實驗設計的高中物理核心素養培育策略探討

王順敬

摘 要：伴隨著我國教育的深入改革，培養和提升學生物理核心素養已經逐漸變成了越來越多教師的重要教學目標。筆者在本文分析了基于實驗設計的高中物理核心素養培養現狀和培養原則，并且從四個方面提出了培養策略，希望可以促進學生物理實驗思維能力以及創新能力的提升，而這些能力剛好是物理核心素養特別強調的關鍵能力。

關鍵詞：高中物理;實驗;核心素養;培育策略

高中物理這門課程屬于實驗科學，實驗屬于這門課程中的一項重要教學內容。物理實驗教學，不僅可以幫助學生形成更加完整的物理學習方式和觀念，而且還可以培養學生探究物理知識的能力和意識，更重要的是還可以促進學生形成更加良好的科學品質以及科學精神。因此，作為一名高中物理教師更應該重視物理實驗教學，并且精心設計物理實驗教學過程，探索出培養物理核心素養的有效策略，充分發揮出其教學價值，全面加強培養學生的物理核心素養。

一、基于實驗設計的高中物理核心素養培養現狀

（一）忽視培養學生的自學意識

眾所周知，“授人以魚不如授人以漁”。只有當學生主動地接觸和學習物理實驗的時候，他們才能更加深刻地理解其中的物理知識。但是，在我國目前的高中物理實驗課堂上，絕大部分教師往往會忽略掉如何有效培養學生的物理自學意識，也很少會有意識地為了激發出學生的物理興趣而去創設相應的物理實驗情境或者是設計更加科學的物理實驗教學策略，這也就導致了學生本身的物理自學意識并不強烈。長此以往，學生在物理實驗課堂上的學習就變得越來越被動，而這對學生物理核心素養的全面培養是非常不利的。

（二）忽視培養學生的物理能力

很多高中物理教師在實際的實驗教學過程中往往更加注重學生對物理實驗的掌握程度，包括：對物理實驗現象、最終實驗結果等等，而卻忽視了培養和提升學生本身的物理能力，像實驗觀察能力、知識遷移能力、知識概括能力等等。而這些物理能力對學生的物理進步有著不可忽視的重要影響，可以幫助學生實現有意義的物理學習，使學生可以真正通過自身探究物理實驗之后而掌握更多的物理知識。因此，教師忽視這些物理能力的培養將會影響到學生物理核心素養的全面培養，更重要的是會對學生物理成績的提升帶來一定的負面影響。

二、基于實驗設計的高中物理核心素養培養原則

（一）重點培養學生良好習慣

眾所周知，良好的行為習慣將會給學生的一生帶來數不清的益處，反之不良的行為習慣將會給學生的生活和學習甚至一生帶來負面影響。著名的教育學家曾經說過學生的物理學習成績是否可以得到明顯提升將會受到學生行為習慣的直接影響。因此，高中物理教師所開展的物理實驗教學應該重視學生良好習慣的培養，這對于學生物理核心素養的全面培養具有十分重要的作用。良好的習慣，不僅可以促進學生形成更加嚴謹的科學研究態度，而且還可以鍛煉和培養學生的物理思維以及創新能力。可以看出，良好的習慣是學生發展自身物理核心素養的重要前提。

（二）幫助學生建構物理觀念

物理觀念指的就是物理、運動等等相關物理內容。高中物理的實驗教學并不僅僅為了解除學生的物理疑惑，更重要的是讓學生通過物理實驗而形成更加嚴謹的物理思維和物理邏輯，同時還能讓學生通過物理探究過程增強自身的物理實踐能力和意識。物理實驗教學更加注重學生是否可以領悟到該物理實驗所采用的思想方法等等，而物理觀念就是學生真正領悟到物理實驗本質的前提，更是發展和提升學生物理核心素養的關鍵。若是學生不清楚某物理實驗的原理，那么也就難以掌握到其中的物理知識，更別提其中的物理思想，學生物理核心素養的培養更是無從談起。

（三）鍛煉學生物理創新能力

創新能力和精神的培養已經逐漸變成了教育領域的主流。創新精神不僅是促進學生成長和進步的基礎，更是培養和發展學生物理核心素養的關鍵。高中物理實驗教學對于學生創新能力和精神的培養具有較大的優勢。物理實驗教學需要從激發學生物理學習興趣開始，接著再到物理實驗內容和實驗方法的講解，讓學生可以更加積極地參與到物理實驗中，再到物理實驗的觀察和分析都可以培養和提升學生的物理實驗創新能力，更能培養學生形成嚴謹且務實的科學態度。

三、基于實驗設計的高中物理核心素養培養策略

（一）利用現代信息技術

現代信息技術的發展越來越迅猛，其本身的多重優點也被逐漸開發出來。越來越多的高中物理教師已經開始意識到現代信息技術在課堂上的實際意義，它在物理課堂上也就變得越來越受歡迎。因此，高中物理教師在實際的物理實驗教學過程中利用現代信息技術，可以是為學生播放完整的物理實驗過程視頻，也可以是為學生播放某一部分的物理實驗細節。這樣不僅可以激發出學生對物理實驗的探究欲望，而且還可以幫助學生學習物理實驗的本質，從而全面培養學生的物理核心素養。

