探索高中物理實驗教學學科核心素養培養途徑

劉 芬

(江蘇省運河中學 221300)

實驗是高中物理學科的教學重點，一節有探究價值、內容豐富、形式新穎的實驗課，不僅能激發高中生物理學習的熱情，也能幫助學生養成良好的物理學習觀念.隨著新課改的深入推行，培養學生的學科核心素養已然成為高中物理教學的主要任務.其中物理觀念、實驗探究、科學思維、科學態度與責任均為物理學科核心素養的重要組成，需要教師以實驗作為教學載體，將這些核心素養巧妙的融入到實驗課程當中.為了達成此目的，物理教師應當結合教學實踐，從中總結成功的授課經驗，為學生營造和諧、高效的實驗學習環境.

1 高中物理核心素養概述

關于高中物理學科核心素養，是學生們在接受物理知識的過程中，通過循序漸進的方式，來形成一種能充分適應社會發展需求、拓展自身成長潛力的一種優秀的學習品質.核心素養不只是學習能力的沉淀，更是學生在文化底蘊、思維水平、探究精神、價值觀念的一種綜合表現.

高中物理核心素養一共包括四個方面：物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任.其中，物理觀念要求學生能用物理學科的視角來觀察世界，對能量、物質、運動等概念產生最基本的認知.科學觀念同樣以物理視角作為切入點，要求學生能深入挖掘事物之間的相互關系、事物之間的內在規律、事物自身的本質屬性.這需要學生將論證、推理、質疑、創新的思考過程統籌在一起，將經驗和事實概括出來，構建出科學的物理模型.實驗探究核心素養重點在于實踐，要求學生能在學習的過程中發現問題、提出問題、大膽猜測、形成假設，并在此基礎上主動獲取信息、找出證據、分析結論、給出解釋.除此之外，學生還要具備合作、評價、反思的學習能力.科學態度與責任是要求學生在認識科學本質的基礎上，形成“STSE”觀念，即理解“科學——技術——社會——環境”之間的關系，從中產生對物理知識所應有的學習態度和社會責任.

隨著新課改的深入實施，高考物理試卷的內容也發生了巨大的改革，將學科素養作為了考查重點，要求學生不僅能掌握和理解物理學科的基本規律、基本概念、基本方法，還要關注物理知識在日常生活中的應用價值，做到學以致用.簡而言之，是將學生的關鍵能力、必備知識和價值觀融合為一個整體，這樣才能為核心素養教育打下堅實的基礎.

2 高中物理學科實驗教學培養學生核心素養應遵循的原則

2.1 以生為本

在新課改的背景下，教師若想貫徹核心素養教育，首先要將學生作為教學主體，給予學生學習的主動權，充分激發學生的主觀能動性.讓學生能主動參與到探究新知的過程之中，擺脫教師的束縛，從自主學習中獲得充足的鍛煉.

2.2 啟發為主

對于物理實驗教學，教師雖然要遵循“以生為本”，但并不意味著教師完全對學生放任不管.當學生在實驗過程中遇到難題時，教師要適當給予學生提示，為學生提供探究的學習思路.介入的尺度需要教師合理把控，既要起到引導教育的作用，又不會過分干涉學生的探究過程.換言之，物理教師應當改變傳統的“教師講——學生記”授課模式，轉變為“學生討論——總結問題——介入指導——答疑解惑——繼續討論”的循環學習過程.

2.3 因材施教

由于高中生的物理基礎、思維水平、學習習慣、性格特點存在一定的差異性，在物理實驗課程中必然會表現出不一樣的學習效率.比如某些思維敏捷、擅長動手的學生，對實驗接受的速度較快，且能表現出強烈的學習興趣.在物理實驗教學中，教師應當合理調控學生之間的差異，落實因材施教的原則.否則，學習水平在中等級別或學困級別的學生，很容易因為跟不上學優生的學習進度，而對實驗課程產生一定的抵觸感，從而不利于核心素養教育的實施.

2.4 強化體驗

傳統的實驗教學，通常讓教師先進行示范，再讓學生模仿操作.對于高中生而言，這種學習體驗無疑十分枯燥乏味.想要在物理實驗教學中提高核心素養的培育效率，教師應當通過生活導入、創設情景、趣味游戲等方式，強化學生的學習體驗.當學生對物理實驗產生濃厚的興趣，就會對新知識滋生探究欲望，轉化成學習的內驅力.由此，高中生就會變被動為主動，積極參與到實驗學習之中，促進學科核心素養的提高.

3 高中物理學科實驗教學培養學生核心素養的有效途徑

3.1 設計趣味實驗，煥發學生的學習熱情

對于實驗教學，教師應當設計趣味盎然的課題，能在第一時間引起學生的學習興趣，激發學生的探究欲望.這樣既可以為培養學生的實驗探究素養打好基礎，也能將復雜難懂的物理理論以直觀生動的實驗形式展現在高中生面前，有效提高學生的思維理解能力.

