學科核心素養融入高中物理實驗教學的策略探究

吳正飛

(江蘇省如東高級中學 226400)

物理學科教學活動展開的基礎即為物理實驗，此也為推動現代科技得以不斷發展的重要手段，同時在強化學生實踐能力、思維能力方面發揮著重要作用.物理教學活動中，教師借助物理實驗的設計還可實現學生求知欲、學習興趣的激發，因此，利用物理實驗實現學生核心素養的培養為一項有效途徑.分析物理教學現狀發現，教師多將學生理論學習成績的提升作為重點，針對物理實驗的重要性并未形成正確認知，部分教師即便展開物理實驗，針對學生的自主操作環節也并未加以重視，甚至選擇忽略此環節，使得學生物理學習效率難以得到有效提升.本文即圍繞學科核心素養融入于高中物理實驗教學的策略展開探討.

一、重視學生思維發散，強化學生思維能力

高中物理教學活動中教師借助演示實驗，可促使學生在此過程中主動發現問題、分析問題、思考問題、觀察實驗現象、總結實驗結論，由此推動學生科學思維的形成、發展.此外，教師借助演示實驗的合理應用，還可有助于學生對物理規律形成清晰認知，推動學生物理知識體系的健全.演示實驗過程中，教師為實現學生科學思維的培養，需從如下幾方面著手：首先為應激發學生物理學習興趣，引導學生主動發現問題.演示實驗過程中，教師應重視學生思維的引導，幫助學生體驗物理探究的樂趣，激發學生物理實驗探究主動性、積極性，提高演示實驗教學效率.其次為借助實驗的演示，引發學生問題思考.演示實驗中，學生發掘物理問題僅為推動學生科學思維形成的基礎，針對學生思維素養的形成還存在一定距離.因此，教師在物理演示實驗過程中，需引導學生思考，借助程序的演示，推動學生科學思維的形成.再次為加快學生思維運轉，細致觀察實驗現象.若教師在物理教學中所展開的演示實驗僅發揮“演示”作用，則學生思維將會遵循教師思維發展，自主思維能力仍舊難以形成.所以，教師在演示實驗過程中，需引導學生仔細觀察實驗現象，推動學生思維運轉，探究實驗現象，推動學生思維能力的形成.最后為獲取實驗結論，發展學生思維能力.教師在物理教學活動中，為推動學生思維能力發展，教師在演示實驗過程中，需激活學生思維，借助層層引導，推動學生思維能力發展.

如教師在高中物理教學活動中，引導學生探究運動物體在經過凹型橋面中心、凸型橋面頂端兩段不同路徑對橋面所造成的壓力時，便可設計演示實驗，推動學生科學思維發展.教師可先將鐵絲彎曲成過山車所經過的軌道形狀，使得處于靜止狀態的小球，在凸橋頂端時可掉落；尚未搭上鐵鉤時，小球處于凹橋中心位置.主要演示步驟如下：首先為凹橋演示時，搭鉤未搭接，此時處于靜止狀態的小球由斜軌頂端自由落下，下落至凹橋底端位置時，落入杯子.由此表明，運動物體經凹橋中心位置時，橋面所承受壓力大于物體自重.其次為凸橋演示時，搭鉤搭接.小球經斜軌自由下落后，可掠過凸型橋面，由此表明，運動物體經凸橋中心位置時，橋面所承受壓力小于物體自重.此外，教師在演示實驗過程中，還可借助變魔術的方式，激發學生學習興趣，如教師可先將搭鉤搭接時運動小球經過凹橋現象向學生展示，隨后，在悄悄斷開搭鉤，再次演示，借助前后不一的實驗現象調動學生探索欲望，引導學生積極展開探討活動.隨后，教師可將演示實驗分步驟向學生展示，引導學生探索問題原因，借助理論推導，推動學生科學思維發展.

二、基于學生現實生活，融入物理觀念

物理知識同日常生活密切相關，所以，教師在物理實驗過程中，選擇實驗器材時，應重視同學生實際生活的融合，借此除可實現學生學習興趣的調動外，還可同物理學科本質更為相符.高中物理教學活動中，教師引導學生學習“超重失重”此部分知識時，教師可將學生在日常生活中常見的體重秤帶入課堂教學中，促使學生對失重、超重形成更為直觀的認知，同傳統的單一口頭知識講述而言，更便于學生理解，針對運動與相互作用觀的形成還可起到一定推動作用.如加速站起至減速站起時的交點，加速度方向向上，超重，此時體重秤指數應高于人的體重.教師在講解過程中，可引導學生積極參與至課堂活動中，對自身在體重秤上迅速蹲下、站起中體重秤指數的變化加以記錄，借助親身實驗，對物理知識的奇妙之處加以感悟.高中物理教學活動中，教師借助生活元素的引入，可有助于學生物理學習興趣的調動，借此除可幫助學生對物理知識加以掌握外，也可有助于學生深化物理規律、物理概念，推動相應物理觀念的形成.

