基于核心素養下高中物理實驗的研究

龐訓超

(安徽省亳州市第十八中學 安徽亳州 236000)

核心素養是新課改教學政策中的重要思想，通過核心素養的培養將學生在課堂上學習的知識轉化為可實踐的能力，以此改變傳統教育模式下學生“死讀書，讀死書”的問題，是我國教育改革發展的重要方針。高中物理學科的核心素養是指物理觀念和應用、科學探究和交流、科學思維和創新、科學態度和責任這四個方面，在培養學生核心素養的過程中幫助學生養成良好的學習習慣和樂于探究的良好品德，對學生未來的長久發展會產生深遠影響。

一、高中物理實驗與核心素養的概念探究

實驗是高中物理課程中非常重要的一部分，雖然在課本上對各種試驗的步驟、器材的使用和實驗結果都有了詳細的描述，但學生在學習時仍然覺得“紙上得來終覺淺”，不讓學生親自動手、觀察和思考，這對學生理解物理理論知識有很大的阻礙。同時，物理實驗還是鍛煉學生動手探究能力的最佳途徑，有助于學生將理論知識靈活應用，把學習到的知識轉化為實際的技能，促進學生從形象思維到抽象思維的轉變[1]。

高中物理學科核心素養的四個方面，是學生在高中階段的物理學習中必須掌握的。“物理觀念和應用”是指從物理學習的專業視角對事物進行觀察，尋找事物內在的規律與聯系，基于物理學習的基礎，將知識和技能應用于實際問題之中。“科學探究和交流”是指學生根據事實與自己的主觀判斷，合理地提出質疑，并友好交流各自的觀點，協同合作進行討論的良好品德。“科學思維和創新”是指學生對物理問題進行思考、獲取信息并且處理問題的思維，科學的發展和發現離不開勇于質疑與敢于創新。“科學態度和責任”要求學生擁有物理學習下對社會與科學的基本責任感，以及良好的科研態度。

二、目前高中物理實驗中存在的教學問題

（一）學生缺乏對物理實驗學習的重視

物理是一門理論與實驗并重的學科，而學生在過去多年的學習中養成了格外重視理論學習的習慣，并且把這一套學習思維帶入到物理學習中來，重理論而輕實踐，不重視物理實驗學習的機會，也不明白物理實驗學習的重要性。即便是在教師的要求下完成了物理實驗任務也是應付交差了事，沒有專心研究實驗步驟、觀察實驗反應、尋求實驗創新，學生對高中物理課程學習的誤區導致了對物理實驗學習的不重視，而對物理實驗學習的不重視則成為了學生物理學習道路上的阻礙。

（二）學生對物理實驗學習缺少自主性

新課改的教學政策強調“以生為本”，要求教師尊重學生在教學中的主體地位，而目前高中物理實驗學習面臨的問題，恰恰是學生在物理實驗中缺少學習的自主性。在傳統教育模式中，學生養成了被動接受教師傳授的習慣，如果沒有教師的要求和帶領，學生很難自發地完成一次物理實驗，也沒有自主開展實驗的意識。學生離開教師就不能進行實驗，并且對物理實驗缺少自主發現問題、思考問題和探究問題的積極性，因此學生的物理實驗學習能力才遲遲無法得到提升。

（三）物理實驗單一

目前，學生進行的物理實驗是根據課本上提出的問題和知識點來開展的，課本上提到哪些實驗學生就進行哪些實驗的練習，不僅實驗的內容和類型單一，也不能給學生物理學習眼界的拓寬帶來更多幫助，久而久之還會讓學生感到物理實驗學習的枯燥和無聊，令學生的實驗學習有效性大打折扣[2]。

三、核心素養下的高中物理實驗教學策略

（一）轉變學生態度，提升學生對實驗學習的重視程度

在物理課堂中學習的理論知識，無論是公式、定律還是物理現象，都源于一次又一次的物理實驗，唯有通過實驗才能證明這些理論的正確和公式的成立。因此，物理實驗在物理學習中是非常重要的。所以，核心素養背景下的高中物理實驗教學，一定要轉變學生對待物理實驗的學習態度，使其認識到物理實驗學習的重要性，調動學生物理實驗學習的積極性，從而達到培養學生物理核心素養的目的，提升學生的物理學習綜合能力。

例如，學習“自由落體運動”時，教師提出問題：“我們知道自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，那么我們將一顆5g的砝碼和一顆10g的砝碼，在同一高度、同一時間向下做自由落體運動，請問哪一顆砝碼先落地呢？”這個問題就像“100斤鐵和一百斤棉花哪一個更重？”的腦筋急轉彎，學生也像幾千年前的亞里士多德一樣，憑借直覺判定更重的砝碼會先一步落地。但很可惜，伽利略的比薩斜塔實驗已經告訴我們，自由落體運動中物體的運動與物體本身的質量沒有關系。

