核心素養視角下高中物理實驗教學優化策略

摘 要：高中物理核心素養包括科學態度與責任、科學探究、科學思維以及物理觀念等內容。為了有效培養學生的物理學科核心素養，相關教育者應積極探索與創新物理實驗教學策略，充分發揮物理學科的育人價值。主要分析了高中物理實驗教學中存在的問題，并基于核心素養培養提出了高中物理實驗教學優化策略。

關鍵詞：核心素養；高中物理；實驗教學

作者簡介：藍賢偉（1978－），男，廣西壯族自治區貴港市覃塘區覃塘高級中學。

高中物理新課標指出，高中物理學科核心素養主要包括科學態度與責任、科學探究、科學思維以及物理觀念等。在物理教學實踐中，教師既要傳授給學生豐富的知識，也要鍛煉學生的思維，培養他們的多種能力。實驗教學是高中物理教學的重要內容，對培養學生學科核心素養具有突出作用。因此，高中物理教師要積極探索如何在物理實驗教學中培養學生的多種核心素養，促進學生全面發展。

一、高中物理實驗教學現存問題

（一）教師教學觀念相對滯后

目前，部分高中物理教師教學觀念相對滯后，在教學中他們過于重視學生學科成績的提升，而忽視學生能力的發展。一些教師在物理實驗教學中很少根據學生的實際情況和發展需求優化實驗教學方法，因此很難讓學生深入理解物理實驗內容，掌握科學的實驗學習方法。此外，一些物理教師盲目增加練習題量，較少設計趣味化實驗教學活動，導致學生只能通過不斷刷題來理解物理實驗知識，這不利于學生學科核心素養的提升［1］。還有一些物理教師很少基于學生學情設計個性化教學活動，在教學期間忽視反思和總結，無法及時發現學生的學習問題，這不利于培養學生的多種能力。在教學理念相對滯后的情況下，物理教師過于重視理論知識的講解，忽視物理實驗活動的開展，這不利于學生全面、客觀地認識物理實驗知識，也很難培養學生的物理思維和創造、探究意識。

（二）實驗教學方式單一

在高中物理實驗教學中，不同的實驗需要用不同的教學方法。然而，部分物理教師很少組織多樣的物理實驗活動，導致實驗教學方式單一，難以激發學生對物理實驗的學習興趣，這不利于學生核心素養和多種能力的發展。同時，教師長期采取單一的實驗教學策略，還會影響學生實踐操作能力的提升，讓學生對實驗學習產生畏難情緒。此外，單一的物理實驗教學方式容易使學生的思維固化，影響學生創新意識和探索能力的發展，并使學生對知識的認識不夠全面。在組織實驗設計活動時，教師沒有引導學生運用發散性思維進行活動設計，這影響了學生學科核心素養的提升［2］。

（三）學生對實驗學習不夠重視

因為物理高考題目中涉及實驗知識的題目較少，所以一些學生對實驗學習不夠重視，在實驗教學活動中不愿主動根據教師的講解及演示深入分析實驗細節，這會影響物理實驗教學的效果。另外，一些學生更重視習題訓練，對物理實驗學習有所忽視，因此無法深入理解物理實驗相關知識，進而容易對物理實驗教學產生抵觸情緒，無法提高學科核心素養。一些學生在實驗學習中喜歡等待教師分析實驗現象，總結實驗結論，不愿意主動思考，這不利于他們思維能力的發展。

二、核心素養視角下高中物理實驗教學優化策略

（一）實驗前做好準備工作，培養學生思考意識

在開展高中物理實驗教學之前，教師要做好準備工作，優化實驗活動設計，并通過有效的方式向學生展示相關實驗儀器，引導學生在實驗前先根據教師提出的實驗任務和問題展開思考和探究，以此培養學生的思考意識［3］。

