淺析物理實驗教學促進學生核心素養發展

劉蕊嬌

(寶雞文理學院物理與光電技術學院，陜西 寶雞 721016)

1 物理學科核心素養的基本內涵

1.1 物理觀念

學生在物理學習的過程中，對物質、運動、相互作用、能量能夠形成基本的認知，在不同的學習階段對物理觀念的認知也有所不同。學生通過對物理觀念的學習，能將所學的物理基本原理對自然現象進行解釋和說明，從而解決部分實際問題[1]。

1.2 科學思維

學生從物理學的角度理解客觀事物的本質和規律，能夠在物理事實的基礎上具備建構模型的意識和能力，并且具有批判性的思維意識。敢于在事實證據的基礎上對存在的矛盾和問題提出質疑，進而從不同角度入手探討和思考問題，追求創新[1]。

1.3 科學探究

在學習了相關的物理知識以后，學生能夠在生活中發現問題，并提出相應的假設；通過各種渠道收集信息，對信息進行處理、描述和解釋；通過實施實驗探究方案，能夠對實驗過程和結果進行解釋和說明；對實驗過程和結果進行反思和探究，并在合作探究的過程中提高交流溝通能力[1]。

1.4 科學態度與責任

希望學生在理解物理學科知識的本質后，能夠始終保持對物理學習的興趣和積極性，在與他人進行合作時，能準確表達自身觀點并尊重他人；能夠正確認識物理與社會之間的關系，在物理實驗的過程中遵循基本的道德規范，具有正確的科學態度和社會責任感[1]。

2 物理實驗教學對發展學生核心素養的作用

學生對物理現象的好奇心可以激發學生探索物理的興趣，增強學生主動性。在親身體驗物理實驗的過程之后，能夠培養學生獨立進行物理實驗操作、分析問題的能力[2]。從了解到運用物理規律的學習過程，既能夠鍛煉學生的動手能力，又能培養學生的探索精神。此外，物理實驗可以為師生、生生之間的交流提供平臺，通過小組分工協作，學生可以在彼此的交流互動中加深對知識的理解，也能夠增強合作意識和班級凝聚力。

3 物理實驗教學的現狀調查

3.1 實驗教學服務于應試解題

當前，教師比較注重實驗相關知識點的傳授，學生在實驗過程中只是被動地接受，演示實驗、分組實驗很多都被講解物理實驗原理、大量刷題所替代，學生參與物理實驗過程的機會較少，缺乏實驗技能。長此以往，學生對探究性實驗、創新性實驗的興趣降低。

3.2 實驗教學中學生缺乏主動性

從目前的物理實驗教學來看，即使有實驗課程需要學生參與，學生也只是單純地模仿教師的實驗過程，對實驗的假設、過程、結論沒有任何的思考和疑惑[3]。遇到問題不愿意思考，個別學生甚至直接放棄，不參與實驗的全過程，對物理公式和概念死記硬背，這會對學生核心素養的發展產生不利影響。

3.3 實驗教學重結果輕過程

物理實驗課程的設置是為了讓學生在實驗的過程中，模型構建能力、溝通交流能力、探究思考能力等能夠得到發展，并運用于生活中。但目前來看，部分物理實驗教學的目的僅僅是為了通過實驗使學生測量并得到實驗數據，了解實驗原理，得到實驗結果，這樣的實驗教學不足以激發學生對物理學習的熱情和積極性。

3.4 實驗教學束縛學生創新思維和意識

有的教師在實驗教學中不注重對實驗過程的講解，沒有按照學生完整的認知過程進行教學，直接對實驗結果的應用進行分析，重視應用階段的訓練，通過題海戰術使學生加強對知識的理解和掌握。部分學生在實驗過程中單純模仿教師實驗，有的甚至在應付差事，認為實驗過程是在消耗時間。這些現象都會導致學生對物理實驗失去興趣，與培養物理核心素養的目的相去甚遠。

4 物理實驗教學中促進學生核心素養發展的原則

4.1 培養學生樹立實事求是的科學態度

在物理實驗教學中，正確的態度和良好的習慣對提升學生的核心素養具有重要的意義，嚴謹、實事求是的科學態度是培養學生形成系統物理觀念、提升自身思維的基礎。如通過真實記錄實驗過程中的現象及問題，要讓學生逐步養成嚴謹、實事求是的意識，教會學生養成良好的習慣，培養科學的態度，這是發展核心素養的必要基礎。實事求是的科學態度是在實驗探究的過程中培養的。因此，教師要給學生盡可能提供較多的實踐、實驗機會，使學生在科學實驗中體驗和鍛煉，培養學生實事求是的態度，在實踐中樹立科學精神。