借助這個經典的實驗讓學生發現在物理實驗的重要性。

（二）引導學生創新，培養學生的物理實驗創新思維

物理的新發現離不開勇敢的質疑和大膽的創新。教師在物理實驗教學過程中，應給予學生自主探究和學習的充足空間，并鼓勵學生跳出既定思維的局限，勇敢地提出自己的想法和創意，在一次次的創新嘗試中培養學生的創新思維[3]。

例如，學習“導體的電阻”時，教師帶領學生開展“金屬電阻率測量”的實驗，首先測量的就是我們生活中最常見的電線，而且是金屬電線。學生應用了伏安法，學習了不同情況下連接滑動變阻器電路的接法，以及游標尺、螺旋測微器的應用方法。完成實驗后教師提出問題：“能不能用剛剛學習的伏安法測量生活中一些物體是否帶有導電性呢？它們的電阻值是多少？”一方面，學生剛剛完成金屬電阻率的實驗，在此基礎上進行自主實驗的難度不大。另一方面，這個要求雖然為學生規劃了方向和內容，但也給予了學生很大的自由發揮空間，很多學生興致勃勃地拿橡皮、鉛筆、玻璃片等物品展開了試驗，既培養了學生的物理實驗創新思維，又鞏固了學生剛剛學習的物理實驗技能。當然，學生最后也確實發現了一些帶有導電性的物品，比如2B鉛筆的筆芯。

（三）聯系實際生活，拓寬學生物理實驗學習的眼界

我們常說“知識源于生活”，這并不是一句空話。牛頓發現萬有引力的契機是一個熟透掉落的蘋果，阿基米德洗澡發現浮力的原理，科學的巧妙之處在于它無處不在，只看你能不能發現。所以，高中物理實驗教學也要聯系實際生活，教師要引導學生用善于發現的眼睛在生活中探知物理的存在，培養學生的科學探究精神，拓寬學生物理實驗學習的眼界，從而讓學生更加積極地投入到自主探究與實驗學習中，培養學生的物理核心素養。

例如，學習“力的合成和分解”時，教師聯系實際生活向學生提出了一個問題，“一桶水，一個人能提起兩個人也能一起提起，請問一個人提跟兩個人一起提施加的力是否相同呢？”學生聯想到生活中的很多場景，比如在超市買了一大袋東西，一個人提雖然費力但也能提得動，但兩個人就會感覺輕松不少。基于這些生活經驗，學生認為雖然一個人和兩個人提水的效果是一樣的，但是兩個人一起提施加的力要小于一個人提施加的力。為了驗證這一結論，不僅學生進行物理實驗的積極性提升了，也拉近了生活與物理之間的距離。

（四）借助信息技術，創設良好的物理實驗環境

物理是一門對人類發展有重大貢獻的科學，要體現出物理學習的重要價值，教師可以選擇借助信息技術的幫助，一方面讓學生直觀感受到物理學習能夠給社會、國家乃至整個人類帶來的幫助，另一方面可以降低學生的物理實驗學習難度，提升學生的學習效率[4]。

例如，學習“磁場 磁感線”時，教師應用了新穎的信息技術教學工具，為學生播放了虛擬的磁場動畫，介紹了幾種常見的磁場，像直流與電流周圍的磁場、環形電流磁場以及通電螺線管磁場等。信息技術還可以應用于磁現象實驗的教學中，將實驗步驟與發生的實驗反應錄制成教學視頻或者實驗動畫，讓學生更深刻地體會到物理學習的重要意義。

（五）創建評價機制，鞏固學生的物理實驗學習基礎

高中物理實驗學習分為發現問題、探究問題、實驗驗證和總結評論這幾步，創建高中物理實驗評價機制的目的在于幫助學生鞏固基礎，保證實驗學習的有效性，以及培養學生科學探究與交流的素養。

例如，學習“變壓器”時，教師帶領學生完成了對變壓器線圈兩端電壓與匝數關系的探究實驗，并在實驗的最后為學生留出了總結交流的時間。學生以小組為單位展開實驗，在實驗結束后不僅要記錄所有的實驗數據，還要對本次實驗進行經驗總結，如他們是如何確定變壓器線圈兩端的電壓和匝數有關系的，通過簡單的總結交流鞏固學生的物理實驗學習基礎。

四、結束語

綜上所述，高中物理是一門理論與實踐并重的課程，在物理實驗教學過程中，學生有更多的機會發揮自己的能力，物理實驗也是培養學生科學意識和創新思維的最佳渠道。基于核心素養背景下的高中物理實驗課程，更重視學生在教學中的主體地位，給予學生發光發熱的舞臺，圍繞核心素養的培養來制定科學合理的教學計劃，幫助學生養成良好學習習慣并激發學生的科學探究興趣，旨在全面提升學生的物理學習能力。