基于核心素養的高中物理實驗教學

李新疆

摘 要：核心素養背景下教師需要充分尊重學生的主體地位，使學生能夠主動地探究各種知識，了解每一個知識點是怎么形成的，它的本質是什么？同時，在對知識探究的過程中形成一定的學習能力。但是，實驗教學與其他教學存在較大的差異，且物理屬于理科，具有很強的抽象性，在物理實驗教學中會遇到一定的問題，核心素養的培養效果也與理想存在較大差異。因此，文章從重要性、概念、問題、策略四個方面入手，闡述了基于核心素養的高中物理實驗教學策略。

關鍵詞：核心素養；高中物理；實驗教學；開展方法

實驗教學能夠使學生對相關知識進行有效探究，能夠促進學生的自主學習、動手操作能力的培養，可以將核心素養的培養目標達成。所以，在高中階段的物理教學中，教師需要將核心素養與實驗教學充分融合，確保高中物理實驗教學的效率及質量，使學生在原有的基礎上得到提升與發展。下面就高中物理實驗教學中的核心素養的培養進行了研究，以期為教師帶來一定的啟發，在推動教學活動的改革創新的同時，達到理想的教學目標。

一、基于核心素養的高中物理實驗教學的重要性

（一）培養學生的動手實踐能力及思維轉換力

動手實踐能力與思維轉換能力對于學生進行物理知識的學習及實驗探究而言有著十分重要的意義。所以，開展高中物理實驗教學時，教師需要充分考慮到這兩個能力的培養，根據這兩個能力的特點以及學生的情況進行活動設計[1]。而教材中的物理知識具有一定的抽象性，學生不容易理解及掌握，實驗卻能夠將知識與學生的生活有機結合，所以課堂教學會變得異常生動、活潑。在動手實踐時，學生的動手操作能力、觀察能力能夠得到有效提升。此外，教師給予學生一定的實驗機會，使其可以了解各種設備的原理、操作方法、每個功能，對實驗知識進行科學有效的學習，對實驗的流程進行深入把握。

（二）理解物理知識的重難點

物理知識具有抽象難懂的特點，學生因為對其了解不深，各項能力還在發展，所以在自學過程中會遇到很多難以理解的問題[2]。即便教師進行了詳細講解，學生也不一定能夠理解。而實驗活動是具有形象生動的特點的，且使學生成了教學活動的參與者，所以，相關知識可以通俗易懂的方式呈現在學生面前，學生能夠對知識進行快速有效的理解，解決遇到的各種問題。也就是說，通過實驗教學的有效開展，能夠幫助學生快速有效地理解物理知識的重難點。

二、高中物理學科核心素養概述

物理學科在高中階段的學習中十分重要，核心素養對學生適應接下來的學習有著一定積極意義。所以教師需要將其重視起來。而在對學生的高中物理核心素養進行培養時，教師需要對學科核心素養進行深入了解，需要將針對性的方法利用起來。下面就高中物理學科核心素養進行了簡單闡述。

（一）物理觀念

物理所研究的是自然現象，所有知識都是人對自然界的屬性的抽象解釋，是人在探究知識、分析知識的過程中掌握的基本規律，內容包括但不限于理解運動觀念、能力觀念等[3]。通過對物理知識進行深入學習，學生通?？梢粤私馕锢憩F象的形成原因，可以對微觀世界產生好奇，從被動學習轉變為主動學習，可以使學生的物理觀念得到有效培養。

（二）科學思維

物理科學思維包括的內容較多，如科學建模思維、懷疑精神及創新精神等。在進行高中物理知識的學習時，教師適當地給予引導及啟發，可以使學生的思維始終處于活躍狀態，可以使學生具備質疑的能力。同時，教師可以帶領學生對問題進行深層次的研究及分析，對問題進行預判，可以有效達到培養學生的科學思維的目的。

（三）探究能力

實驗是發現問題、分析問題、解決問題的全過程。在高中物理實驗教學中，教師通常會根據自己對學生的了解，將其劃分為若干的小組，通過小組合作的方式進行探究性學習，使學生能夠在問題的引導下進行科學合理的猜想、假設，利用手邊的工具進行探究及驗證[4]。

（四）科學態度

科學態度就是學生揭露事物的本質的心理狀態。在高中物理學習過程中，教師通常會使學生深層次地分析物理知識，做到深入了解其本質、了解物理規律。由于物理知識的學習與探究行為與物理基本規律與價值觀密切相關，所以學生在學習知識時可以將相關內容有機聯系在一起，形成科學態度。

