不是一蹴而就，需要在教學中不斷滲透。這就需要教師要以培養學生的核心素養為導向，對教學內容精心設計，把新課標的教學目標滲透到教學中去。