學科核心素養融入高中物理實驗教學的策略

關鵬

在高中的物理實驗教學過程中，教師應該基于核心素養的理念展開教育教學，要引導學生有針對性地展開實驗探究，在實驗中形成更為具體的物理科學觀念，形成以核心素養為導向的各項物理思維，實現他們綜合效能的增強。本文基于此點，對學科核心素養融入高中物理實驗教學的策略進行了探究。

高中物理一定不能忽視實驗教學這一環節，且教師在展開實驗教學的時候，應該積極地融入學科核心素養，切實激發學生的自主創新意識與自主學習意識，讓他們能在實驗中樹立更為良好的探究意識及科學品質，并逐漸激發對物理的創造性認知，最終提高他們的物理核心素養。

一、學科核心素養融入高中物理實驗教學的原則探究

（一）遵循學生物理觀念構建的原則

學生展開實驗的過程其實就是他們構建物理知識的過程，也是他們創新知識運用的過程。因此，在展開實驗教學的過程中，教師應該切實遵循物理觀念構建的原則，并基于這一原則，讓學生具備識記并認知物理原理的方法，能通過自身的實踐與實驗，養成更為良好的物理學習習慣，能在物理實驗的探究過程中，切實感悟到物理原理、物理概念、物理各元素的魅力與風采，最終在對這些知識的理解與探析中，完成對這些知識的有效構建，進而可以著重探索物理的規律，形成更為科學的物理研究方法。由此，在這一原則的引導下，教師應該引導學生更為主動地參與物理探究的過程，讓他們切實感受到物理探索的方法，并能在實驗中有更多的創新點與創造點。而學生也能通過反復實驗，形成具象認知，能更好地領悟物理思想方法，進一步提升自己的實踐意識，最終實現物理學科核心素養的有效培養。

（二）遵循學生主體性價值的原則

一方面，教師應該對物理學科有一個全新的認知，明白物理知識具有廣泛性、科學性以及實用性的特征，然后引導學生展開有效的科學探究，在多元化的實驗過程中，形成更為良好實踐探究習慣，具備求異精神，在實驗探究中明確與之相關的物理概念知識，讓學生的各項能力得到切實發展。

另一方面，教師在引導學生展開一系列的物理實驗時，應該打破以往的教學桎梏，不能只是單純地以教材為依托，根據教材中呈現的實驗步驟實施實驗教學，這樣只會局限學生的思維。教師一定要給予學生一定的自主創新與自主創造空間，讓他們在較為自由的空間里，展開更為積極的、主動的探索與實踐，展開多元交流與互動，最終形成對物理知識的具體判斷與認知，實現對物理知識的有效構建。

二、學科核心素養融入高中物理實驗教學存在的問題

（一）對學科核心素養的教學不夠重視

物理是高中階段學生重要的學習科目，對學生之后的學習和未來的發展具有重要意義。在新課改背景下，對高中物理教學提出了更高的要求和標準，培養學生的學科素養是高中物理教師重要的教學任務和教學使命。但是由于部分高中物理教師深受傳統教育的影響，教學思維過于僵化、局限、固有，對學科素養的認知不夠全面，了解不夠充分。雖然在教學方法、教學策略、教學內容方面進行了一定的程度和調整，但是學科素養融入高中物理實驗教學中的形式大過內容，從而使素質教育改革流于形式。教師在實際的實驗教學中，也僅僅是帶領學生展開一些簡單的物理實驗，無法在真正意義上激發學生的學習動力。另外，教師實驗教學的頻率不高。整體而言，實驗教學的效率和質量得不到有效提高，學生的學科核心素養得不到真正意義上的提高。

（二）教學模式落后

教師的教學理念、教學手段、教學模式直接影響教學效果。因此，只有在教師增強教學能力的基礎上，教學效果才能實現事半功倍的效果，學生的學科素養才能得到真正意義上的提升。但是在實際的物理實驗教學過程中，教師的教學模式落后，缺乏創新性研究。在多數課堂中，教師往往通過實驗演示的方式給學生講解具體的物理知識，學生則是被動地接受知識的灌輸，參與具體實驗操作的機會比較少，教師和學生之間的溝通互動不足，學生對物理知識的認知僅僅停留在膚淺的表面。教師讓學生展開簡單的實驗操作，但是缺乏實驗環節、實驗步驟、實驗現象、實驗結果等講解，使學生的實驗能力發展并不平衡，從而對提升學生的物理核心素養培養具有一定的消極影響。

