基于核心素養的高中物理實驗教學的創新與實踐

陳榮堅 施美珊

摘? ?要：高中物理中實驗內容占有較大比重，教學過程中主要依托實驗傳授知識，使學生參與其中，動手實踐掌握知識。教師要重視高中物理實驗教學，避免實驗教學受到應試教育影響，培養學生的物理核心素養。教學中應實現理論與實踐的結合，提升學生知識應用能力以及物理實驗能力，準確樹立科學的物理實驗觀念，由此完成高中物理實驗的教學任務。

關鍵詞：核心素養;高中物理;實驗教學策略;操作性實驗;實驗大賽

高中階段物理是基礎的學科，物理實驗是其主要組成部分。《物理課程標準》中強調了物理實驗教學的重要性，物理理論知識在實驗驗證后，才能夠使學生理解所學知識的意義，使學生更加透徹地理解基礎知識，有效提升物理成績，培養學生的物理核心素養。物理核心素養主要指的是物理觀念、實驗探究、科學思維、科學態度及責任。但是，一些高中不注重物理實驗教學，或是物理實驗教學環節較為薄弱，理論和實踐嚴重脫節，學生很難掌握理論知識，并且難以將掌握的理論知識落實到實踐中，影響物理成績，也將阻礙其核心素養形成。針對這一情況，需要高中物理教師進行物理實驗教學創新以及實踐，保證實驗具有先進性和時代性，將學生作為物理實驗教學主體，全面落實實驗教學實踐。

1? 高中物理核心素養內涵與重要性

1.1? 內涵

當前我國教育教學工作不斷改革，教學方式隨之改變，核心素養的培養成為教學主要目標，核心素養是指學生在學校獲得某項關鍵能力，并且能夠將這一能力應用到實際生活中和工作中，其基于傳統教學方式提出，以此來改變傳統教學方式，由知識學習轉變成能力提升。高中物理教學中培養學生核心素養是指學生了解物理知識后，能夠將自身科學素養提升，例如向學生講授物理基礎知識和開展物理實驗教學，都能夠將學生能力提升。

1.2? 重要性

通過物理核心素養內涵可知，培養學生的物理核心素養能夠提升其能力，使其自主解決問題。在經濟不斷發展背景下，學校教育教學方式不斷改變，因此應注重學生核心素養的培養。（1）我國教育能夠在核心素養提出后朝著更好的方向發展。原本教學方式主要是教師在課堂上向學生傳授物理基礎知識，學生由此掌握理論知識，提升物理成績，這樣的教學模式不利于學生核心素養的形成，需要教師創新教學方法，提升學生成績的同時，提升學生的物理知識運用能力，使學生更符合社會發展需求，緊跟時代發展步伐提升學生各項能力[ 1 ]。（2）培養學生物理核心素養，不僅能夠提升學生各項能力，還能夠使學生不斷成長。高中物理教學要做好物理實驗教學工作，才能夠達到提升學生能力這一目標，使學生通過實驗牢固掌握基礎知識，并且提升實踐能力。然而現階段很多學校的物理實驗教學沒有達到良好效果，因為很多學校依舊用演示實驗替代操作實驗，未向學生提供自主實驗操作的機會。以核心素養為基礎的高中物理教學，教師需創新授課方式和實驗教學方式，以此提升學生能力，使其形成良好的物理核心素養。

2? 核心素養下高中物理實驗教學創新策略

2.1? 激發學生對物理實驗創新設計的興趣

為獲得良好物理教學效果，需要注重物理實驗教學的開展，物理現象具有趣味性，能夠激發學生探索、理解自然的興趣，動手實踐能夠增強學生的物理技能以及實踐能力，學生親自參與到物理實驗中，使其體驗物理現象探究過程，并掌握科學研究方法，這都能夠提升學生科學素養。

2.1.1? 設計創新實驗進行課堂導入

教師在新課的課堂導入環節會選擇一些令學生感到新奇、有趣和意外的演示實驗，由此激發學生的探究欲望。例如抓尺子游戲引入自由落體知識點，選擇兩名學生，一名學生豎向拿著尺子使尺子從高處落下，另一名學生在低處用一只手豎向接住尺子，這能夠增強課堂趣味性;采用巧勁拉書游戲引入超重失重規律知識教學，教師應將兩本書一頁一頁的疊在一起，找兩個力氣大的男生用力將書拉開，學生會發現怎樣用力都不能將書分開，而這時教師可輕輕將書拋向上方，當書到達最高點時教師抓住兩書邊緣，輕輕一拉就將書分開了，學生們會對教師的“魔力”感到好奇，因此會更全神貫注的參與到失重原理知識的學習中。這些實驗具有創新性，并且生動、形象、真實、學生參與性強，能夠集中學生注意力，以此營造良好的學習物理環境，可激發學生學習物理知識的興趣[ 2 ]。

2.1.2? 合理開展徒手實驗

物理實驗中有很多徒手可做的實驗，從而無需使用實驗器材。例如雙手食指指肚正對用力擠壓，以此證明作用力和反作用力有著相等的力，作用在同一直線上，但是方向相反;也可五指并攏對遠處日光燈光線衍射現象進行觀察。學生通過這些實驗能夠更加深刻地理解物理知識，由此體會實驗探究帶來的樂趣。

2.1.3? 開展《玩具中的物理》選修課教學

“玩具中物理”基于物理角度對傳統玩具以及現代玩具設計原理進行介紹，主要內容有高中物理熱學、力學、光學、電磁學以及原子物理學等[ 3 ]。例如風箏的原理，能夠在流體力學角度說明設計尾翼的重要性;不倒翁原理可在力矩角度說明不倒本質。通過學生喜歡的玩具講授物理知識，激發其學習興趣，能夠使學生更集中注意力，依此培養學生學習主動性和創新能力。

