基于核心素養的高中物理實驗教學的創新與實踐

林朝榮

摘 要：在素質教育的背景下，培養高中學生的物理核心素養已經成為實驗教學過程中的重要目標。為了能夠有效促進學生多方面能力的培養，就需要教師針對日常的實驗教學工作進行創新實踐，最大限度培養高中生的核心素養。本文首先針對高中物理核心素養的概念進行闡述;其次分析高中物理實驗教學創新的意義，并對其創新原則進行論述;最后提出核心素養下高中物理實驗教學創新與實踐策略，包括情境創設、自主探究、小組合作、實驗輔助，以及德育教育。旨在通過不同的創新教學方式來培養學生的核心素養，促進高中生物理實驗學習效果的不斷提升。

關鍵詞：核心素養;高中物理;實驗教學;創新實踐;小組合作

對高中物理實驗教學來說，其主要的目的就是為了能夠通過實驗的方式對高中物理知識進行驗證，其次提高學生的物理實驗操作能力和思維能力。物理實驗屬于實踐性學習，讓學生能夠利用動手操作的機會去進行物理知識的探究，教師需要把握住機會，有效促進物理實驗教學創新，利用多種方法來進行教學工作的實施，促進學生多種能力的同步提升，有助于學生的高中物理實驗學習。那么如何才能夠更好地達到創新教學的目的呢？以下是筆者對創新教學的探究和分析，旨在培養學生高中物理核心素養，提高高中物理教學效率。

一、高中物理核心素養概述

物理核心素養指的是教師在日常的物理教學工作中能夠幫助學生提高的能力和思想。對高中學生來講，教師需要讓其在物理知識的學習下，可以形成正確的物理觀念，讓其物理知識得到夯實，為后續的物理學習和研究奠定基礎。教師還需要在物理教學課堂中培養學生的科學思維，讓學生能夠對物質自身所具有的物理屬性和內在規律進行認識，從而能夠更好地進行相關結論的推理。更加需要在實驗教學中提升學生的探究能力，通過對物理問題的猜想、假設、實驗操作，以及結果的分析來進行科學研究，達到學習物理的目的。最終，建立科學的態度與責任，實現學生綜合素養的全面提升[1]。

二、高中物理實驗教學創新的意義

（一）培養學生的核心素養

高中物理實驗教學中培養學生核心素養十分關鍵，為了能夠達到此目標，需要教師進行一定的教學創新工作，傳統的物理實驗教學方法十分單一，主要是針對具體的實驗內容進行教學演示，從而能夠讓學生對實驗結果進行分析，證明物理教材結論的正確性。學生雖然在實驗中能夠得到最后的驗證，但是在課堂中的參與卻非常少，這樣不利于對學生的物理實驗素養培養。通過創新教學模式可以讓學生成為整個物理實驗課堂中的主體，讓其親自參與到物理實驗中，實現對學生物理核心素養的全面培養。

（二）有利于夯實基礎知識

教師在高中物理實驗課堂中進行教學創新工作具有十分重要的作用，可以更好地幫助學生夯實基礎知識。在實驗探究的過程中，要求學生具有非常扎實的理論作為基礎，這樣才能夠運用自身的物理知識去進行實驗探究和結果的分析，若是學生缺乏物理基礎，那么也無法進行有效的物理實驗分析。通過創新實驗教學可以更好地讓學生參與物理實驗內容的研究，讓學生對自己學習過的物理知識進行驗證，從而幫助學生對所學物理知識進行深度理解，自如運用，有效促進學生對物理概念的深入理解，為后續的物理學習奠定基礎[2]。

（三）有助于培養創新精神

通過高中物理實驗教學創新工作的實施可以有效培養學生的創新精神，在實驗教學創新的過程中，能夠給學生更多的機會進行物理實驗的研究與探討，從學生的興趣出發進行實驗教學設計，注重對學生學習興趣的激發，從而讓學生在實驗研究中會獲得更多的想法，有助于學生創新思維的形成。除此之外，教師也要對學生的創意進行指導，讓學生在物理實驗中獲得更多的收獲，提升學生的成就感，從而使得學生對物理實驗學習變得更加積極，對提升物理實驗教學質量具有非常重要的作用。

三、高中物理實驗教學創新原則

（一）科學性原則

為了能夠讓高中物理實驗創新得到更好的教學效果，教師需要采用科學性的原則來進行實施，從而最大限度實現對學生的物理實驗能力的培養。首先，教師在進行實驗教學方法的選擇時要保證具有科學性。合適的教學方法往往能夠讓實驗教學事半功倍，有效實現對學生物理實驗能力的培養。其次，需要為學生準備充足的物理實驗器材，這樣才能夠讓學生在實驗中具有更多的選擇。最后，需要根據學生的情況進行差異化教學，滿足教學方法的科學性，實現所有學生實驗能力的進步。

