基于核心素養的高中物理電學實驗課堂完善策略

□福建省南平市政和縣第一中學 劉聲根

物理學是一門實驗性的學科，其與人們的日常生活聯系十分緊密。核心素養視域下，教育部門要求教師發展學生的物理核心素養，創新教學理念和教學方式，融入教育信息化2.0 時代，加強對信息技術的應用。因此，本文立足核心素養培養要求，針對高中物理電學實驗課堂完善策略展開討論，分析高中物理電學實驗課堂教學現狀等內容，希望可以給高中物理教師提供一定的借鑒價值。

物理學科素養側重對學生進行物理基本觀念教育，使其掌握科學探究方法，形成良好科學思維和正確科學態度，發展學生的合作與探究科學精神等。可見高中物理教學工作的重要性。為了推動學生物理核心素養的形成，教師要立足核心素養，以電學實驗為教學案例，采用多樣化的教學措施，助力高中物理教學工作實現創新發展。

一、高中物理電學實驗課堂教學現狀

（一）學生實驗基礎薄弱

學生是參與物理實驗活動的重要組成部分，學生的基礎直接影響著物理實驗教學的有效性。但是通過對當前高中學生進行分析可以發現，部分高中學生在物理實驗中表現出實驗基礎薄弱的問題，如缺乏對實驗的了解，難以正確掌握實驗操作的步驟，甚至在實驗操作中表現出一定的被動性。同時，學生在實驗操作中很難主動地發現問題，主要依靠教師提出問題一起去解決，阻礙了學生的發展。核心素養視域下，教師需要關注學生的物理基礎情況，加強訓練，幫助學生掌握更多物理知識。

（二）實驗器材不足

實驗是物理教學的重要方式，學生能夠在實驗中掌握物理原理、驗證實驗結論，實現深度學習。然而，物理實驗教學需要眾多儀器和設備的支持，但是目前部分高中學校針對物理學科的實驗器材較少，導致學生無法借助實驗器材完成相應的物理實驗，影響了物理實驗教學的有效性。

（三）缺乏對實驗教學的認知

意識指導行為，教學理念會影響教學方式的選擇，在高中物理教學中，部分教師沒有認識到實驗教學對學生核心素養發展所起到的積極作用，認為開展實驗教學只會耽誤學生的時間，降低學習效率，所以在課堂中往往會采用演示的方式講解知識，不利于學生理解物理原理。同時，也有部分物理教師單純地利用多媒體教學設備展示實驗操作的過程，學生缺乏動手操作的機會，降低了學生參與實驗學習的積極性。

二、基于核心素養的高中物理電學實驗課堂實踐

（一）立足教材，加強對電學實驗內容的整理

教材是教師開展實驗教學的重要材料，核心素養視域下，教師只有立足教材，從教材出發，加強對電學實驗內容的研究和整理，才能夠為后續的實驗設計，以及促進學生物理核心素養的形成和發展做好充足的準備。

1.梳理教材內容。

教師要從高中物理教材中找出與電學相關的物理實驗，在此基礎上將實驗進行分類，并找出電學實驗的相同點和不同點。落實到具體教學活動中，教師可以從簡單的電表構造、原理，即從電流計改裝到電流表、電壓表再到多用電表；從伏安法測電阻，過渡到其他方法測電阻，分析滑動變阻器兩種接法及選擇。對實驗室現有的滑動變阻器進行實驗操作；各種電表的讀數、分類列表這些方面入手，梳理高中物理階段關于電學實驗的相關操作。

2.建立思維導圖。

當前，高中物理電學實驗主要包括描繪小電珠的伏安特性曲線、測定金屬的電阻率、把電流表改裝成電壓表、測定電源的電動勢和內阻以及用多用電表探測黑箱內的電學元件。每個實驗都對學生提出了較高的實驗要求，為此，教師可以加強對思維導圖的應用，為學生梳理實驗注意事項以及關鍵內容，以幫助學生系統地學習物理實驗內容，這也能夠體現出高中物理教學的邏輯性和嚴謹性。

（二）加強對NOBOOK 虛擬仿真軟件的應用

人工智能時代背景下，越來越多的仿真軟件和技術開始在電學實驗教學中進行應用。其中，NOBOOK虛擬仿真軟件是物理電學實驗中應用十分廣泛的技術，教師可以充分利用NOBOOK 虛擬仿真軟件的優勢，提高電學實驗教學水平。

