基于核心素養的高中物理實驗教學對策

【摘 要】本文基于學生核心素養的培養論述高中物理實驗教學優化對策，提出注重演示實驗，調動參與熱情;強化觀察實驗，激活學科思維;優化分組實驗，突出學習主體;展開探索實驗，提升研究效率;延伸課外實驗，培養綜合能力等做法。

【關鍵詞】實驗教學 核心素養 高中物理

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）26-0048-02

物理實驗教學要貼近學生學習實際。教師圍繞核心素養培養展開教學設計，為學生提供合適的實驗探索機會，能夠有效提高學生的學習效率，強化其學科核心能力。演示實驗、觀察實驗、分組實驗、探索實驗、課外實驗，都屬于高中物理學科常見的實驗形式。教師要做好篩選和設計，為學生準備更多實驗操作的任務，引導學生在實踐操作中啟動學科思維。教師針對學生關注點進行設計，能夠把準學生心理，讓學生在觀察、操作和驗證過程中建立學科認知基礎。

一、注重演示實驗，調動參與熱情

由于物理實驗內容豐富多樣，教師借助現有實驗條件，以演示實驗做推演，能夠激發學生參與學習的熱情。演示實驗需要教師動手操作。在引導學生觀察實驗時，教師需要對一些重要環節進行介紹，對一些關鍵因素重點關注，對實驗現象進行分析解讀，這樣的演示實驗才能更好地調動學生的參與熱情。演示實驗也可以由學生來操作，讓其他學生進行觀察，教師負責技術指導，這樣的演示操作也是比較有用的。學生對實驗有主動參與的熱情，這是最為重要的學情信息，需要加以合理運用。

如教學人教版高中物理“全反射”時，教師在導學階段為學生現場展示神奇的魔術“黑貓變白描”的小實驗。這個演示實驗很簡單，即將畫好的黑貓放入水中，在水中可以看到魔術般的效果——黑貓變成了白貓，而將白貓提出水面后，其顏色又變成了黑色。學生觀察這個實驗時，教師根據學生的反饋給出具體引導——這是由光的全反射造成的。學生對這個學習內容還不是很熟悉，自然充滿了好奇。教師借助學生學習舊知的經驗給出具體的解讀和引導，要求學生對教材中光的全反射條件和概念展開深入學習，掌握相關知識。教師抓住學生學習心理，以魔術的形式做實驗演示推演，成功激發了學生的學習熱情。

學生對物理實驗有多大期待，取決于教師的引導和展示。如果能夠給學生的感官帶來一定沖擊，其調動效果會更為明顯。教師推出“黑貓變白貓”的演示實驗具有魔術色彩，深受學生的青睞，其操作也不存在太大的難度，而激發效果卻很突出。學生對實驗現象產生濃厚的興趣并進行深入研究，是教師演示實驗的基本目標追求。

二、強化觀察實驗，激活學科思維

觀察實驗是物理學科最為常見的實驗形式。由于觀察對象眾多，教師對此需要有更多指導和啟示，如要求學生對一些重點內容和關鍵環節做出細致觀察，記錄觀察信息，對信息進行整合優化處理，這些都能夠激發全新的學習動機。學生對觀察實驗有較高接受度且具有生活觀察經驗積累，因此引導實驗難度相對較小，操作起來較為順暢。如果借助顯微鏡等學具展開觀察，則更能夠引起學生的參與興趣。觀察實驗需要有明確的觀察目的，以及對觀察信息進行過濾、篩選、整合、分類處理，如果教師針對性地做出引導，勢必能形成嶄新的學習啟迪。

教師針對學生觀察興趣取向進行設計，為學生提供更多觀察的機會，其調動作用會更明顯。如教學“觀察共振現象”時，教師利用演示的方法，將擊打銅鑼作為演示對象，讓學生細致觀察銅鑼聲音的共振現象，分析振動的頻率。學生大多不能找到準確的數據進行分析，但有了觀察的體驗，也能夠對共振現象做出更多客觀判斷。教師從激發思維的角度進行設計，強化觀察實驗，讓學生逐漸找到學習的切入點，以期讓學生順利進入學習環節，找到思維起點。鑒于學生對生活化的實驗有更為強烈的觀察興趣，教師應適時做出引導，布設觀察任務，為學生提供更多學習啟迪。

教師推出觀察實驗內容，要求學生開展體驗分析，激發學生學習動力。從學生的學習表現可以看出，教師的觀察設置是比較有針對性的。聲音共振是較為常見的現象，其實驗觀察雖然沒有太高的專業要求，但其操作過程是有較高價值的。要使教與學達成更多和諧，課堂教學需要有更多創意設計和組織。唯有營造良好的學習環境，才能取得學習的進步。

三、優化分組實驗，突出學習主體

由于學生學力基礎不在同一水平線上，教師在進行實驗任務設置時，需要有分層教學意識，將學生科學分組，給不同小組設計不同的實驗操作任務，這樣可以提升教學的適切性。由于學生對自由組合分組形式最為青睞，教師不妨給學生更多操作的權力，讓學生自主組建合作團隊，借助集體力量解決實驗中存在的問題。主體教學的重要特征和表現之一，即教師尊重學生意見，凸顯學生學習主體地位，給學生更多探索的權力，做好必要的教學服務。

