高中物理實驗教學中培養學生科學素養的策略思考

摘 要：新課程標準之中明確強調高中物理課程的主要目標在于進一步提升學生的科學素養，其中主要包括知識與技能、過程與方法以及情感態度與價值觀三個維度。因此，教師在高中物理教學過程中，應關注學生科學素養的培養與提升，確保學生在基礎物理知識理解和掌握的同時，逐漸形成良好的科學素養，為其今后的學習與發展打下堅實的基礎。實驗教學是科學素養培養的重要途徑之一，教師要不斷地探索和創新教學方法，為學生提供優質的教學資源與環境，以此來促使學生的科學素養得到全面提升。本文從科學素養的定義、高中物理實驗教學中科學素質培養的意義以及具體培養策略這三個方面入手進行思考。

關鍵詞：高中物理教學；實驗教學；科學素養；培養策略

物理這一學科作為一門基礎的自然學科，對于培養學生的科學素養存在著非常重要的作用。然而受到應試教育觀念的影響，教師教學中更加關注學生基礎知識的記憶和掌握，這一教學方法無疑會限制學生的學習與發展，同時不利于學生綜合能力以及核心素養的培養。為了改變這一教學現狀，教師在高中物理實驗教學時需要更新教學觀念與方法，探索并應用更加科學的教學方式來激發學生創新精神和探究欲望，幫助學生更好地理解物理學的本質，實現科學素養培養的核心教學目標。

一、科學素養的定義

科學素養是一個多維度的概念，其中主要包括了解必要的科學基礎知識、掌握基本的科學方法、樹立正確的科學思想、注重崇尚科學精神、認識科學的本質，并具備將其知識應用于實際問題的能力。簡而言之，科學素養是學生在處理與科學相關的問題時應具備的知識與技能[1]。高中物理實驗教學中科學素養的培養具有顯著優勢。首先，科學素養是促進學生全面發展的基礎。通過培養學生形成良好的科學素養可以理解和應用物理知識，逐漸形成良好的問題分析和解決能力，為其今后的學習與發展打下堅實的基礎。其次，科學素養的培養也是提高學生綜合素質的重要途徑。學生在實驗操作時需要以嚴謹的科學態度、敏銳的觀察力以及實踐能力，積極主動參與到其中，這些能力的提高將有助于提升學生的綜合素質。

二、高中物理實驗教學中培養學生科學素養的意義

（一）深化物理知識理解

高中物理實驗教學中培養學生的科學素養，可以幫助學生更加深入理解和掌握物理知識，這一意義體現在多個層面。首先，通過引領學生展開實際操作，能夠將原本抽象的物理概念與具體的實驗現象進行有機結合，學生在此環節可以直觀地理解物理知識的本質。其次，實驗教學的實施有助于揭示物理現象的內在規律及聯系。學生在實驗中可以通過觀察和記錄實驗數據，分析數據之間所存在的關系，發現物理現象背后的規律。這一從現象到本質的探索過程不僅可以加深學生對物理知識的理解，還能夠幫助學生逐漸形成良好的科學思維。最后，實驗教學可幫助學生構建完整的物理知識體系。學生通過一系列的實踐活動可以逐步積累豐富的理論知識和經驗，將原本零散的理論知識進行串聯而形成系統的知識體系。

（二）提高學生的實踐能力

基于科學素養培養的高中物理實驗教學，對學生實踐能力的培養提出了較高的要求。在此背景下，要求教師積極轉變傳統教學觀念，通過突出學生在課堂教學中的主體地位，鼓勵學生參與實驗操作來展現自身的主觀能動性，實現實踐能力培養的教學目的[2]。但是在教學中，由于一部分教師受到應試教育觀念的影響，錯誤地認為學生實踐能力的提升并不存在一定的優勢，因此沒有注重在實驗教學中對學生展開科學素養的培養。但事實上物理這一學科是一門注重實踐的學科，對學生展開實踐能力的培養有助于幫助學生理解理論知識，以此來促進學生獲得全方面的發展。

（三）提高學生思維能力

高中物理實驗教學之中，實踐能力的提升與思維能力的鍛煉是相輔相成的，也就是說要想順利完成高中物理實驗教學環節，學生不僅需要具備良好的實踐能力此外還需要具備強大的思維能力。因此，教師在高中物理實驗教學中應注重為學生提供更多的思考機會，促進學生思維能力得到有效提升。教師在教學中應注重鼓勵學生自主操作，無論是實驗設計還是實驗實施，都需要鼓勵學生獨立自主來完成。如此才能夠有效鍛煉學生的思維能力，為其今后的學習及發展打下堅實的基礎。