三、當前高中物理實驗教學中存在的問題

實驗可以對所有的理論知識進行檢驗，是物理教學的半邊天。但是在一些因素的影響下，當前的高中物理實驗教學中存在一些問題，對教學效果造成了直接影響。首先，教師沒有留出充足的時間與空間開展實驗活動，使得學生只能在實驗課程中看見怎么操作，沒辦法充分參與到實驗過程中，導致其實驗興趣受到了影響；其次，實驗設備不夠，使得實驗教學的開展效果與理想存在很大差異；最后，實驗教學中，學生的主動性較弱，不愿意對知識進行探究，不愿意解決教師提出的問題。

四、基于核心素養的高中物理實驗教學優化策略

（一）提出針對性的問題，引導學生設計實驗

問題能夠激發學生的好奇心、求知欲，可以使實驗教學順利地開展。所以，教師需要了解每個學生的情況，通過針對性問題的設計，使學生能夠進行有效探討。

在實驗設計環節，教師可以將新舊知識之間的矛盾點、教學內容及教學目標充分結合在一起，然后考慮到學生情況進行物理實驗教學的有效設計。站在某種角度上來看，實驗設計的第一個環節就是提出相應的問題，問題要具有指導意義，以確保學生能夠產生一定的學習興趣。此外，在學生對實驗進行設計的同時，教師可以了解學生在學習知識時的情況，可以使學生的知識學習情況、掌握情況充分展現在教師面前。因此，在高中物理實驗教學中，教師需要留出充足的時間與空間，使學生對實驗進行有效探究、對知識進行充分挖掘。例如，在進行“運動和力的關系”的相關實驗時，教師需要明確本課的目的是什么，即將物理實驗利用起來，使學生能夠在參與實驗后對牛頓第一定律進行了解，利用學習到的物理知識對生活中的現象進行闡述；知道二力平衡有怎樣的條件，了解力的作用、效果，明確摩擦力是什么。具體需要達到如下目標：1.明確牛頓第一定律的具體內容，可以將學習到的內容利用起來，對生活中的相關現象進行有效闡述；2.了解兩個力想要保持平衡需要具備怎樣的條件，明確在這樣的情況下的物體是怎樣的運動狀態；3.了解摩擦力在自然界中是怎樣存在的，而且，其會對物體運動造成怎樣的影響，了解對摩擦力的大小造成影響的因素，明確摩擦力有什么益處、弊端等；4.在實驗探究的過程中，了解阻力能夠對物體的運動產生怎樣的影響；5.對摩擦力的大小與什么因素有關進行實驗探究；6.養成實事求是、尊重自然規律的科學態度；7.形成辯證唯物主義觀點。

基于此，教師可以在課堂導入環節設計一些問題，使學生能夠進行有效猜想、分析。比如，教師可以引導學生對加速度的概念進行回顧，然后提出針對性的問題，使學生能夠基于自己的認知思考加速度的大小與什么因素有關。同時，教師可以引入如下案例：小汽車加速度到每小時100千米時需要十幾秒，大貨車卻需要更長的時間。賽車與小汽車的質量一樣，但是賽車的發動機非常強大，只需要5秒就能夠加速度到每小時100千米。基于案例及前面提出的問題，學生能夠進行有效猜測。在學生設計實驗的過程中，教師可以適當地提出一些更高階的問題，在提高設計的實驗有效性的同時，提升教學效果。

（二）引入生活中的內容，充分體現實驗價值

實驗教學與學生的生活有著密切的聯系，如果教師能夠將生活中的內容引入，可以進一步體現實驗的價值，可以使學生在原有的基礎上得到提升。因此，教師需要對教材內容進行分析，結合實際情況，適當地引入一些生活中的內容。

例如，在教學“摩擦力”的相關知識時，教師就需明確，教學目標為：1.知道怎么才能產生靜摩擦力、怎么才能產生滑動摩擦力，了解這兩個摩擦力的方向應該怎么去判斷；2.在學習的過程中，明確摩擦力的大小的影響因素，了解滑動摩擦力和壓力的關系；3.了解最大靜摩擦力是什么，它和正壓力的關系是什么；4.使學生能夠對實驗進行有效觀察及分析，形成相應的學習能力；5.對學生的語言表達能力進行有效培養及提升；6.有效滲透一些研究的方法；7.使學生形成一定的辯證思想。基于這些目標教師可以引入一些生活中的內容，使學生能夠根據生活進行深層次的研究及思考，樹立一定的學習理念、形成較強的學習能力及核心素養，為學生更好地進行物理知識的學習打下堅實基礎。