2.1.4? 開展趣味性物理實驗大賽

通常實驗大賽的流程為提出問題、假設猜想、實驗設計、實驗實踐、分析評估、分析總結，例如制作水火箭和發射比賽、紙橋承重比賽等，這些都能夠培養學生歸納能力、動手能力、交流能力、團隊合作精神，并且在科學探究中獲得喜悅，更深刻地理解物理規律，領悟科學思想及精神，全面養成物理核心素養。

2.2? 提升自身修養和實驗創新能力

教師作為教學活動主導者，需要全面認識物理教學中實驗的重要性，充分運用教材中已有實驗資源，結合教學實際進行創新性實驗設計，引導學生設計實驗。創新設計物理實驗，需要秉承新課標開放性理念，從課程復制者轉變為創造者。使學生更有個性、自主的學習，有利于培養學生實踐能力、科學探究能力以及創新意識[ 4 ]。

2.3? 開展操作性實驗

在創新實驗室內進行操作性試驗，能夠激發學生學習興趣，引導其深入思考，由此形成物理思想，增強其科學意識與素養。一些實驗學生很難在自己閱讀和思考后理解其原理及概念，學生觀察到相應實驗現象后想要解開這些謎團，這時就可以在實驗室進行實驗，教師能夠為學生提供相應器材，并且可作出相應指導。針對一些參與物理競賽的學生，可向其提供相關實驗器材和實驗室，使學生更好的做實驗，觀察其中現象，掌握相應知識[ 5 ]。

3? 核心素養下高中物理實驗教學創新實踐成效

3.1? 物理教學硬件與軟件配備更加完善

（1）學校每年開展物理實驗創新設計大賽，學生有著較高的參與積極性和強烈探索科學知識的愿望，校內能夠形成良好科技創作氛圍。（2）創設科技長廊，為學生介紹典型、先進的物理實驗，使學生有更強的科技探索欲望，使學校更具影響力。（3）構建多個實驗室，針對不同的實驗內容創設相應實驗室，實驗器材配備齊全。

3.2? 確立開放性實驗學習包

3.2.1? 自由落體

該學習包主要課內任務是對自由落體運動規律進行研究，并且要構建若干子課題，課題包括探究型以及驗證型。驗證型主要是精準測量重力加速度、探索重力加速度與緯度間的關系;探究型主要是測人體反應速度、研究雨滴的下落、測定重力加速度方法等[ 6 ]。

3.2.2? 利用太陽能和開發新能源

利用太陽能可與開發利用新能源相關內容聯系，與太陽能相關子課題主要是提升太陽能發電效率的方法、太陽能發電塔的建造、太陽能發電技術等;與新能源子課題相關的有研究太陽能驅動斯特林熱機、太陽能照明、制作風力發電機。

3.2.3? 自動控制與模塊機器人

一般自動控制內容較為簡單，這時就可結合創造發明課，設計、制作一些邏輯比較復雜的電路，應用該邏輯電路進行簡單的自動控制，并做出成品，在教室和家庭中進行應用，例如自動感應燈系統以及防盜系統等。模塊機器人可運用樂高機器人參與比賽，也可設計獨立的機器人，使機器人模塊化，小組合作設計各個模塊，在組裝后成為可運行機器人，使其成為完整的項目。該項目重點是小組合作和設計，以此實現不同功能。

3.2.4? 電磁波

電磁波種類與嘗試為課內要求，另外，可研究測量電磁波、電磁波對于生物的影響、天線設計、無線通信技術等課題[ 7 ]。也可研究輻射內容，例如測量核輻射，探索電磁輻射與核輻射的區別。

3.2.5? 形成以自主課堂為基礎的物理實驗創新設計方法

在引導學生實驗創新時，可采用“談理想”列舉法、“找不足”列舉法以及“知識交集法”。“談理想”列舉法指的是提出對事物的理想，由此制定創新解決方案;“找不足”列舉法即為列舉事物不足或缺點，制定針對性的解決方法，該方法應用重點是找出事物缺點和不足;“知識交集法”即為進行相關知識原理以及實驗器材的實驗創新設計。

4? 結束語

高中物理實驗教學需要與時俱進，符合時代發展需求，培養高中生實踐能力、創新能力，并促進其個性發展，最終使其形成良好的核心素養。但是傳統的教學手段難以保證實驗教學開展效果，這就需要教師創新高中物理實驗教學，采取新型實驗教學方法，激發學生學習興趣和熱情，使其更好地接收理論知識，并將知識應用到實踐中，促進學生進一步發展。

參考文獻：

[1] 劉憲旭.淺談基于核心素養的高中物理實驗教學的創新與實踐[J].考試周刊，2019（20）：177.

[2] 李興勝.基于核心素養的高中物理實驗教學的創新與實踐[J].新課程（下），2019（6）：14-15.

[3] 張留全.基于核心素養的高中物理實驗教學的創新與實踐的探討[J].中學課程輔導（教師通訊），2019（16）：101.

[4] 羅建軍.基于核心素養的高中物理實驗教學創新與實踐[J].甘肅教育，2019（4）：68.

[5] 趙忠文.基于核心素養的高中物理實驗教學的創新與實踐[J].名師在線，2019（35）：74-75.

[6] 黃悅.基于核心素養的高中物理實驗教學的創新與實踐[J].科學咨詢（教育科研），2020（11）：250.

[7] 薛曉文.基于核心素養的高中物理實驗教學的創新與實踐研究[J].中學課程輔導（教師通訊），2020（12）：81-82.