核心素養導向下的高中物理實驗教學創新策略

■文/王先義

隨著新課改的不斷推進，學生核心素養的培養引起了教師的高度重視。在高中階段的物理教學中，教師除了確保學生掌握相關的物理知識，同時要培養學生的邏輯思維、實踐應用能力等，以提升學生的物理核心素養。作為高中物理教學中的重要組成部分，物理實驗可以使學生對相關物理知識、物理現象有更為深入的理解，調動學生的學習興趣，提高教學質量。高中物理實驗教學應以提升高中生的核心素養為培養目標，為學生未來的發展奠定基礎。

一、核心素養內涵

核心素養是知識、能力和態度具體化、綜合化的表現，它明確了學生應該具備的適應終身發展和社會發展需求的必備品格和關鍵能力。教師將培養學生的核心素養作為人才培養的目標，符合社會的發展需求，能夠培養出更多高素質、有能力的人才。在高中物理教學過程中，教師不僅要讓學生掌握課本上的知識，還要著重發展學生的物理學科核心素養，基于物理學科的核心素養進行教學設計。

二、培養學生核心素養的重要性

（一）促進學生個人發展

過去的教育偏重應試教育，很多學校和教師的培養目標是讓學生考出好成績，普遍存在以分數為尊的理念。在這種應試教育模式下，一些學生雖然成績很好但實踐能力較弱。為了促進學生的全面發展，為社會培養更多真正有能力、思想觀念先進的人才，教師應提高對核心素養培養的重視程度。物理核心素養不僅強調物理基礎知識，更注重對學生物理思維的訓練?？茖W探究能力是學生需要掌握的基本能力之一，教師可通過提出問題、建立假設、設計實驗、實驗操作、數據處理、得出結論等實驗步驟，培養學生獨立思考、動手操作的能力。

（二）促進社會發展

當前，我國社會需要的人才不再是從事機械勞動的工人，而是能夠提供創意和創造的創新型人才。新時期教育改革強調，在學習知識的同時，著重鍛煉學生的科學思維，培養學生的探究能力，發展他們的科學思維和創新創造能力，促進科學技術的發展和社會的進步。

三、核心素養下的高中物理教學問題

（一）教師素養有待提升

自教育改革以來，許多高中教師在積極踐行和探索以提升核心素養為目標的教學方式。但是在實際教學過程中，許多高中教師仍然受傳統觀念影響，對培養學生的核心素養缺乏正確的認識，他們過于關注學生的成績，忽視了對學生的素質教育，導致部分學生產生厭學心理。同時，在高中物理實驗中，部分教師為了節省時間或是趕課程進度，會直接告訴學生實驗步驟，甚至以教師演示代替學生實驗。

（二）物理課重視程度不夠

在中學階段，物理是一門全新的科目。由于學生對物理的認識程度不足，且物理學習難度較大，學生對物理的學習興趣不大。教師作為教學活動的引導者，應該在教學中發揮引導作用，激發學生的物理學習興趣。但是，一些教師在教學過程中照本宣科，講解內容通常浮于表面，無法有效地激發學生的興趣，這在一定程度上影響了教學效果和學習質量，不利于學生物理學科核心素養的培養。

（三）實驗室設備不完善

物理實驗教學是高中物理教學的重要內容，比如人教版物理實驗目錄中的用打點計時器研究自由落體運動、伽利略斜面實驗等。這些實驗對提高學生的邏輯思維能力和實踐能力具有積極作用，但是就當前的教學情況而言，部分學校的實驗課程較少，實驗室環境較差，實驗器材也相對不足，存在保管不妥善等問題。這導致學生無法有效鍛煉實踐操作能力，限制了學生核心素養的提升。