三、核心素養融入高中物理實驗教學的意義

（一）有助于培養學生的物理觀念，增強學生的實驗探究能力

高中物理教學過程中，教師開展實驗環節，在立足于課本的知識上，通過借助可操作性的小實驗，引導學生進行操作，創設物理情境，讓學生對物理實驗知識有更直觀、更本質的認知，可以使學生借助生動形象的實驗內容，突破物理學習的難關，深化對物理知識的認知和理解，同時能讓學生意識到物理和生活之間存在密切聯系，從而有效培養學生必備的物理觀念。另外，通過具體的實驗操作、實驗總結、實驗分析，有助于增強學生的實踐探究能力，培養學生的物理思維和科學探究的精神。

（二）有助于培養學生的科學態度和責任

將學科素養融入高中物理實驗教學過程中，教師應該尊重學生的課堂主體地位，有計劃、有層次、有目的地開展實驗教學活動，積極引導學生參與自主探究實驗的過程。通過實驗假設、實驗分析、實驗思考、實驗操作，在分析問題、發現問題、解決問題的過程中，學生的物理思維、物理能力都能得到有效的提升。而通過合作探究實驗，學生之間相互啟發，相互幫助，碰撞出更多的思維火花，可以激發學生的思維潛能，培養學生科學的態度和責任。

（三）有助于培養學生的創新思維和意識

創新是事物發展的根本源動力，也是素質教育背景下學生應該具備的基本素養之一，具有創新意識和創新思維的學生有更多的發展機會和發展潛力。而教師在實際的教學過程中通過教學科核心素養融入實驗教學環節，可以促進學生創新意識和創新思維的發展。

比如，教師在實驗教學過程中，對儀器比較復雜、貴重的實驗;學生無法進行大量的、反復的實驗操作;或實驗演示效果比較差，需要進一步改進的實驗，可以積極引導學生大膽創新，讓學生調動自己所儲備的物理知識，借助實驗器具，設計實驗步驟，創新實驗內容。這一教學環節不僅僅可以提升學生的物理實驗興趣，同時能充分體現自主學習的優勢和價值，使學生的創新思維和創新意識在潛移默化的過程中自然而然地有所提升，可謂一舉多得。

四、學科核心素養融入高中物理實驗教學的策略探究

（一）借助簡單實驗激發興趣，培養觀察意識

在展開物理實驗教學的過程中，教師應該借助一些較為簡單的實驗，充分激發學生對實驗的探究興趣，讓學生能以一種更為積極的心態面對物理知識及物理實驗，能在教師的引導下展開更為深層的探究與思考。如此，便能有更多的觀察時間與空間，整體提高自身的探究意識，最終形成觀察意識，提升物理核心素養。

以人教版高中物理課本教材為例，教師在教學“自由落體運動”時，為了加深學生對這一節知識內容的理解，就可以借助一些演示性的實驗，讓學生做有效的觀察。首先，教師可以在課前向學生拋出問題，讓學生思考在一個真空的環境下，羽毛球落地和硬幣落地是一個什么樣的現象;其次，在提出問題后，教師可以讓學生產生假設性的觀點，然后借助一個簡單的實驗，讓學生認真觀察它們會發生什么樣的現象;最后，學生在結束觀察后，教師可以讓學生闡述自己所觀察的這個過程，讓他們嘗試用自己所學的物理知識解釋這一實驗過程，探尋整個實驗的原理。這樣一來，能更好地激發學生學習物理的興趣與積極性，能讓他們展開更為高效的觀察、思考與表達，使他們的學習效能得到不斷增強與發展。

同時，以問題為導向組織物理實驗教學，并不意味著簡單的教師提問和學生回答，單一的教學模式難以體現以問題為導向的教學思想。物理課堂的最終教學目的不是要學生針對問題給出的答案，而是要培養學生在解決物理問題的過程中建立科學的物理思維的能力。教師可以讓學生分組進行理論探討或實驗操作，并在必要的時候及時給予場外指導。在小組討論過程中，教師可以和學生合作完成某一任務，在團隊中扮演與學生同等的角色，這樣能在很大程度上提升學生的學習體驗。比如，在學習“利用打點計時器測量位移和時間”時，教師就可以同幾個學生一起以小組的形式進行實驗。甲生負責開啟、關閉開關，乙生負責拉動紙條，丙生負責清查點數，丁生負責建表統計，教師可以在旁負責校正。通過協作，同學間既能樹立團隊協作意識，又能逐漸建立起物理實驗思維，豐富學習體驗，同時，可對自身的素質進行不斷提高，提高教學目標。借助簡單的實驗，可以激發學生的興趣，培養學生的觀察意識，促進學生在已有的基礎上進行提升，也可以提升他們的物理學習信心，使他們更好地學習物理。