（二）主體性原則

在高中物理實驗教學創新實踐時，教師需要遵循主體性原則來進行教學實施。對實驗教學來講，教師只是整個實驗過程中的輔助，而學生才是物理實驗探究的主要部分。因此，教師在進行物理實驗教學設計時，需要給學生留出更多的時間進行操作和合作探究，這樣才能夠更好地利用物理實驗研究的過程來實現對學生核心素養的培養。教師需要讓學生進行不同實驗問題的研究與回答，有效幫助學生形成正確的物理觀念，同時在實驗探究的過程中形成學生的科學思維，有助于培養學生的物理素養。

（三）實踐性原則

高中物理實驗教學創新需要保證實踐性原則，因為物理實驗就是通過具體的實踐操作來完成對物理知識的探究。教師需要改變傳統的物理實驗教學觀念，不僅要讓學生進行物理實驗，還要“去其糟粕，取其精華”，摒棄不好的教學環節，將實驗課堂中的大部分時間交給學生，這樣才能夠在具體的實踐環節中來實現學生對物理知識的研究，促進學生核心素養的提升[3]。

四、核心素養下高中物理實驗教學創新與實踐策略

（一）情境創設，激發學生科學思維

在高中物理實驗教學工作中，為了能夠更好地激發學生對物理實驗探究的興趣，教師可以通過情境創設的方法來激發學生的科學性思維，讓學生對物理實驗研究變得更加積極，提高實驗操作效率，獲得更好的教學結果。

比如：在實驗“探究合力方法”時，教師需要針對具體的實驗內容進行趣味性元素的挖掘，從而實現情境創設。因為此實驗是關于合力的研究，在日常的生活中有很多合力的例子，比如拔河比賽，兩隊各向后給繩子一個拉力，當兩隊僵持不下時，說明這兩個力的合力為0。通過這樣的情境來進行實驗課堂引入，給學生帶來合力探究的動力。之后教師為學生準備好橡皮條、木板、刻度尺、彈簧測力計等物理實驗器材，從而能夠更好地通過實踐操作，來探究合力與分力之間是否能夠滿足平行四邊形法則。教師可以通過圖釘來對橡皮條的一端固定，然后利用兩個彈簧測力計進行不同方向的拉伸，并且需要將橡皮條的另一個端點拉到點O處，利用記號筆進行拉力方向的繪畫，同時還需要對彈簧測力計上面的值進行記錄。

通過力的大小和方向的探究，學生繼續對其進行平行四邊形的繪制，連接平行四邊形對角線，然后使用一個彈簧測力計再次將橡皮條一端拉到O點，并且讀彈簧測力計示數，在誤差允許的范圍內能夠進行物理知識的印證。

（二）自主探究，培養學生思考能力

在高中物理實驗教學中，教師需要對學生的自主探究能力進行培養。學生的思考能力對物理實驗研究工作十分重要，只有學生具備獨立思考能力，才能夠在日常的物理實驗研究中不斷創新。比如，在進行高中物理實驗“驗證牛頓第一定律”時，教師可以通過實驗教學環節的設計來培養學生的自主探究能力。為了能夠讓學生更好地進行思考，教師需要讓每個人進行單獨實驗操作，教師不會對其進行指導，學生可以通過對教材進行閱讀，或通過網絡進行資料的查找，獨立完成實驗。然后教師對學生的實驗結果進行檢查，也可以對學生提出問題，從而查看學生是否對整個實驗具有深入理解，有效實現對學生思考能力的培養[4]。

（三）小組合作，提升學生探究能力

小組合作模式是高中物理實驗教學中的重要方法，教師可以對學生進行分組，通過小組實驗的方式進行物理實驗探究。這樣的創新教學方法能夠更好地讓學生之間進行合作，可以發揮每個人的優勢。在遇到不懂的物理實驗問題時，學生可以通過小組內討論的形式來進行問題的解決，這樣可以擺脫學生對教師的依賴，逐漸提升學生的合作學習能力。每個學生都具有自己的優點，通過互補來實現物理知識的完善，讓小組的學生之間進行互相學習，從而提升學生的物理學習能力，促進對學生探究能力的培養。若是小組通過研究后還沒有解決問題，教師也不要直接告訴學生答案，而是對學生進行引導式教學，引導學生探究方向，促進學生學習和成長。

（四）實驗輔助，強化物理觀念形成

為了能夠在高中物理實驗課堂教學中培養學生的物理觀念，需要通過實驗教學來輔助學生的學習。高中物理屬于自然科學的一種，其能夠對一些知識進行探究，從而可以對科學知識進行更加全面的認知。學生在進行物理實驗的研究時，教師需要對學生的物理觀念進行培養，只有具有正確的物理觀念，才能夠實現對物理知識的全面理解，提升學生的核心素養。