三、高中物理實驗教學中培養學生科學素養的策略

（一）創設問題情境，培養學生探究能力

探究能力的培養是當前教育改革的重要方向，在高中物理教學中不僅是一種教學方法，更是一種課堂教學理念。探究能力的培養旨在激發學生學習的興趣，引領學生積極主動地探索物理世界的奧秘，因此教師在高中物理實驗教學中需要巧妙地利用教材，創設有效的問題情境來激發學生探究欲望，引領學生積極主動地參與到思考的過程中，構建完整的知識體系。

以“摩擦力”相關知識點教學為例，教師便可以注重結合教學內容設計，一系列具有探究性的實驗活動，引領學生在實際操作的過程中對本課時內容進行深層次地理解和掌握。首先，教師可以引領學生展開簡單的摩擦力實驗，要求學生使用不同材質的物體在斜面上進行滑動，觀察并記錄摩擦力的大小，學生在實驗操作過程中可以直觀地感受到摩擦力與接觸面粗糙程度之間所存在的關系。接下來，教師可注重在此基礎之上設計更加復雜的實驗活動，如探究靜摩擦力與滑動摩擦力之間所存在的差異。學生在實驗操作的過程中需要使用彈簧測力計等實驗器材，測量不同情況下摩擦力的大小以此來對比兩者之間所存在的差異。這一實驗的設計不僅能夠幫助學生深入理解摩擦力的性質，此外還可以培養學生逐漸形成良好的數據分析能力以及實驗技能。當然，教師還可以注重引導學生思考如何借助摩擦力來進行實際問題的分析和解決。教師在此過程中需要注重結合教學內容來設計與實際生活相關的實驗任務，如應該怎樣減少自行車輪胎與地面之間的摩擦力來提高騎行的效率呢？如何增加鞋底與地面之間的摩擦力來防止滑倒呢？這些實驗任務的實施不僅可以激發學生學習的興趣，還可以培養學生形成良好的創新能力及問題解決能力。學生在實驗操作過程中能夠親自參與實驗設計、操作、觀察以及分析的全過程，更好地理解并掌握物理概念和規律。此外學生在活動實施中還能夠掌握科學思維以及實驗技能等科學素養，為學生今后的學習與發展，奠定堅實的基礎。

（二）融入實際生活現象，深化物理思維培養

在高中物理實驗教學中，利用實驗現象來培養學生形成良好的物理思維是一個極具成效的教學策略。高中階段的物理知識大多與學生的實際生活存在密切關聯，因此，教師教學中應巧妙引入實際生活中的物理現象，將實驗教學與學生的實際生活結合，幫助學生深刻地感受到物理知識的實用性，幫助學生逐漸形成良好的科學思維。

以“摩擦力”相關知識點教學為例，教師在高中物理實驗教學中不應該局限于教材中的理論及公式，而是應該注重引領學生從實際生活中來尋找摩擦力的蹤跡，通過引領學生深刻地感受摩擦力的作用。如教師可以鼓勵學生嘗試推動一個重物，讓學生感受摩擦力對于物體運動所產生的影響。當然，還可以要求學生在不同材質的表面上滑動物體來觀察摩擦力大小的變化。這一實驗的設計不僅貼近學生實際生活，還能夠讓學生在實際操作的過程中對其概念產生深層次的理解與認知。在引導學生實驗操作的過程中，教師還可以注重結合實際生活中的案例來進一步拓展學生的思維。如教師可以注重引導學生去思考為什么鞋底會有花紋？為什么汽車的輪胎會有紋路呢？上述所呈現的這些現象都是為了增大摩擦力，以此來提高行走以及行駛的安全性。通過上述的方式為學生提供針對性引導，學生能夠將所學習到的內容應用于實際生活中來提高自身的知識應用能力。教師在實驗教學中可注重結合物理學的理論知識為學生解釋摩擦力產生的原因、作用的方式以及影響因素等，在此環節可幫助學生建立起完整的物理知識體系[3]。當然教師也可以鼓勵學生充分地發揮自身的想象能力，在實際生活中尋找更多與摩擦力相關的案例，并嘗試借助物理知識來進行解釋。學生在這一活動參與的過程中不僅可以鍛煉自身的思維能力，還可以使學生逐漸形成良好的科學素養。通過融入生活現象的教學方式，不僅能夠促使高中物理實驗課堂變得生動有趣，還能夠讓學生在實踐活動參與的過程中對其內容進行深刻理解，培養學生形成良好的物理思維以及科學素養，以此來實現全方位的發展。

（三）創新實驗教學形式，增強學生的創新意識

教師在高中物理實驗教學中，要想進一步增強學生的創新意識，并激發學生知識學習的興趣，教師需要注重針對實驗教學的形式不斷地創新。由于高中生的思維相對活躍而多變，在面對一成不變的實驗形式時很容易會形成厭倦的心理，所以教師應注重結合高中生的學情特點靈活地調整教學策略，確保實驗教學的內容既具有挑戰性又充滿趣味性，如此才能夠讓學生積極主動地參與到操作的過程中，進一步激發學生的創新意識。

