核心素養導向下高中物理實驗教學策略探討

【摘要】素質教育背景下高中物理教師應當著重培養學生的核心素養，通過理論實踐相結合的方式開展實驗教學活動，有效的提高學生的動手操作能力、深度思考能力以及合作探究能力.物理學科是高中學生的一門基礎性學科，這一課程更加側重實驗教學，學生在實驗環節能夠充分運用所學知識進行操作實踐，更是能夠觀察物理反應現象中的細節，進而不斷完善自身的物理知識體系，促進學生的全面發展.本文首先分析高中物理核心素養的概念及內涵，其次對我國高中物理實驗的開展現狀進行調研分析，最終以高中物理教材為例，詳細闡述如何在核心素養背景下開展高效物理實驗教學，以期能夠促進高中物理教學的發展.

【關鍵詞】高中物理;核心素養;實驗教學

很多高中學生反映物理學科十分抽象且理論性更強.這就要求授課教師能夠在為學生講解完成基礎知識后，合理安排實驗活動，進而提高學生對物理知識的吸收能力，幫助學生構建完善的物理思維[1].然而實驗活動始終是高中物理教學中的重難點板塊，其包含“實驗流程”“實驗探究”“實驗操作”等內容，學生在具體操作中面臨更多細節的邏輯問題與物理問題，授課教師只有依托核心素養理念科學設計實驗方案，才能順利完成高中物理實驗教學的轉型優化工作[2].

1 高中物理核心素養的概念及內涵

學科核心素養是近幾年來教育部門提出的一種新型教學理念，其要求授課教師能夠將立德樹人作為教學的根本，摒棄過去純理論教學模式，積極關注學生的課堂學習動態，培養學生的學習技能與邏輯思維，進而促進學生的長遠發展[3].從宏觀角度來分析，學科核心素養是一項綜合教育指標，其涵蓋審美素質、勞動能力、智力水平、適應能力、認知能力、道德水平以及學習水平等因素.高中物理核心素養在教學總目標以及具體目標當中均有鮮明體現，其主要指高中學生在學習物理知識的過程中形成的能力與品質.高中階段是學生邏輯思維發展的關鍵時期，通過積極開展物理實驗教學，能夠幫助學生深層理解核心概念，并引導學生形成良好的物理學習觀，有效提高學生的創新能力與實驗探究能力，進而形成求實嚴謹的科學意識.

2 我國高中物理實驗教學現狀分析

通過對當地多所高中學校的物理教師以及班級學生進行訪談后了解到，目前我國物理實驗教學面臨三大困境，分別為：第一，學生的實驗操作能力略顯不足；第二，實驗內容與學生的實際生活聯系不緊密；第三，實驗方案缺乏多元性、創新性.

2.1 學生的實驗操作能力略顯不足

縱觀高中物理教材，其包含了豐富的物理實驗內容以及基礎理論知識，如果授課教師難以在課堂中平衡之間者兩關系，就會極大地增加學生的理解難度.調查發現，很多教師忽視了實驗環節的教學，在課堂中花費大量時間講解物理理論知識，這導致學生的動手操作能力不高，在面對物理實驗任務時存在畏懼心理，無法在實驗環節中大展身手，這大大降低了實驗教學的有效性.不僅如此，一部分學生受到應試教育思想的影響，在實驗操作中不愿表達自己的觀點，只是作為旁觀者看其他組員進行操作，上述種種問題均阻礙了實驗工作的順利開展[4].

2.2 實驗內容與學生的實際生活聯系不緊密

物理學科是一門基礎性較高的課程，其與人們的實際生活聯系密切，且能夠幫助人們解決實際生活中的常見問題.然而很多物理教師在開展實驗活動時，往往將實驗內容與學生的真實生活割裂開來，這樣機械化的實驗教學活動不僅會降低課堂教學質量，更是會使物理知識脫離學生實際，進而制約學生核心素養的發展.

2.3 實驗方案缺乏多元性、創新性

一般情況下高中物理實驗具備一定的操作步驟和流程，授課教師需帶領學生根據實驗方案安排來開展實驗探究活動.因此，實驗方案的好壞會影響學生的探究學習效果.一些物理教師在設計實驗方案時缺乏創新思維，只是根據教材思路按部就班設計實驗流程，最終導致實驗缺乏趣味性、多元性與生活性，學生在實驗活動中的參與度明顯降低.