比如：在學習“平拋運動”的時候，首先，教師可以利用現代信息技術為學生播放生活中常見的平拋運動，讓學生可以通過這些例子而產生出較大的物理探究興趣。其次，教師可以利用現代信息技術播放探究平拋運動的物理實驗視頻：一個小箱子放在桌子上，讓一個小球從這個小箱子上拋起并且滾出箱子，這時候這個小球做一個曲線運動。等到視頻結束后，教師引導學生思考該曲線運動與之前學過的運動有什么區別，進而引出平拋運動的學習。最后，教師可以結合該物理實驗視頻的內容總結出平拋運動的概念，并且講解分解該運動的方法，使學生可以運用該方法解決實際的物理問題。

（二）選擇典型物理實驗

處于高中階段的學生，本身已經具備了一定的物理實驗能力，他們往往對于物理實驗具有較大的探究興趣。因此，高中物理教師在實際的實驗教學過程中可以選擇典型物理實驗。教師可以根據具體的內容來選擇合適的物理實驗，并且一邊在講臺上動手操作實驗，一邊向學生講解其中的實驗步驟來幫助學生理解。此外，教師還可以讓學生仔細觀察其中的實驗現象，并作好記錄，以此來培養學生的物理觀察能力，從而全面培養學生的物理核心素養。

比如：在學習“形變與彈力”的時候，首先，教師可以拿出來提前準備好的細鋼絲，并且在學生的注視下將該細鋼絲纏繞成一個小彈簧，制作完成后，輕輕拉一拉或者按一按這個小彈簧，讓學生觀察這個小彈簧是否發生了什么變化。這時候，有的學生可能就會舉手回答：“這個彈簧的形狀發生了變化，但是松手之后就會重新恢復原狀。”其次，教師可以接著學生的回答提問而引出力，并且讓學生思考這種力的性質以及產生條件。同時，教師還可以讓學生自己制作小彈簧，讓學生親身感受到彈力。最后，教師就可以引出彈力的學習，并且講解相關的物理概念，包括彈性形變和非彈性形變。而學生經過了之前物理小實驗的鋪墊，就可以很好地理解和掌握這部分物理內容。

（三）組織小組合作形式

高中物理課程有些物理實驗的過程具有一定的復雜性，學生往往難以理解，這為學生物理實驗的學習帶來了一定的難度。而小組合作的形式可以集齊多個學生的智慧一起探究和學習物理實驗，這樣也就可以很好地解決這一難題。因此，高中物理教師在實際的實驗教學過程中可以組織小組合作形式。教師可以是讓學生根據自己的意愿結合成物理實驗小組，也可以是根據學生的物理能力將他們分成合適的物理實驗小組。這樣不但可以幫助學生樹立學習物理課程的自信心，而且還可以提高學生的物理實踐能力，從而全面培養學生的物理核心素養。

比如：在學習“勻變速直線運動的實驗探究”的時候，首先，教師可以提前將學生分好組，讓學生共同完成該物理實驗，并且準備好需要用到的物理實驗用品，像打點計時器、紙帶、細繩等等。其次，教師可以引入物理實驗，讓各個小組說出生活中常見的勻變速直線運動的例子，進而引出該物理實驗，讓小組共同探究勻變速直線運動。這時候，教師可以讓學生按照實驗步驟完成該物理實驗，有的學生可能用手拖動紙帶，有的學生則控制打點計時器，還有的學生在記錄實驗數據等等。最后，教師可以帶領學生一起分析物理實驗的數據，由此讓學生通過該物理實驗而學會如何判斷某個物體的運動狀態，最終促進學生的物理邏輯能力和思維能力得到較好的培養。

（四）完善實驗評價機制

評價環節，同樣也是高中物理實驗教學中的一個重要組成部分，對學生形成更加科學的物理實驗態度有著極為重要的作用。因此，高中物理教師在實際的實驗教學過程中可以完善實驗評價機制。教師不能只是將學生的最終實驗結果作為判定他們對該實驗的掌握程度，更應該結合他們在操作過程中的表現以及他們對實驗原理的理解等等而對他們進行更加綜合的評價。這樣不但可以幫助學生更加全面地認知自我，而且還可以促進學生更加積極、更加主動地完成物理實驗，從而全面培養學生的物理核心素養。

比如：在學習“向心力與向心加速度”的時候，首先，教師可以描述物理實驗的過程：在一個光滑的水平桌面上，一個繩子一端拴著一個小球，另一端則固定在這個桌子上，一開始繩子處于松弛的狀態，用手輕輕敲擊小球，該小球做勻速直線運動。當該繩子的狀態逐漸處于繃直的時候，小球做勻速圓周運動。這時候，教師可以讓學生用自己的語言再次描述該物理實驗的過程，并且將其設定為評價的一個標準。此外，教師還可以向學生提出有關于該物理實驗的問題，根據學生的回答情況進而做出評價。

結束語

物理實驗的教學對學生物理核心素養的培養和提升有著非常重要的積極作用。因此，高中物理教師在實際的教學過程中要重視實驗教學部分，為學生設定科學地教學策略，使學生可以通過完整的經歷整個物理實驗而充分掌握其中的物理知識，從而有效促進學生的物理核心素養可以得到很好的提升。

參考文獻

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