以“摩擦力”相關知識點教學為例，這一內容是一個既基礎又重要的物理概念，要想幫助學生更加深入地理解摩擦力這一概念，教師應注重結合教學內容以及高中生學習特點設計一系列創新實驗。首先教師在課堂導入環節可注重結合學生實際生活中所包含的物品，如不同材質的布料以及滑塊等來設計一系列簡單的摩擦力對比實驗。學生在實驗操作的過程中，需要嘗試用不同材質的布料在同一個斜面上拖動滑塊，觀察并記錄滑塊滑動的速度以及距離，學生在親手操作的過程中可以更好地分析并探究摩擦力與壓力、接觸面粗糙程度等之間所存在的關系。當然，教師還可以注重鼓勵學生嘗試用不同的方式來進行實驗操作，如改變滑塊的質量或者改變斜面的角度等，并在此基礎之上來觀察摩擦力的變化。在高中物理實驗教學中，除了一些簡單的對比實驗之外，教師還可以注重鼓勵學生設計一些更加復雜的摩擦力實驗，如探究摩擦力與物體運動狀態之間所存在的關系等。教師在此環節應注重針對學生實驗操作過程中所存在的問題進行針對性引導，幫助學生分析原因并尋找最終的解決方案，如此不僅能夠為學生帶來直觀的感受，還能夠進一步鍛煉學生的創新思維及科學探究能力[4]。此外，教師還可以注重借助現代教學手段來模擬一些難以在現實中實現的實驗情景，如此將有助于為學生帶來直觀的體驗，讓學生更加深入地了解并掌握摩擦力的本質。通過上述的方式來創新高中物理實驗教學形式，將有助于促使學生積極地參與到實驗活動中，并在理論知識理解的同時增強自身的創新意識，為其今后的學習與發展打下堅實的基礎。

（四）深入思考實驗目的，突出物理實驗作用

在高中物理實驗教學，實驗反思環節是一個常被忽視但至關重要的教學環節。教師通過反思能夠引導學生將實驗目的與教學目的進行緊密結合，也就是說不僅有助于提高實驗教學的效率，更能夠引領學生深入思考實驗的目的，挖掘實驗背后的科學原理，培養學生形成良好的科學探究能力以及科學素養。

以“摩擦力”相關知識點教學為例，本課時的內容主要涉及摩擦力的大小、方向以及影響因素等多個內容，教師在實驗教學中首先需要明確實驗教學的目的，即引領學生通過實驗的方式來探究摩擦力的性質，同時能夠理解摩擦力在實際生活之中的應用。隨后，教師可注重結合這一教學目的設計一系列具體的實驗步驟，引領學生積極主動地參與到深入分析與探究的過程中。教師需要密切地關注學生實驗操作的過程，及時地發現問題并提供針對性地指導。例如，當學生在探究“摩擦力與壓力之間所存在的關系”時，可能會發現隨著壓力的增大摩擦力也隨之而增大的這一現象，那么，此時教師可以注重引領學生去思考之所以會出現這一現象主要原因，并在此基礎之上來引出摩擦系數這一概念。教師需要在學生實驗操作結束后組織學生進行反

思[5]。首先可以帶領學生去回顧實驗操作的具體過程，總結實驗的現象以及最終的結果，然后提出問題來引導學生深入思考實驗背后的科學原理。如為何不同材質的物體在同一個表面上摩擦力的大小不同呢？摩擦力的大小都與哪些因素密切相關呢？通過這些問題可以引導學生將實驗目的與教學目標進行有效結合，幫助學生深層次地理解摩擦力的產生機制和影響因素。此外，教師還可以注重鼓勵學生對實驗操作過程中所存在的問題進行反思，如學生在操作時可能會發現某些實驗數據與預期的結果并不相符，那么教師便可以注重引導學生去分析可能會存在的原因，同時能夠結合其現象提出改進實驗方案的方法。學生在這一反思的過程中可以深入理解實驗的原理與方法，當然還能夠幫助學生逐漸形成良好的實驗操作技能以及科學素養。總之，深入思考實驗教學的目的引領學生結合現象深入反思實驗過程，可以幫助學生更好地掌握摩擦力等物理概念，培養學生形成良好的科學素養以及創新能力，提高高中物理實驗教學的質量。

結束語

綜上所述，教師在高中物理實驗教學中應注重學生科學素養培養，并以此為出發點來優化教學的各個環節，如此能夠引領學生積極主動地思考與探究，激發學生探究興趣的基礎之上幫助學生逐漸形成良好的物理思維，為學生今后展開物理知識的學習打下堅實的基礎。

參考文獻

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[4]陳洪松.核心素養導向下的高中物理實驗教學探究：以“超重、失重”為例[J].高中數理化，2020（S1）：56.

[5]李志云.淺談高中物理教學與素質教育[J].高中數理化，2020（S1）：63-64.