比如，教師可以將一些生活中常見的摩擦力的物理現象引入，包括但不限于：塑料瓶蓋上有一些豎紋，增大摩擦；機械手表戴久了要給它上油，減小摩擦；車子陷在泥里，墊上草，使車子出來，增大摩擦；在皮帶傳動中，拉緊皮帶在皮帶上涂“皮帶蠟”增大摩擦；在機器轉動部分安裝滾動軸承加潤滑油，減小摩擦；車輪上的花紋，增大摩擦；磁懸浮列車，減小摩擦；給二胡的弓上涂松香，增大摩擦；車輪做成圓的，減小摩擦；用滑輪溜冰鞋走路，減小摩擦……在呈現這些現象后，教師可以提出為什么的問題，使學生進行思考。在學生有了一定的答案后，教師可以將實驗現象引入，使學生在教室的地面上滑行，對自己能滑出多遠進行記錄。隨后在地面上灑水，在有水的地面上滑行看看，自己又能夠滑出去多遠，然后將這兩個數據進行對比。在這樣的實驗教學中，學生能夠切實發現物理知識與生活的聯系，能夠建立學以致用的意識及觀念，將實驗的價值最大限度地體現出來，對學生的核心素養進行培養。將實驗教學與生活中的一些事物有機結合，可以使學生能夠對知識進行有效學習，可以使學生在探究分析的過程中形成物理核心素養，提高教學活動的有效性。

（三）開展小組合作學習活動，鍛煉學生核心素養

學生才是主體。怎樣才能使學生的主體充分體現出來呢？教師需要盡可能地為學生提供一些思考或者動手操作的環節。但是，學生之間存在很大的差異，在學習過程中，可能會遇到這樣那樣的問題，導致學生的核心素養的培養并不是很理想，而小組合作學習能夠充分解決這一問題，為教學質量提供保障。所以，教師需要將課堂教學的情況進行深入把握，適時地引入小組合作學習活動，使學生在小組合作學習中能夠有所收獲，能夠形成一定的核心素養。

例如，在教學“電路及其應用”相關知識時，教師就需要明確，這部分內容的抽象性較強，而且教學目標是這樣的：1.理解掌握電路問題中的基本物理概念：電源、電動勢、電壓、電阻、電流，知道它們的測量方法和決定性因素。2.理解掌握電路問題中的基本物理規律：電阻定律、電路的串并聯規律、電流及電阻的計算方式、掌握區分它們的成立條件、能夠在實際問題中靈活應用其解決相關問題。3.認識電學實驗基本器材，了解它們的使用方法。理解電學實驗設計的基本要求，復習掌握物理規律的圖像描述。學會分析誤差與誤差產生的原因。4.培養學生動手進行電學實驗的基本能力、培養學生利用物理規律創新設計儀器儀表解決實際問題的能力。5.培養學生應用物理規律分析電路故障及各物理量相互關系的能力。6.發展與培養學生歸納與綜合、分析與判斷及邏輯推理能力、應用能力。7.養成實事求是、尊重事實的良好習慣，為唯物主義世界觀的形成奠定基礎。培養學生研究問題中的科學態度與價值觀，激發學生應用規律、聯系實際、積極創新、解決問題的進取精神與意識。所以，必須要讓學生進行合作學習，同時，需要借助合作學習活動，幫助學生形成核心素養。首先，教師需要將調查法、試卷法利用起來，基于此了解每個學生的情況，了解的內容包括但不限于學生的基礎知識掌握情況、學習能力培養情況、核心素養培養情況，然后按照一定的原則將學生劃分為若干個小組。在劃分好小組后，教師可以選擇綜合素質最強的學生為小組長，由其負責實驗教學的分配組織工作。比如，操作能力較弱的學生可以對實驗結果進行記錄，理論知識較強的學生可以對實驗進行設計，操作能力較強的學生可以對電路進行調整……在這樣的實驗教學中，每個學生都能參與實驗，都能運用自己的優勢為實驗活動的順利開展提供保障，所以他們會獲得一定的成就感，會在原有的基礎上得到提升。小組合作學習活動的有效應用，可以使學生成為教學活動的參與者，在發揮自己的優勢的同時得到成長；可以對學生的物理核心素養進行培養，使其能夠更好地進行接下來的學習，實驗教學的效果自然也能夠得到提升。

結束語

綜上所述，實驗教學為物理教學的重要組成部分，但是受一些因素的影響，實驗教學的效果并不是很理想，所以核心素養的培養也沒有落到實處。所以，本文從提出針對性的問題，引導學生設計實驗；引入生活中的內容，充分體現實驗價值；開展小組合作學習活動，鍛煉學生核心素養等方面入手進行了深層次的研究及探索，教師可以結合實際情況將其運用起來。如此一來，實驗教學就可以與核心素養的培養進行充分融合，學生就能夠通過實驗操作夯實基礎，形成核心素養，課堂教學的效果就能得到提升，學生就能在原有的基礎上更好地成長與發展。不過，教學方法還是有很多的，教師可以進行進一步的研究及探索。

參考文獻

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