比如，教師在教學人教版必修第一冊第四章“牛頓第一定律”，為學生普及“慣性”的概念時，可以設計一個有趣的實驗游戲.教師需要事先準備一副象棋，將6顆棋子重疊在一起，向學生提問：如何在不動上面5顆棋子的前提下，將最下面的棋子取出來，同時，還要保證上面棋子的重疊狀態.這有悖于學生的生活常識，很容易引起學生的探究興趣.當學生經過研究，找不出解決方案后.教師適時的揭秘答案，利用一根直尺，緊貼桌面，迅速將最下面的象棋敲飛.當學生看到這個物理現象，就會迸發濃厚的求知欲望.教師再因勢利導，講解慣性的概念，這個物理知識就會牢牢的記憶在學生的腦海之中.

3.2 結合生活元素，體現實驗的應用價值

在教學人教版高一物理必修一第三章中“摩擦力”時，教師可以列舉生活中常見的摩擦力物理現象.譬如汽車車輪、鞋底上為什么要設計花紋？可樂瓶的蓋子為什么不是光滑的而是有紋路的？用手心搓動桌面為什么會產生響聲？由生活中的常見元素來進行導入，啟發學生的深入思考.隨后，教師再引入有關摩擦力的實驗：讓學生先嘗試站在教室的地面上滑行，看看自己能滑出多遠.然后在地面上灑水，再讓學生在濕潤的教室地面滑行，對比兩次滑行的距離.這樣的物理實驗充分體現了生活氣息，可以調動學生參與實驗的積極性，為培養學生的物理學科核心素養打好基礎.

3.3 嚴謹設計環節，優化學生的學習品質

在教學人教版必修一第四章“超重與失重”時，教師如果想要通過彈簧秤的實驗來分析超重和失重的內涵，必須要通過實驗過程來構建超重的減速下降、加速上升以及失重的加速下降、減速上升四個教學情境.有些教師在實驗教學時，一般會用手提著彈簧秤完成實驗.但在實驗過程中，學生很難看清彈簧秤上的讀數變化.對此，教師可以利用手機的攝像功能，將彈簧秤運動過程中的變化拍攝下來.通過慢放功能準確展示出彈簧秤上的數值.由此，既保證了實驗環節的嚴謹程度，也在潛移默化中培養學生一絲不茍的學習態度，這對于學生物理學科核心素養的成長大有裨益.

3.4 組織小組學習，鍛煉學生的物理素養

在教學人教版高一物理必修第三冊第十一章時，有關電路及其應用的知識點，學生可以通過小組互助來開展物理實驗.由于學生的物理基礎存在差異性，各個小組需要根據能力來進行分工.譬如操作能力較差的學生可以負責記錄實驗結果，理論較強的學生負責完成實驗設計，操作能力較強的學生負責調整電路.由此，通過多方合作，將學生的優點結合起來，在實驗過程完成互補互助.這樣可以讓每名學生都能收獲良好的實踐體驗，幫助不同學習層次學生的物理學科核心素養都能得到切實的提升.

3.5 大膽遷移知識，發散學生的物理思維

高中生學習物理實驗切忌思維僵化，只懂得按部就班的參考固定的步驟完成整個實驗過程.在學生群體中不乏有這樣的錯誤理念，認為實驗只能在實驗室中通過規定的道具進行.抱有這樣的思想，不利于學生學科核心素養的成長，教師應當引導學生大膽的遷移知識，有效發散學生的物理思維.

3.6 注重實驗評價，培養嚴謹的科學態度

教學評價是教師和學生在實驗課程中總結得失的重要環節，完善評價過程，可以幫助學生找出實驗學習中的不足，培養學生實事求是、科學嚴謹的實驗態度，促進學生物理學科核心素養的穩定成長.

比如，在教學高一物理必修第一冊第四章有關“加速度與力、質量的關系”的實驗教學時.教師的評價重點不應單純放在實驗報告上，而是要結合學生的實驗表現、操作的嚴謹程度、合作學習的積極性等角度進行全面的考察.從中分析學生的學習優點與缺陷，并通過教學評價的總結為學生制定科學的學習計劃，這樣才能幫助學生更好的納長補短，為學生學科核心素養的成長提供有力的學習條件.

通過物理實驗落實學科核心素養是一項任重道遠的任務，需要教師傾注大量的精力，通過積極的反思，找出實驗教學中的不足之處，并及時的加以改正，加強實驗課的教學質量.物理教師需要謹記，以核心素養教育為目的，不能采用傳統的“教師示范——學生模仿”的方式打開實驗課堂，而是要鼓勵學生主動探索、認真思考，在實踐的過程中體會學習的快樂，促進學生物理綜合能力的提升.