3 核心素養背景下開展高效物理實驗活動的具體策略

素質教育背景下高中物理教師應當仔細研讀核心素養的相關政策指示，積極運用先進理念來開展實驗教學活動，進而提高學生物理實驗活動的積極性，加深學生對基礎知識的理解，進而促進學生的長遠發展[5].本文認為高中物理教師可從四大層面優化實驗活動，分別為：第一，積極轉變教學觀念，提高實驗環節的課堂占比；第二，創設直觀、有趣的實驗教學情境；第三，依托學生實際生活設計實驗教學方案；第四，不斷提高實驗設計的創新力度，有效開闊學生的學習視野.

3.1 積極轉變教學觀念，提高實驗環節的課堂占比

物理教師的教學觀念能夠直接影響實驗環節的教學成效.在調研中了解到當前我國一些教師對實驗教學的重視程度不夠高，在課堂中為學生預留的實驗操作時間較短.針對這一現象，教育部門需要積極開展教師培訓工作，有效扭轉授課教師的實驗教學觀念，引導教師改革實驗教學策略，為更多的學生提供動手實踐的機會，進而培養學生形成良好的實驗素養.具體為：第一，高中學校需要加強宣傳教育，通過校園網、廣播站等形式讓物理教師對實驗教學產生正確認知，了解實驗教學的優勢與意義；第二，學校需要優化教學評價工作，將實驗教學納入評價范疇，該方式能夠激勵教師不斷整改實驗教學策略，進而提高實驗質量；第三，教師應當定期學習先進的教育理念，掌握物理實驗教學的特點，充分將實驗環節融入課堂教學中，通過實驗探究來引導學生深度思考，進而培養學生的物理核心素養.

3.2 創設直觀、有趣的實驗教學情境

直觀、有趣的實驗教學情境能夠為學生營造較為輕松的學習氛圍，激活學生的物理學習思維，引導學生從開放角度思考問題，進而完成實驗活動.由此看來，良好的實驗情境能夠促進學生實驗能力的發展，授課教師可以運用多媒體設備來創設情境，有效助力實驗教學工作.

例如 學生在日常生活中能夠發現：汽車突然剎車時乘客的身體會出現前傾情況，這一現象對應物理學科中的“牛頓第一定律”，學生在挖掘生活細節的過程中可以深度理解慣性的內涵，教師可以據此為學生設計情境實驗，從而將抽象概念轉化為直觀情境.

又如，在講解“自感”的相關知識時，授課教師可以在課堂導入環節中設計“神奇的觸電”主題實驗活動，在課堂中為學生準備一個自感線圈、一個開關以及4至6伏的交流電源，并使用導線將線圈和電源連接起來，再使用兩根裸導線引出自感線圈的兩端.讓班級中一位學生站在講臺上抓住裸導線的兩端，并邀請另一位學生接通電源，此時抓著導線的學生就會產生觸電一般的感覺，授課教師可以據此來展開提問，鼓勵學生思考“為什么實驗者會有觸電感覺”“這里的電是從哪里來的呢”.

3.3 依托學生實際生活設計實驗教學方案

在開展物理實驗活動時，授課教師應當緊密聯系學生的生活實際，從學生的生活中挖掘實驗素材，加強學生對物理知識的理解與運用能力，不斷提高實驗活動的生活性.筆者在教學中為學生設計了如下實驗活動：利用課前環節購買兩個相同款式的晾衣架，并指導學生將某一個晾衣架上纏繞繩子，并鼓勵學生思考這樣做有什么好處？衣服為什么不容易掉落？為了能夠驗證自己的想法，學生就需要開展實驗設計，并進行一系列操作論證，最終了解到纏繞繩子能夠增加阻力.上述實驗操作模式能夠不斷完善學生的物理思維，有效提高學生的實驗操作技能.由此看來，在開展高中物理實驗教學時，授課教師可以將教材知識與生活現象進行糅合，這樣能夠充分調動學生的學習興趣，加深學生對實驗內容的認知與理解，最終促進學生核心素養的發展.此外，物理教師還可以選擇一些生活中常見的物品來作為實驗器材，從而降低實驗操作的成本，讓學生感受到物理實驗的趣味.很多學生反映學校的實驗器材十分貴重，在動手實踐環節中總是十分畏縮，進而導致實驗教學質量低.由此看來，授課教師應當挖掘一些常見物品來替代實驗儀器，讓實驗教學更加“親民”，生活化實驗器械能夠開發學生的想象能力，也能夠提高學生的動手能力.