教師可以在開展物理實驗教學之前向學生展示相關實驗儀器，讓學生進行相應的思考。在高中物理實驗教學中，學生是否能夠正確操作儀器直接影響其實驗學習的效率和效果，因此，在開展實驗教學之前，教師要引導學生進行相應的探究，讓他們掌握實驗儀器的正確操作方法。例如，在“用打點計時器測量小車的速度”的實驗教學中，教師可以在課前展示打點計時器的結構特點和操作原理，并用多媒體課件展示該儀器的基本構造和操作要點，同時展示實物，讓學生切實了解該儀器的使用方法。然后，在實驗之前教師要拋出思考題，引導學生結合問題展開思考，研究實驗內容，以此促進后續實驗教學活動的順利開展。在教學實踐中，教師要整理和分析實驗要求和內容，精心設計引導性問題，并在課前為學生準備微課材料，讓學生在問題的指引下初步探索實驗內容并做好實驗準備。例如，在“用打點計時器測量小車的速度”的實驗教學中，教師可以在準備階段拋出引導性問題，引導學生進行深度思考和探究，掌握實驗的相關基礎知識和操作步驟。教師可以為學生設計如下問題：打點計時器是通過什么原理測量小車的速度的？調整抽拉紙帶的速度是否會對最終的測量結果產生影響？除了小車，打點計時器還可以測量哪些物體的運動？學生結合這些問題探索實驗內容，能為自己后續的實驗學習奠定基礎。

（二）設計合作探究性實驗，培養學生合作意識和探究精神

在高中物理實驗教學中，教師需要合理設計實驗教學形式，充分考慮學生的實際情況和發展需求。為達到培養學生學科核心素養的目標，教師可組織合作探究性實驗，培養學生的合作意識和探究能力。

一方面，教師應科學地組建實驗小組，讓學生以小組為單位進行實驗探究，并引導不同小組之間進行公平競爭，以此培養學生的合作意識和競爭意識。例如，在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗教學中，教師應根據實際情況建立實驗探究小組，確保各小組的學生能力是均衡的。為了實現這一目標，教師需要提前做好學情調查工作，充分了解學生的知識基礎和能力，按照“組內異質、組間同質”原則進行小組劃分，并在小組學生開展實驗探究的過程中適時進行引導和監督，使小組學生全面參與實驗探究活動，獲得有效提升。另一方面，在組織探究性實驗活動的過程中，教師要加強引導，讓學生在小組內部對實驗內容和要素進行深入討論，并設計實驗方案。在學生設計實驗方案時，教師應避免過度干預，可以在學生提交實驗方案后對他們的方案進行系統化審核，結合方案中存在的問題，指導他們進行調整。同時，教師要引導學生根據學校實驗室建設現狀，科學選擇實驗儀器。例如，在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗教學中，教師可以預先留出一定的時間，讓學生通過小組討論設計實驗方案。在后續的實驗教學環節中，教師要引導學生認真分析實驗步驟，結合所學知識提出實驗假設，并通過實際操作驗證假設，同時要為學生提供充足的自主思考和探究空間，以此培養他們的探究精神。

（三）設計穿插引導性問題，培養學生探索意識和操作能力

在高中物理實驗教學過程中，一些學生在實驗操作或實驗方案設計方面存在一些問題。對此，教師應進行適當的指導，讓學生進行調整，并在實驗探究的過程中結合實際情況為學生設計引導性問題，讓學生進行深入思考和探究。

一方面，教師應合理設計引導性問題，引導學生進行深入思考和探究，以此培養學生的思考意識和探究興趣。例如，在“探究滑動摩擦力的影響因素”的實驗教學中，教師可以提出如下問題：有哪些因素會影響滑動摩擦力？如何調整相關影響因素？滑動摩擦力在日常生活中有哪些表現？人們主要通過哪些方法改變滑動摩擦力？在這些問題的引導下，學生能進行深入的探究。另一方面，在學生進行探究性實驗操作時，教師要引導學生掌握正確的操作方法，不斷提升學生的實踐操作能力。在實驗教學中，教師可以通過多媒體設備展示實驗操作過程，使學生充分掌握操作步驟，了解相關的注意事項。例如，在“探究滑動摩擦力的影響因素”的實驗教學中，教師可以通過多媒體設備展示整個實驗過程，引導學生通過觀察了解正確的實驗操作步驟和方法。在這個過程中，教師要特別強調可能會導致誤差增大或減小的操作，并通過適當的提問引導學生進行深入思考和分析，幫助學生加深印象［4］。

