核心素養視角下高中物理實驗教學策略研討

【摘要】在新課改教育背景下，如何培養學生學科核心素養成為各階段教師們思考的主要問題，強調教師應優化各項教學環節設計，激發學生對知識內容的創造性認知，切實增強其自主學習意識.實驗是物理教學的重要組成部分，也是培養學生核心素養的重要渠道，應引導學生有針對性地進行物理實驗探究，使學生體會到物理原理、概念和各元素的魅力.本文從利用演示實驗、組織生活實驗、鼓勵自主實驗等五個角度，對核心素養下高中物理實驗教學進行分析.

【關鍵詞】核心素養；高中物理；實驗教學

與高中階段其他教育科目不同，物理是對自然現象與運動規律進行探究的課程，屬于實驗性教育科目，學生需要在無數次的實驗中驗證物理原理，得出對應的結論和建立認真積極的態度，從而真正掌握物理學習的本質.雖然其是高中階段的基礎性課程，但部分學生學習效率較低，認為物理學習難度較大，不愿意主動參與課堂學習活動中.主要原因是物理知識點較為抽象，對學生思維的靈活性與邏輯性要求較高.因此，教師應以核心素養為指引優化物理實驗教學設計，立足長期性視角審視教學過程，給予學生更多動手實踐和觀察分析的機會，有效豐富物理實驗課程的組織形式，在知識遷移中形成良好的學習觀念.

1 核心素養視角下高中物理實驗教學的意義

1.1 有利于提升學生綜合學習能力

在核心素養教育理念的指引下，教師會立足教材知識不斷創新物理實驗教學形式，引入更多可操作性強的小實驗，有助于創設開放性的物理學習情境，幫助學生建立對物理實驗知識更直觀的認識，對培養學生物理綜合學習能力有積極意義.物理綜合學習能力具體是指對基礎知識的掌握、素養發展與實驗探索的能力.在核心素養引導下的高中物理實驗教學中，教師會充分了解學生的興趣點，采用更加豐富化和趣味化的方式吸引學生參與物理實驗探究，能深入理解抽象化的物理知識，還能給予學生更多親身參與的機會，助力物理觀念、科學思維與責任態度的有效發展，推動學生實踐操作能力的提升.這有助于彰顯物理課程的實用性教育價值，使學生對物理實驗的求知欲和好奇心得到充分滿足，是提升課程教學質量的有效方法.

1.2 有利于推動教師教學的合理創新

在傳統高中物理實驗教學中，出于教學安全性與合理利用時間的考量，通常由教師獨自完成實驗演示，學生只能通過觀察與對比了解實驗原理，其物理思維難以得到有效發展和延伸，物理學習體驗過于單一化.加之新課改教育政策的落實和應用，培育學生核心素養逐漸成為教育教學的主題，使傳統模式化、單一化的教學方式無法適應當前社會的發展要求.而在核心素養視角下組織高中物理實驗教學，有利于推動物理教學改革與創新的速度，是順應教育形勢變化的必然選擇.通過深入解讀物理核心素養的內涵，能為教師調整教育觀念、更新教學方法提供正確的方向指引，有助于實現物理教學效率和質量的全面提升，也能促使教師依據學生學情、自身教育經驗和教學形式變化做出準確判斷，選擇更加合理的教學方式.

2 核心素養視角下高中物理實驗教學的策略

2.1 利用演示實驗，強化學生思維能力

演示實驗是實驗教學的常用方法，學生由于學習經驗和思維發展的限制，對物理實驗的認知相對不足，采用演示實驗的方式能幫助學生準確掌握實驗步驟，提升實踐操作的正確性，有助于減少實驗失敗的可能，對發散和活躍學生科學思維也有積極作用.因此，在核心素養視角下開展高中物理實驗教學的過程中，教師應科學組織演示實驗活動，引導學生認真觀察、思考和對比演示實驗的現象，從多維度分析其隱含的知識原理，為學生進行自主實驗提供有效啟發.既能提升物理實驗教學效率，又能完善學生物理知識結構［1］.對此教師需深入探究物理演示實驗的功能與作用，不斷創新演示形式和演示內容，推動核心素養教學目標的達成.