4.2 物理觀念建構是學生核心素養發展的基礎

物理實驗教學的目的不是為了解題，而是在實驗的過程中讓學生形成嚴謹的邏輯思維，提高實踐能力，養成良好的習慣，培養創新意識和能力。但這些都建立在物理概念建構的過程和規律的探索中，物理觀念的形成和完善是學生體驗物理實驗魅力的基礎和前提，如果學生連基本的實驗原理和過程都不明白，物理核心素養的形成就無從談起[4]。所以教師在物理教學過程中，可以多創設情境，設置小實驗，幫助學生了解基本公式，完善知識結構，在物理觀念建構后學生能夠獲得更多物理知識，提高物理學習興趣。

4.3 創新意識是學生核心素養發展的重要因素

提高學生的創新意識和創新思維是促進學生核心素養發展過程中應關注的重點。在物理實驗教學中，學生能夠主動參與實驗的設計、實驗過程和結果，這對培養學生的創新意識具有重要作用，因此具有較大優勢。通過觀察實驗現象、處理實驗數據、描述實驗過程和結果都能對學生的創新意識產生啟發。比如一些探究性實驗，需要學生運用所學知識和方法來構思實驗方案，知識的遷移能夠培養學生的實驗技能，調動學生的積極性，隨著研究的深入，學生在此過程中會遇到問題，通過解決這些問題從而培養學生的創新思維和意識。

4.4 培養學生建構模型的能力

建構模型是將生活中的問題用物理知識進行概括，是物理學習的重要方法，因此，物理學習的過程也是物理模型建構的過程。通過建構模型使學生明白即使是很復雜的問題，往往也是由熟悉的、基本的物理知識組合形成的，培養學生將物理情境通過一定的方法分解為簡單問題的能力。學生將已具有的直觀思維轉化為抽象思維，并運用已有的知識進行推理論證，使學生具有獨到思維和批判性意識，從而提升學生的核心素養。

5 物理實驗教學促進學生核心素養的教學策略

5.1 物理演示實驗培養學生核心素養

5.1.1 提出實驗假設，激發學生思維

如何有效激發學生思維，引導學生進行思考是教師在教學過程中需要不斷探索的問題。在實驗教學過程中，教師可以選擇一個趣味性的實驗作為課前的引入，針對實驗提出假設引發學生思考，這個簡單的實驗和假設不僅激發了學生的學習興趣，也引出了教學的主要內容。因此利用演示實驗法來設置懸念，通過假設引發思考，從而培養學生的科學思維。

5.1.2 通過共同實驗建立物理觀念

在進行物理實驗教學時，教師應當重視學生的設計、互動、合作。如果教師作為實驗過程的主體，學生只是觀看和記錄實驗過程，就會導致學生不思考，只是單純記憶書本知識的現象。因此，教師應將“教學”變為“指導”，學生自己動手進行實驗，通過分析實驗過程，得到實驗數據和結論，由此建立物理觀念。

5.2 設置分組實驗培養學生核心素養

5.2.1 通過小組實驗，培養合作意識

在教師指導下，學生通過小組的分工來操作實驗儀器、觀察實驗過程、記錄實驗數據、得出實驗結論。在實驗過程中，教師要在實驗過程中不斷拋出各種問題，引導學生發現問題，解決問題。更重要的是，為了解決實驗問題，學生需要分工對不同問題進行解答，有效提高實驗效率，多人的思想碰撞往往可以產生更多新的想法，從而完成整個實驗。從分工、實驗過程到結論的得出都需學生進行溝通，培養學生的合作意識。

5.2.2 鍛煉科學探究能力

由于實驗性質和分組合作等原因，有時學生不可能在實驗過程中具備充足的時間來參與每個實驗步驟，這就需要注重學生的某一點或者某一些探究要素，從而培養學生的探究能力。在實驗時，教師要鼓勵學生敢于對問題和假設提出質疑，也要創設一些情景，引導學生進行思考，從而擁有發現問題和探索問題的能力。

5.3 課后活動實驗培養學生核心素養

5.3.1 重視課后實驗，鞏固核心知識

由于課程作業較多，教師在實驗課程之后很少布置課后實驗作業。部分師生認為通過大量做題才能鞏固所學知識，其實不然，教師可以將器材簡便、實驗過程和原理簡單的實驗作為課后作業，讓學生在實驗的過程體會其中的物理原理，這樣的效果更顯著。教學中的實驗與課后實驗不斷融合，能夠在一定程度上加深學生對知識的理解和掌握，進一步鞏固所學。

5.3.2 注重物理與生活聯系，培養解決問題的能力

通過物理實驗教學，讓學生深刻理解物理是從生活中來的，引導學生將已有的知識背景與生活經驗相結合，并將課堂所學的物理知識應用于生活中，培養學生解釋各種物理現象的能力和解決生活實際問題的能力，在這個過程中體驗到物理的樂趣和價值。

6 結語

開展物理實驗教學在促進學生核心素養的發展中具有重要意義，通過物理實驗教學，學生能夠提高實踐能力，創新思維方式，然而物理實驗教學仍然面臨諸多問題。為了使物理實驗教學能夠促進學生核心素養發展，教師應當運用實驗教學，提出假設，在進行分組合作的基礎上，讓學生能夠自己動手，充分理解物理的本質和規律，在潛移默化中提高自身核心素養。