3.4 不斷提高實驗設計的創新力度，有效開闊學生的學習視野

在核心素養背景下，高中物理教師還可以提高實驗創新力度，不斷優化實驗設計思路，有效激發學生的動手積極性，提高學生在實驗活動中的參與度.這就要求物理教師能夠仔細研究核心素養的政策理念，學習其他優秀教師的實驗教學經驗，依托班級學情來開發個性化實驗活動，提高物理實驗教學的有效性.

例如 在講解“電磁感應定律”時，學生需要掌握電磁感應定律的基本概念以及特征，此時授課教師可以為學生設計“電動勢以及匝數之間的關系”的實驗活動，指導學生一邊調節滑動變阻器中電阻的大小，一邊仔細觀察示波器內波形的變化特征，為了豐富實驗內容，授課教師還可以指導學生適量增加感應線圈，并及時記錄不同線圈數量下波形的變化范圍，最終將數據繪制為圖象表格.學生能夠在實驗操作中進一步了解電磁感應定理的相關內容，最終達到知識內化的效果.創新性實驗能夠提高學生在實驗活動中的參與度，讓學生在動手操作中感受物理知識，理解并消化教材中的抽象內容，這一環節能夠有效梳理學生的學習思路，幫助學生構建完善的知識體系.

在開展創新性實驗教學活動時，物理教師還可將情感教育理念融入教學中，讓學生在實踐中形成良好的人文情懷與科學素養.

例如 在講解“摩擦力”的相關內容時，學生能夠明白力的產生需要有三個不可或缺的要素，作用點、方向以及大小.然而一部分學生卻不知如何判斷摩擦力的方向，此時教師就可鼓勵學生進行自主實驗探究，遵循“（1）提出問題，（2）進行猜想，（3）設計方案，（4）分析數據，（5）總結實驗”的思路來進行合作探究.在這一過程中，學生能夠吸取他人的學習經驗，在實驗摸索中完善自身學習思維，并與其他學生建立合作共贏的良好關系，學生不僅能夠深度理解理論知識，更是可以獲得充分的感性認知.授課教師需要在實驗環節中引導學生明白一個道理：生活中很多常見的現象背后都蘊含著豐富的物理知識，我們應當用一雙善于發現的眼睛，以及嚴謹科學的探究精神，發掘物理學科與生活現象間的關系，最終能熟練運用教材知識解決實際問題.

4 結語

通過上述分析發現，在核心素養背景下高中物理教師應當轉變實驗教學方式，不斷提高實驗教學的比重，鼓勵更多的學生自主參與實驗活動.然而當前我國物理教師在開展實驗活動時仍存在幾點問題，這要求授課教師能夠高度重視這些問題并據此開展針對性優化，將核心素養的教學理念融入實驗環節中，有效提高學生的實驗操作水平，讓更多的學生愛上物理實驗，且能夠掌握實驗背后的物理原理，提高學生對物理知識的實踐運用能力，只有這樣才能促進學生的全面發展.研究認為授課教師應當積極轉變實驗教學觀念，不斷提高實驗設計的創新力度，采用緊密聯系學生實際，為學生創設直觀情境的方式來優化教學策略，從而調動學生對實驗內容的學習興趣，增強物理生對實驗原理的理解.

參考文獻：

[1]黨越.基于核心素養的高中物理課堂觀察研究——以魯科版必修2實驗“驗證機械能守恒定律”為例[J].中學物理，2023，41（13）：55-58.

[2]曹浴，陳航燕.核心素養視角下高中物理實驗試題命制啟示——以2022年英國物理奧林匹克競賽實驗項目特色分析為例[J].中學物理，2023，41（11）：53-57.

[3]陳鐵生.核心素養導向下的高中物理實驗教學策略探究[J].高考，2023（13）：12-14.

[4]王然.新魯科版高中物理實驗探究類課程落實核心素養分析——以“實驗：探究加速度與力、質量的關系”為例[J].物理通報，2023（04）：94-97.

[5]羅啟明.基于核心素養的高中物理學生分組實驗教學方法探討[J].廣西物理，2023，44（01）：162-164.