例如 以人教版高二選擇性必修第一冊“實驗：用雙縫干涉測量光的波長”為例，本課主要了解光波產生穩定的干涉現象的條件，細致觀察干涉圖樣和掌握其測量原理，對比白光與單色光的雙縫干涉圖樣，學會測定單色光的波長，逐步樹立科學嚴謹的物理學習態度.在實際教學中，為增強學生參與物理實驗探究的興趣，教師應利用大屏幕展示現實生活中光的波長現象，如燈光投射、車燈照射的光等.并組織“雙縫干涉”的物理實驗活動，由教師先演示雙縫干涉實驗的步驟和方法，要求學生做好觀察記錄，隨后再鼓勵其自行實驗，據此提問“判斷波長大小需要測量哪些量？”“更換不同顏色的濾光片進行實驗，干涉條紋間的距離會發生哪些變化？”引導學生逐步分析利用雙縫干涉完成物理實驗的有效方法，在教師層層遞進的演示與引導中提升學生學習積極性，增加相關物理知識的積累.

2.2 組織生活實驗，深化學生物理觀念

要想提升物理教學質量，應確保物理實驗課堂與新課改的教育要求相符合，強調教師需積極轉變自身教育觀念，增加對物理實驗教學的關注度，提升教學指導的針對性，從而強化學生參與實驗探究的熱情.而且物理知識大多來源于對生活經驗的總結，與現實生活之間關聯密切［2］.但由于物理知識抽象性較強，對學生邏輯化思維的發展有較高要求，使部分學生難以深入體會物理學習的本質，出現注意力轉移和學習興趣下降的問題.因此，為應對這一實際教學問題，在核心素養下開展高中物理實驗教學的過程中，教師應全面分析物理知識與現實生活之間的關系，激發學生運用已有生活經驗理解物理知識，培育其正確的物理觀念.有助于在感受物理課程實用價值的同時，形成主動探究的學習欲望和熱情.

例如 以人教版高二選擇性必修第二冊“利用傳感器制作簡單的自動控制裝置”為例，本課應了解傳感器在實際生活中的應用，概括傳感器在不同電路中的功能，分析門窗防盜裝置的工作原理，嘗試定量計算光控電路實驗中的數據信息.在實際教學中，為幫助學生深入理解傳感器運行與利用的方法，教師應向其講解應用于現實生活中的現代科技產物，如防盜門窗、紫外線傳感器和光感傳感器等.引導學生思考不同傳感器的運行原理和電路分布方式，拿出實物鼓勵學生探索和嘗試，培養其樂于思考和勤于動手的良好學習態度.隨后應指導學生在課堂中建構簡易的門窗防盜報警裝置，引導其利用干簧管作為傳感器控制的開關，幫助其深刻體會傳感器的作用原理.在親身體驗中形成深刻認知，逐步發展物理核心素養.

2.3 鼓勵自主實驗，加深實驗學習理解

綜合分析不同實驗教學方式可以發現，演示實驗的主要目的是給予學生提示和啟發，使其能在觀察實驗現象中發現問題，再依據實驗原理和結果進行思考分析，對提升學生物理思維的發散度和邏輯性有積極意義.但高中物理課堂教學時間有限，如果將大部分時間用于演示實驗，學生很少有機會親自動手，對物理現象的理解深度有限［3］.因此，在核心素養視角下開展高中物理實驗教學的過程中，教師應科學使用不同教學方法，鼓勵學生自主完成實驗探究，引導其從中總結物理現象和提煉知識概念，給予其充足的操作和實踐時間.教師則需仔細觀察和記錄學生實驗過程，保障物理實驗的安全性，避免學生出現操作失誤的問題.同時，幫助學生總結實驗操作經驗，與其一同分析成功或失敗的原因，助力其物理觀念和思維能力的發展.