（二）借助分組實驗全面參與，培養創新意識

教師在引導學生展開實驗的時候，應該對他們做科學合理的分組，讓學生能在小組內部做商議：該如何分工整個實驗工作，讓他們通過內部商議確定整個實驗的步驟和流程，確定每一個人員的任務安排，這樣他們在后續的實驗操作過程中便更加合理、有秩序，能讓整個實驗過程更為高效。因此，教師應該針對實驗內容有針對性地劃分學習小組，盡可能地設計一些合理的實驗任務，讓學生展開合作學習，各自發揮自己的長處，形成更多的創造性、創新性實驗思路。針對這一思路及實驗內容，學生就能培養自身解決問題的意識，能展開動手操作、反思創新、數據記錄及數據分析等實踐，進而推動自身獲得更為全面的發展，實現核心素養的有效培育。

以人教版高中物理課本教材為例，教師在教學“探究小車速度隨時間變化的規律”時，其中就涉及了一個十分重要的實驗內容。基于此，教師就可以針對整個實驗內容，做以下教學設計。首先，教師應該結合教材知識，向學生提出三個問題，分別為：①打點計時器的結構是怎樣的呢？②如果要用這一器材測小車的速度是需要準備哪些實驗器材、實驗步驟的呢？③這一次的實驗需要注意哪些事項呢？其次，在針對整個實驗教學完成科學的分組后，教師應該讓學生展開實驗，讓他們確定好數據的記錄與處理，保證整個實驗過程更為明朗。最后，在學生結束實驗后，教師可以針對自身所展開的實驗過程以及所記錄的實驗數據，制作速度與時間的圖像，然后結合這一圖像做合理的分析，創新自己對實驗的判斷。這樣一來，學生的創新意識能得以有效的培育，他們的核心素養也能得到切實提升。

（三）借助技術理解實驗本質，培養物理觀念

教師在展開物理實驗的過程中，不能只是單純地依靠動手實踐操作讓學生做肉眼的觀察。這樣他們很難了解到整個實驗的本質，也很難探索實驗背后所蘊藏的原理知識，學生難免會對一些細節有所遺漏，進而在學習過程中生成知識盲點。因此，在展開物理實驗的過程中，教師應該充分使用一些先進的信息技術手段，多角度地挖掘一些實驗素材，全面推動學生科學素養的均衡發展。而信息技術能將整個實驗內容給多元化地呈現出來，實驗現象能更加清晰化、直觀化、具體化，學生的物理觀念也能隨之形成，他們的物理核心素養也能得到有效的培養。

以人教版高中物理課本教材為例，教師在教學“分子熱運動”這一小節的知識點時，其中所涉及的知識點不僅需要學生用外在的肉眼觀看，還需要借助顯微鏡，觀察這些細小的分子結構圖片及動畫。通過微觀層面以及宏觀層面展現，學生對這一知識的理解才更為具體、深入，能對分子的熱運動有更為深層的認知，就能針對這一知識基礎，避免和實際的課本概念知識點形成認知偏差，更好地理解分子熱運動這一概念，進而理解其原理。而學生通過這樣一個過程，便能充分激發自身的學習與探究意識，在教師的引導下，會對所學的知識展開更為深層的探索，也會更加積極地借助一些多媒體技術手段如微課、PPT等資源，輔助自身理解更多的概念性知識，最終引導自己完成一系列的實驗學習。如此，他們的物理觀念也能得以不斷健全和完善，他們的物理核心素養也能得到有效的培養。

五、結語

總而言之，高中的物理實驗教學一定要講求“新”，既要遵循新理念，也要講求新路徑，要切實貫徹學科核心素養，使學生的整個實驗過程更加豐富，能基于自身對教材內容的解讀以及教師的引導展開多項物理實驗，參與物理知識形成的過程，并且能在小組合作與探究中形成對物理知識的創造性認知與判斷。這樣，學生的物理知識構建也將更為具體和全面，能讓他們在后續的物理知識運用與實踐中，真正意義上地將生活化教學的理念得以落實，物理核心素養便能得到切實的培養。

（宋行軍）