分組實驗帶有更強的調動性，因為分組操作本身帶有集體性，而學生進入團隊之后，其學習主動性會大大提升。如教學“測定玻璃的折射率”這個實驗時，教師先對學生做分組處理，讓學生先組建四人小組，然后進入實驗操作環節。教師先做材料準備，為每一個小組準備了玻璃磚、量角器、直尺、計算器、木板、圖釘等。實驗目標設置為：驗證光的折射定律，學會測定折射率的方法。教師組織學生設計實驗方案，要求學生先理順實驗操作環節，然后才進行具體的操作體驗。教師對學生的討論情況給出指導，確認其操作方案合理，然后才讓學生展開實驗操作。學生自然推進實驗環節，在實際操作中建立學科認知基礎。教師進入各個實驗小組，對學生操作情況做觀察，對實驗操作中存在的問題進行及時糾正，為學生提供更多學習啟示，確保實驗順利推進。

教師要求學生自由分組，對實驗方案進行細致審查，確保實驗順利展開。教師要為學生提供充裕的實驗材料，對學生實驗環節進行規劃，讓學生對實驗做反思歸結，進而形成嶄新的學習認知基礎。同時也要突出學生主體地位，讓學生自己組建實驗團隊，自行設計實驗方案，自主展開實驗操作，優化分組實驗。這樣，學生對實驗的理解更為深刻，其學習積累會更豐富。

四、開展探索實驗，提升研究效率

探索實驗是物理學科教學中最為典型的實驗形式，這種實驗對學生提出了更高的要求。學生要對實驗方案設計、實驗程序執行、實驗操作組織、實驗結論評價等內容做好對應設計和思考，積極參與探索行動，在廣泛互動交流之中提升研究效率。教師在實驗設計和組織過程中，要給學生更多探索的機會，為實驗順利展開提供必要的材料、技術支持，確保探索實驗的自然打開。如果能夠與學生生活形成對接，這樣的實驗設計是最為理想的。

學生對探索性實驗較感興趣，因為它帶有更多未知數，探索意味更濃，能夠調動學生學習參與的主動性。如“紙帶類實驗”中，教師利用現有材料在桌面設置了紙帶實驗裝置，要求學生先觀察實驗裝置，然后小組合作研究具體設計實驗方案并提交給教師，最后教師對相關實驗方案做分析，決定是否運用該裝置來完成實驗操作。學生開始自發組織學習團隊，并集中觀察討論實驗方案。經過一番操作，多種實驗方案呈現出來，如“勻速直線運動”“彈力與彈簧延長的關系”“探究求合力的方法”“探究功與速度變化的關系”“驗證機械能守恒定律”等。教師對這些實驗方案做篩選，組織學生以團隊為單位進行實驗操作并寫出實驗報告。學生有了實驗機會后，都特別珍惜操作實踐活動。

教師設置實驗裝置的目的是讓學生在實驗方案配設中建立更多實驗認知。學生積極響應教師安排，對多種實驗做具體的推敲設計。不管這種實驗能否開展，這個研究學習過程本身就具有較高價值。由于高中生對探索性實驗有著較高的參與主動性，教師圍繞一個實驗進行設計便能成功激發學生學習熱情，如果能讓學生借助生活條件研究探索實驗方案，其助學效果會更為突出。

五、延伸課外實驗，培養綜合能力

實驗教學不能僅限于課堂之中。教師要有拓展意識，為學生準備更多課外的實驗內容，要求學生借助生活條件積極開展實驗設計和探索，以此培養學生良好學習習慣，促使學生學科核心素養成長。由于物理在生活中有廣泛應用，教師要鼓勵學生主動探索，利用生活材料做實驗設計，將物理實驗與生活全面對接。學生由此建立起來的學習體驗和認知會更為豐富。核心素養導向下的物理實驗教學中，教師要進行創新設計，包括實驗內容的選擇和實驗形式的創新，如果能夠在生活條件下展開實驗操作，其探索效果則會更為豐富。

考慮到高三學生有比較豐富的實驗認知積累，為提升實驗訓練效度，教師不妨結合物理總復習內容進行任務布設：如復習浮力內容時，教師可以引導學生制作孔明燈，在實際探索中建立浮力系統認知;又如復習重力內容時，教師可以鼓勵學生制作水火箭，探索物理原理，形成實驗認知;再如讓學生用螺旋測微器和游標卡尺具體測量生活中的一些物品，如瓶子口徑、紙張厚度等。每一種生活實驗都需要有設計、組織、分析、觀察、歸結、對接等處理環節。教師指導學生對這些實驗做具體設計和推演，確保實驗順利展開，實驗效果顯著，而學生從實驗中獲得的學習能力也更為豐富。如浮力實驗，可以借助一些物品在水槽中進行實驗，而且初中階段也有積累，為實驗研究提供了認知支持。

教師從不同角度進行具體指導，給學生布設更多學習任務，創造更多生活實驗機會，這是最為鮮活的學習。由于學生對課外延伸實驗操作有更多認同感，教師對此需要做出積極探索，從更多方向做梳理和設計，啟動學生主觀能動性，讓學生參與生活實驗的設計和組織。

教師要在豐富的實驗內容中進行精選，為學生提供難得的學習機會。演示實驗能夠建立更多觀察點，調動學生學習熱情;觀察實驗能夠對接學生關注點，形成嶄新學習動機;科學分組能夠優化實驗程序和組織，突出學生主體地位;探索實驗具有實踐性，可以提升學生綜合操作能力。教師對學生的不同關注點做出安排和推演，能夠建立豐富的實驗學習契機，為學生學科核心素養培養奠定堅實的基礎。

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【作者簡介】王向菊（1977— ），女，山東平邑人，大學本科學歷，一級教師，現就職于山東省平邑第一中學，主要研究方向為高中物理教學。

（責編 唐玉萍）