例如 以人教版高二選擇性必修第二冊“法拉第電磁感應定律”為例，本課主要了解感應電動勢的含義，準確劃分磁通量、磁通量的變化量與變化率，深入理解法拉第電磁感應定律的內容與表達式，分析電動勢的大小與磁通量快慢之間的關系.在實際教學中，教師應組織“探究電磁感應現象”的實驗活動，為學生提供小燈泡、線圈等實驗材料，由教師先講述實驗原理和法拉第電磁感應定律的內容，再鼓勵學生自主完成實驗.引導學生將線圈連接在小燈泡上并放置在電磁爐上，通過觀察燈泡的發光情況進行實驗，鼓勵其自主歸納電流產生的條件和與電磁反應之間的因果關系.合理發揮教師引導者的職責，不斷增強學生參與物理實驗的主動性，使其能以積極向上的態度應對實驗問題，加深對實驗原理的印象.

2.4 利用仿真實驗，改進實驗教學效果

信息技術是科學技術創新發展的時代產物，能創新知識內容的呈現方式，拉近物理實驗教學與時代之間的距離，可以用模擬演示的方式豐富實驗教學形式.而且教師演示實驗與學生自主實驗，都受外部環境、實驗設備和材料等因素的影響，容易出現實驗結果錯誤或數據信息不穩定的情況，需要利用融洽和諧的教學環境有效培養學生素養能力［4］.因此，在核心素養視角下開展高中物理實驗教學的過程中，教師應借助多媒體技術組織物理實驗，將實驗過程以直觀化、形象化的方式呈現，引導學生在仿真實驗中理解物理定律，降低各類因素對實驗效果的影響.這不僅能改進物理實驗教學效果，還能有效吸引學生注意力，促進其觀察與實踐能力的發展.

例如 以人教版高二選擇性必修第一冊“實驗：驗證動量守恒定律”為例，本課應了解動量守恒定律的內涵，掌握利用物理量代替的方法完成實驗探究，深入理解平拋運動的規律和本質，分析兩個物體碰撞前后的速度的測量方法.在實際教學中，教師可以充分利用信息技術的優勢輔助物理實驗教學的順利實施，先借助多媒體展示物體碰撞實驗的視頻，講述具體的實驗原理，給予學生一定空間進行自主操作，運用仿真實驗的方式加深學生對動量守恒定律的認識.而且多媒體技術的應用也能減輕教師教學負擔，幫助學生了解碰撞實驗的完整步驟，有助于培養科學的物理思維，為其參與實踐提供更多幫助.

2.5 設計探索實驗，提升合作分析能力

通過總結以往物理實驗教學經驗可以發現，教師只有讓學生親身體驗到實驗探究的過程，對其進行科學化指導，才能激發其主動探究欲望，促使學生在觀察中理解物理實驗的本質.因此，在核心素養視角下開展高中物理實驗教學的過程中，教師應用探索性實驗代替驗證性實驗，摒棄傳統教育模式下教師做、學生看的教學模式，引導學生運用理論知識解決實際問題，充分發揮其主觀能動性，提升參與實驗學習的熱情.

例如 以人教版高二選擇性必修第一冊“實驗：用單擺測量重力加速度”為例，本課主要了解重力加速度的物理意義，學會對實驗結果進行數據處理，準確分析實驗誤差和出現誤差的原因.在實際教學中，教師應要求學生事先準備細繩、小球等實驗材料，組織探究性實驗，并適時向學生提出問題，避免出現死記硬背實驗原理的現象，全面發展學生實踐創新意識.

3 結語

綜上所述，在核心素養視角下開展高中物理實驗教學，有利于提升學生物理學習水平，增長其實踐動手能力與學習耐心，使物理教學過程更加豐富，確保學生參與物理知識形成的全過程.因此，教師應不斷調整物理實驗教學方式，在主動探究中形成對物理知識的創造性認知與判斷，真正實現核心素養教育目標，推動物理課程教育模式的優化升級.

參考文獻：

［1］張小帥.小教具大道理物理實驗自制教具的應用——以“大氣壓強”實驗為例［J］.廣西物理，2023，44（04）：97-99.

［2］李茹新，陳曉陸，皮永旺.指向深度學習的高中物理實驗教學——以有趣的硬幣碰撞為例［J］.物理教師，2023，44（11）：29-32.

［3］吳志山.基于項目式學習的高中物理實驗探究教學——以“用發光二極管制作電源指示燈”為例［J］.物理教師，2023，44（11）：57-60.

［4］王劍.高效信息化課堂在高中物理實驗教學中的應用［J］.中國現代教育裝備，2023（20）：70-72.