（四）創設適當的物理情境，培養學生物理觀念

在高中物理實驗教學中，教師要注意為學生創設適當的物理情境，包括實驗示范、生活情境等物理客觀情境，以及認知沖突、問題情境等物理思維情境。具體來說，在實驗之前，教師需要結合學生學情和實驗探究內容來優化物理情境的創設，調動學生的學習興趣，引導學生細致觀察物理現象，讓學生學會運用物理知識解答問題，從而培養學生的物理觀念，促進他們的核心素養發展。

例如，在“自由落體運動”實驗教學中，教師可以引導學生以小組為單位設計“探究物體運動速度快慢”的實驗。在本次教學中，如果教師直接提供實驗器材讓學生利用相關器材探究落體運動，就可能導致學生忽視實際生活中普遍存在的落體運動，無法讓學生認識到物理學知識和生活實際的關聯，不能培養學生的物理觀念。為此，教師可以在開展實驗探究之前創設生活化情境，讓學生在網上搜集記錄生活場景的相關信息，如人們用“砸落”來描述下大雨的場景，用“飄落”來描述下雪的場景。通過信息收集，學生能認識到落體運動在日常生活中是普遍存在的，同時會產生疑惑：為什么這兩種落體運動有不同的描述詞匯？之后，通過思考和分析，學生能運用相應的物理學知識解釋這兩種落體運動的差異。此時，教師可以根據學生的分析，適時提出問題：為什么雨滴和雪花有不同的下落速度？它們的下落速度主要受到哪些因素影響？在相關問題的引導下，學生能結合物理學知識提出猜想，并設計具體的實驗來驗證猜想。在物理實驗教學中，教師通過創設適當的情境，可以引導學生結合生活現象，靈活運用物理學知識解決實際問題，從而培養學生的物理觀念和問題解決能力［5］。

（五）優化設計評價環節，培養學生批判性思維及自我認知能力

在高中物理實驗教學中，評價屬于關鍵環節，教師優化評價體系設計，能幫助學生總結和反思，讓學生及時了解自己在實驗設計以及實施中存在的問題與不足，明確改進方向，同時還可培養學生的批判性思維以及自我認知能力。

例如，在完成“探究加速度與力、質量的關系”的實驗教學后，教師可進行實時評價，引導學生積極總結實驗設計及操作過程。在教學評價環節，教師需要先為學生講解評價標準，引導其回顧組內實驗過程，著重分析實驗設計以及操作等環節中存在哪些問題，并和組內同學相互交流。在學生提交實驗總結后，教師應立足專業視角提出個人看法，多應用鼓勵性語言。此外，在教學評價中，教師還要指導學生認真填寫實驗報告單，教授學生正確的實驗報告單填寫方法，并在學生填寫結束后細致分析其報告單填寫情況，結合報告單對學生實驗學習情況進行評價，如果發現報告單存在問題，就要及時指導學生進行改正。

三、總結

在高中物理實驗教學中，相關教育者既要重視讓學生掌握豐富的實驗知識，深入理解實驗原理，又要采取有效策略培養學生的學科核心素養和多種能力，促進學生全面發展。相關教育者應根據物理學科核心素養的內容深挖實驗教學資源，優化物理實驗教學方案設計，充分發揮物理實驗教學的育人價值，使學生能通過實驗學習培養創新意識和科學思維，提高探究意識和實踐操作能力。

［參考文獻］

［1］阮柳暉.高中物理實驗教學有效性研究［J］.高考，2021（36）：46-48.

［2］李祺.多元智能理論在高中物理實驗教學中的應用［J］.數理天地（高中版），2023（2）：86-88.

［3］肖鴻煒，鄭衛峰.基于SOLO分類理論的高中物理實驗教學設計：以“用單擺測量重力加速度”為例［J］.湖南中學物理，2022，37（11）：60-62.

［4］馬琳.新課改背景下高中物理實驗教學策略［J］.數理化解題研究，2021（36）：68-69.

［5］彭大琴.高中物理實驗教學中STEM教育理念的應用［J］.高考，2022（34）：102-104.