四、基于核心素養的高中物理實驗教學創新策略

（一）突破傳統模式，強化物理觀念

教師只有改變傳統的教學模式，才能適應新的教育觀念。因為物理知識較為抽象，很多學生難以理解物理概念和規律，所以教師要通過演示實驗加深學生對物理概念的理解。例如，在講解瞬時速度這一概念時，教師可以為學生演示木塊從平整傾斜的長木塊上下滑的過程。學生經過討論，可能會提出測時間、全程位移和時間，但無法證明其速度越來越快。在此基礎上，教師可以引導學生分兩段、四段、八段測量時間。但在具體演示過程中，學生會發現木塊的下滑速度太快，無法測量每段位移的時間。這時，教師可以引導學生將紅墨水裝在注射器里，每隔一定時間滴一滴，并用橡皮筋綁在物體上進行演示。教師創設具體的速度變化情境，并引導學生對這一具體情境進行分析，能夠讓學生認識到引入瞬時速度的必要性，使學生在具體問題情境中理解極限的含義，加深對瞬時速度的理解。另外，實驗探究能激發學生的學習熱情，提高學生解決問題的能力。

（二）開設課外實驗，鍛煉探究能力

教師平時可以安排一些小項目實驗，讓學生在現場自主探究。教師可將探究類問題設置成實際操作問題，以充分鍛煉學生的動手實驗能力。例如，在學習“運動的描述”公式時，教師可以放手讓學生嘗試利用身邊常見的小物品設計一套實驗小方案，測量一個從2米高處垂直下落的小球的最大落地平均速度。學生在實驗過程中，加深了對瞬時落下速度、平均墜落速度概念等的理解。此外，教師要適當引導學生，幫助學生完成探究。對于每名學生獨立設計的實驗方案，教師要給予充分肯定，有效提高學生的獨立探究能力。

開設課外實驗是為了讓教師在教學過程中提升學生的核心素養，因此，相對完備的物理實驗室是必要的，這樣教師才可以更好地開展實驗教學。同時，在進行物理實驗時，教師可以使用過程式教學法，鼓勵和引導學生自主參與實驗，讓學生通過一系列的實驗步驟了解物理問題，進而得出科學的結論，以此培養學生的探究精神和實踐能力。

（三）開展合作探究，促進全面發展

在高中物理教學中，教師要始終注重培養和發展學生的實踐能力，在實踐中激發學生的創造力，促進學生的全面發展。教師應著重考慮高中生的特點，采取合作和探究的教學方法。例如，在證實摩擦力守恒的物理實驗活動中，教師可以考慮采用學生分組參與實驗操作的方式，讓學生進行物理實驗課題探究，增強學生的溝通技巧和集體合作意識。學生小組之間可以互相溝通，分享其物理實驗思路。一些學習能力較強的學生，可以分享他們的物理學習經驗；而物理基礎能力較弱的學生，往往難以在短期內獨立完成全部實驗環節，在這種情況下，他們可以通過教師的引導或同學的幫助，逐漸提高自身的實踐能力。

（四）加強數據分析，培養科學精神

認真求實是探索科學知識的基礎，教師在教學中要注重培養學生實事求是、勇于質疑的科學態度。教師可以在教學中適時介紹一些物理歷史，如庫侖定律的歷史。庫侖定律強調力和距離的平方成反比。多年來，許多物理學家精心設計實驗，探索庫侖定律的準確性，目前精確度最高已經達到10-16的數量級。通過教師的介紹，學生能夠感受到物理學家嚴謹認真的實驗態度和鍥而不舍的科學精神，繼而，在學生進行物理實驗時，教師要求學生認真記錄、處理實驗數據，進行誤差分析。這可以幫助學生正確地設計實驗方案，選擇適合的實驗儀器，深入理解實驗原理，使學生養成嚴謹的實驗操作習慣。在物理實驗中，部分學生做完實驗后沒有進行誤差分析，有些學生為得到正確的實驗結論，隨意改動實驗數據，導致實驗失去意義。教師要耐心地培養學生的實驗態度和規范的實驗操作意識，這對于學生今后的職業規劃和人生發展具有重要意義。

為了適應社會與時代的需求，教師需要改變教學觀念和教學方式，全面提升學生的物理核心素養。在教學設計中，教師要根據高中生的具體情況和教學目標，設置問題引導學生思考，以小組合作形式組織科學探究活動，讓學生在課堂中發展科學思維和科學探究能力。