以“測定電源的電動勢和內阻”教學為例，本次實驗的目的是讓學生根據實驗要求正確地選擇實驗器材和電路，能夠熟練地測定電源電動勢和內阻，發展學生的科學探究精神，并促進學生動手實踐能力的發展。在進行本節課的實驗教學中，教師可以利用NOBOOK 虛擬仿真軟件展開實驗操作教學。

首先，教師可以利用NOBOOK 虛擬仿真軟件錄制測定電源電動勢和內阻實驗的操作步驟。具體如下：第一步，確定電流表、電壓表的量程，按照教材所示電路將器材連接好。第二步，把電阻器的滑動片移到最右端。第三步，閉合電鍵，調節變阻器，使電流表有明顯示數，記錄一組電流表和電壓表的示數，用同樣方法測量并記錄幾組ι、U 值。第四步，斷開電鍵，整理好器材。第五步，數據處理。用原理中的方法計算或在U—ι 圖中找到E、r。教師利用NOBOOK 虛擬仿真軟件直觀地呈現實驗步驟，能夠幫助學生建立對本次實驗過程的全面了解，實現系統化學習。

其次，充分利用NOBOOK 虛擬仿真軟件的實驗器材。NOBOOK 虛擬仿真軟件中包含著眾多的實驗器材，有基本器材和高級器材，可滿足不同程度的用戶做實驗的要求，無論是初中的基本串并聯電路實驗，還是高中階段的歐姆定律、伏安法測電阻、滑動變阻器的分壓或限流實驗、半偏法測電流電壓等，都有相應的器械來完成實驗。在本次實驗操作中，教師則可以利用NOBOOK 虛擬仿真軟件，為此次實驗提供被測電池（干電池）、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵以及導線。

最后，做好學生NOBOOK 虛擬仿真軟件的實驗操作指導。教師可以為學生講解NOBOOK 虛擬仿真軟件的操作方法，并引導學生注冊NOBOOK 虛擬仿真軟件賬號，自主登錄該軟件進行實驗操作。在這期間，教師還要及時關注學生在應用NOBOOK 虛擬仿真軟件中存在的問題，幫助學生及時解決實驗難題，為順利地進行實驗操作提供保障。

（三）加強對多媒體教學設備的應用

伴隨著社會的發展，我國開始進入信息化時代，現代化的教學設備也如同雨后春筍般發展起來。在高中物理電學實驗教學中，教師可以融入信息時代，加強對現代化教學設備的應用，為學生呈現更加直觀的教學內容，讓學生重新定義實驗學習活動。

以“練習使用多用電表”實驗為例，本節課主要教學目標是讓學生會用多用電表測電壓、電流以及電阻，會用多用電表測量二極管的正反向電阻，通過系列實驗操作，幫助學生形成嚴格謹慎的學習態度，發展學生的動手操作能力。

在明確教學目標后，首先，教師可以利用多媒體設備呈現這些內容。在課堂導入環節，教師利用多媒體為學生展示多用電表的圖片，并在圖片中進行批注，讓學生了解多用電表的基本構成、功能和作用。

其次，教師借助多媒體為學生展示多用電表的使用步驟，如如何測量小燈泡的電壓、如何測量通過小燈泡的電流以及如何測量電阻等，以直觀化的呈現，幫助學生感受到電學實驗的趣味性。

最后，教師要做好學生評價工作。多媒體教學設備在電學實驗操作中的應用，激發了學生對物理實驗的學習興趣，但是學生在實驗學習中不可避免地存在一些問題，如被教師呈現的多媒體內容轉移注意力，降低實驗學習的效率等。所以，教師要加強對學生的評價，關注學生的課堂參與程度，在此基礎上為每一個學生進行系統性打分，幫助學生認識不足，及時調整學習方式，掌握更加完善高效的學習策略。