三、合理利用教材演示，深化學生的創新意識

分析物理教材發現，教材中所應用的演示實驗器材并非為最佳實驗器材，在實踐操作中較為復雜、繁瑣，學生無法參與到實驗過程中，使得課堂活動參與度、互動性降低，在一定程度上對物理教學效率的提升形成限制.針對此現象，教師在物理教學活動中應重視實驗的創新，對教材中實驗所存在的不足加以彌補，促使學生可積極參與至實驗過程中，有助于學生創新精神的培養.高中物理教學活動中，教師引導學生學習“自由落體”時，此節課在教材中的演示實驗為，將小羽毛、金屬片等不同質量的物體，放入約1.5m長的玻璃管內，隨后，倒立玻璃管，對物體下落速度加以觀察.再抽空玻璃管中空氣，重復上一步驟.由此分析可知，教材中雖設計兩次對比實驗，實驗現象直觀、清晰，實驗原理簡單，然而，教材中的自由落體運動主要強調從靜止下落、只受重力兩點.教材中所設計的演示實驗針對上述兩點卻難以呈現最佳實驗效果.鑒于以上實驗裝置的不足之處進行改進，將裝置豎直放置，采用磁鐵或電磁鐵吸附羽毛和鐵片移動到玻璃管頂端后同時釋放，這樣可以防止物體與玻璃管壁的摩擦，還可以保證物體從靜止下落.但要注意在演示過程中羽毛要在金屬片的上方，這樣下落后的現象更有說服力.實驗演示過程中，若玻璃管倒立速度過快，將會導致實驗現象不明顯，或可能影響實驗結論，如可能產生羽毛被壓在金屬片下降落，或為物體下落提供初速度，無法同靜止開始降落的實驗要求相符.若玻璃管倒立速度過慢，物體將會摩擦玻璃管內壁，即便在真空環境下，此降落過程也無法滿足僅在重力作用下降落的要求.針對演示實驗中所存在的不足之處加以改善，即豎直放置裝置，利用磁鐵吸附金屬片、羽毛，隨后，逐漸移動至玻璃管頂端位置，同時釋放，借此，除可在一定程度上避免物體同玻璃管內壁產生摩擦外，還可確保物體由靜止狀態開始降落.此過程中，教師應注意羽毛需處于金屬片上方位置，此種降落方式說服力更強.

曲線運動速度方向的演示實驗：

實驗準備器材(圖1)：磁性面板、磁珠、軟尺

實驗方法：如圖2，教師在實驗演示過程中，可將軟尺向任意方向彎曲后，在磁性面板上固定，借助橡皮筋，或彈簧，為磁珠提供初速度，此時，磁珠運動軌跡即為軟尺形狀，由末端出發后，磁珠在磁性面板上所劃出痕跡即為磁珠在末端位置的速度方向.演示實驗過程中，一名學生為磁珠提供初速度，另一名學生對軟尺出口方向加以改變，兩名學生互相配合完成實驗.

實驗優勢：此演示實驗具備操作簡便的優勢，軟尺可改變為任何形狀，磁珠在磁性面板上所劃出的痕跡清晰，實驗現象清晰，可有助于學生對曲線的速度方向此知識點加以理解.同時，學生還可積極參與，學生學習積極性得以調動，在此過程中，學生創新意識得以培養.

伴隨信息技術高速發展，社會變化日新月異.因此，教師在高中物理教學階段，將學生核心素養培養作為教學重點，同僅重視學生理論知識傳授而言，更具教育意義.教師在物理教學活動中，引導學生展開物理實驗，還可同物理學科性質相符，因此，教師在物理實驗教學中，融入核心素養培養內容，針對學生個人發展而言具備重要意義.新課改持續推進背景下，需對課改精髓加以深入體會，對物理學科核心素養內涵加以了解，推動實驗教學理論的完善，望借此為廣大一線教師提供參考.