比如，在高中物理“電場線”的學習中，若是高中生無法通過物理學的視角來認識運動、能量等之間的相互作用關系時，那么就無法進行正確的推理。因此，在實驗教學中，教師更加需要進行物理知識的重演，讓學生能夠通過實驗進行物理知識認知的輔助，從而加深學生對物理知識的理解，進而形成物理觀念。因此，在“電場線”的學習時，需要讓學生對電磁學理論進行了解，并且能夠確定真空中點電荷所具有的帶電量，那么就能夠得到場強的分布規律。同時，還應該讓學生明白均勻帶電平板之間所具有的電場強度，讓學生對典型電場的幾種情況進行了解，逐漸形成物理觀念。之后需要通過物理實驗進行電場的模擬，從而能夠更好地通過實驗來對電場分布情況進行直觀顯現，幫助學生更好地對電場進行理解，讓抽象的物理知識變得具象，利用物理實驗來幫助學生形成物理觀念，促進學生未來的物理學習和發展。

（五）德育教育，培養科學態度和責任

為了可以在高中為物理實驗創新教學中培養學生的科學態度和責任，教師還應該進行德育元素的挖掘，從而實現對學生的核心素養的培養。在物理知識不斷發展的過程中，很多物理學家做出了非常重要的貢獻，正是因為眾多物理學家的努力，現在的物理學研究才會取得這樣大的成就，給日常生活帶來了翻天覆地的變化。雖然過去物理實驗室的條件非常簡陋，但是物理學家仍然用他們科學探究的精神不斷進行研究和摸索，發現物理知識。教師可以在實驗教學中進行物理文化的滲透，讓學生學習物理學家的科學研究態度和對社會的責任感，從而有效實現對學生的培養。比如，著名的物理學家盧瑟福，在其提出原子核式模型之前就已經有物理學家提出相關概念，而且已經受到了全世界的認可。在前有物理學權威的情況下，盧瑟福還能夠把所有的精力都放在原子研究工作中，能夠看出他在具有科學探索精神的同時也充滿社會責任感。因此，教師可以鼓勵學生向前輩物理學家學習，讓他們能夠在物理學習和研究的道路上不斷前進，對社會負責，對科學負責，從而通過物理研究為社會做出貢獻[5]。

（六）合理運用創新實驗

通過將理論知識教學與實驗操作進行對比，可以看出在實驗過程中，能夠將抽象化的知識以演示的形式展現，并借助多樣化的實驗，為學生提供明確引導，使其能夠深入、全面地理解物理知識，并順利完成對物理知識的內化。

為此，在高中物理實驗過程中，需要合理地應用新型實驗，為物理知識的導入奠定基礎，拓展學生的學習思維。教師在引導學生的過程中，應帶動學生主動性，使雙方能夠共同參與實驗。通過激發學生學習熱情，進一步吸引其他學生對實驗進行觀察，從而形成活躍、生動的課堂氛圍，以此來保障高中物理實驗教學課堂的實效性。

例如：在講解“自由落體”時，可以將一個小球放在講臺上，保障小球抬高高度設置的合理性，并選一個學生，使其能夠保持下蹲姿勢，將雙手放在小球的下方。當小球以自由形式下落時，引導學生分析小球的自由落體時間，在小球下落時，能夠及時用手抓住。

教師需要充分利用先進的多媒體設備，借助視頻播放的形式，引導學生觀察“高空拋物”等教學視頻，使學生能夠在觀察視頻內容的情況下，自主對物理實驗相關知識加以探究，從而有效調動了學生的積極性和主動性。同時，學生能夠借助視頻內容，對課本知識予以深入探究，通過相互配合進行實驗操作，借助有效實踐方法，完成對物理知識的內化，提高高中學生的物理核心素養。

結束語

物理實驗教學具有十分重要的價值，對整個高中物理學科而言，實驗教學創新可以打破傳統的教學模式，運用全新的方法來進行物理實驗教學實施，可以促進學生多項能力的提升。在物理實驗教學中，教師需要讓學生全程參與其中，對整個實驗進行學習和思考，并且在實驗過程中引導學生，促進其物理核心素養的提升，構建高效高中物理實驗課堂。除此之外，教師更加應該充分激發學生實驗探究的興趣，讓興趣成為學生高中物理實驗研究的起點，這樣才能夠獲得更好的研究成果，促進高中物理實驗教學效果的提升。

參考文獻

[1]李冰雅.基于學科核心素養高中物理實驗教學創新與實踐[J].中學理科園地，2021（17）：5，2.

[2]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）：2.

[3]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）：1.

[4]唐元月.基于核心素養的高中物理實驗教學創新與實踐[J].科普童話（新課堂）2019（31）：1.

[5]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）：1.