三、基于核心素養的高中物理電學實驗課堂完善策略

（一）夯實學生實驗基礎

學生實驗基礎知識的掌握對整個電學實驗課堂的完善具有重要的影響，核心素養視域下，針對部分學生實驗基礎不扎實的問題，教師應該加強學生教育工作，幫助學生筑牢實驗基礎。

以“描繪小燈泡的伏安特性曲線”教學為例，這是高中物理實驗教學中十分重要的一個實驗，在此次實驗操作中，學生需要掌握非常多的實驗核心知識點。因此，教師要針對學生在物理實驗知識點方面的不足，為其講解關鍵的知識。比如，在實驗教學之前，教師可以為學生講解滑動變阻器的應用原理和使用方法，分析此次實驗的原理，并為學生講解實驗操作步驟和過程，尤其是對需要注意的事項作出科學的解釋和分析，促使高中學生知其然也知其所以然，幫助學生在實驗之前已經做好充足的準備，能夠游刃有余地利用已經具備的物理知識進行實驗的操作。除此之外，學生也應該樹立終身學習的理念，在日常生活中，通過多種途徑了解與高中物理實驗操作相關的知識，如請教教師、利用計算機查閱相關資料等，這些都是十分有益的學習方式。

（二）加大實驗器材投入

實驗器材是保障學生能夠有序開展電學實驗的物質基礎，當前高中物理實驗器材不足的問題應該引起高中學校管理者的高度重視，加大在該方面的投入。

首先，學校要做好高中物理實驗器材的了解和分析，明確不同年級、不同課程中對實驗器材的基本需求，掌握學生使用實驗器材的數量和情況，并在此基礎上建立實驗器材檔案，為后續進行實驗器材的引進創造條件。

其次，加大在實驗器材方面的資金投入。比如，教育部門、財政部門以及學校可以聯合開展實驗器材招標工作，提高對招標企業的要求并增加預算，為高中學校提供質量更加有保障的實驗設備和儀器，為學生開展安全實驗操作保駕護航。

最后，加強數字化實驗室建設。高中學校數字化電學實驗室可以引入新型器材，如教師演示臺、教師椅、教師主控電源、智慧納米黑板、ops 電腦、高拍儀、錄播主機、錄播拾音器等，基于新型教學軟件搭建教學管理平臺，為更好地進行新型的物理教學做好硬件準備。

（三）轉變對實驗教學的認知

核心素養視域下，實驗成為物理教學中應用最為廣泛的方式，教師需要從理念方面進行轉變，認識到實驗教學的重要性，并將實驗教學在物理學科中進行落實。

首先，加強宣傳工作。學校可以將實驗教學融入校園文化中，以校園文化引領教師實現教學理念的轉變，逐漸形成物理實驗教學的意識。同時，學校也可以加強對現代化信息傳播媒介的應用，利用微信、抖音等向廣大物理教師宣傳開展物理實驗教學的重要性和可行性，促使教師在環境和氛圍中發生教學理念的轉變。

其次，組織開展教育工作。學校可以就物理實驗教學組織教師進行專題培訓，從實驗教育的重要意義、教師自身實驗操作與教學能力提升、實驗教學研究與設計、實驗創新能力培養、新技術的利用等維度闡釋高中物理實驗研究方面的思想精華，以高中物理實驗教學中的諸多生動案例介紹實驗教學中的理論成果。學校組織開展實驗教學專題培訓活動，能夠豐富教師的知識儲備，加深教師對實驗教學的認識，進而提升教師的實驗教學水平。

最后，做好教師績效考核。績效考核是學校對教師進行的一種管理，績效考核與教師的生活水平以及幸福感相掛鉤。在新時期，學校可以將實驗教學水平作為物理教師日常績效考核評價的重要方面，以起到增強教師實驗教學觀念的作用。

轉變教師的實驗教學認識是一個漫長的過程，學校需要將這項工作作為長期性的任務來抓，循序漸進、逐步滲透。

四、結語

綜上所述，伴隨著智能時代的到來，信息技術成為改善人們學習和生活方式的重要工具。物理學科作為基礎性學科，與生活的聯系更是十分密切，實驗是物理教學中普遍應用的方式，教師可以將信息技術與以電學實驗為代表的實驗教學結合起來，充分發揮信息技術在實驗教學方面的作用，推動我國實驗教學的發展。相信在不久的將來，高中物理實驗教學將會在信息技術的作用下朝著更加科學化和規范化的方向發展，學生的物理核心素養也會得到長遠發展。