核心素養引領下高中物理實驗教學實施策略

摘 要：在新課程深入推進的社會背景下，核心素養的培養已成為當前教育領域的重要議題。高中物理教學作為培養學生科學素養與創新能力的重要陣地，其核心素養的培養是至關重要的。然而許多教師教學觀念落后且學生學習任務繁重，在高中物理實驗教學中總是很少有實驗與探究的機會，從而導致學生很難深刻理解實驗中的物理現象與原理，給學生學習能力與核心素養的發展帶來一定的限制。教師在此背景下，應注重樹立新的教學觀念，合理選擇實驗教學的方法，促進學生實驗能力與核心素養不斷提升。本文簡述高中物理教學中應當培養的核心素養要素，并針對《摩擦力》這一課時內容提出高中物理實驗教學實踐的要點與具體策略，以此來推動學生核心素養的全面提升。

關鍵詞：高中物理教學；實驗教學；核心素養；摩擦力；策略探究

核心素養教育理念是在傳統教育理念上發展而成的，要求教師在教學實踐中不僅要關注學生理論成績，還需要在教學活動中關注學生各方面能力與學科核心素養的提升。高中物理實驗教學內容具有較強的實踐性特點，教師在核心素養引領下應注重針對實驗教學進行創新設計，引導學生積極主動參與自主學習與探究，促使學生在思考與質疑中逐步加深自身對于物理知識的理解，有效培養學習自主性及獨立性。在實驗教學實踐中，教師需要根據教學內容與學生心理需求有針對性地采取實驗教學方法，從多個角度出發為學生學科核心素養的培養創造條件。

一、高中物理教學中應當培養的核心素養要素

（一）物理觀念與邏輯思維

物理觀念是學生對于物理世界的基本認知以及理解，其中主要包括物質、運動、能量、相互作用等核心概念。在高中物理這一學科的教學中，教師應注重通過生動、形象的實驗來幫助學生建立起正確的物理觀念，使其真正做到學會運用物理的眼光來看待世界。邏輯思維是學生物理知識學習的重要工具，要求學生能夠運用推理、歸納以及演繹等方式對物理現象進行理性分析。學生通過解決物理問題能夠有效鍛煉自身邏輯思維能力，從紛繁復雜的物理現象中提煉出本質規律，加強學生對物理知識的理解與掌握，并逐步提升自身實際問題解決能力。

（二）科學探究與實驗能力

科學探究是學生物理知識學習的重要工具，強調教師在教學實踐中引導學生主動參與、動手實踐，通過觀察、實驗及測量等方法來探索物理世界的奧秘。即教師在物理教學中需要鼓勵學生積極主動地參與科學探究，培養其提出問題、設計實驗收集數據以及分析結論等各方面能力。實驗能力是學生展開科學探究的基礎，要求學生可以正確使用實驗器材、準確記錄實驗數據，并且能夠根據實驗的現象與數據來獲得最終的結論。學生通過積極參與科學探究與實踐活動能夠加深對物理現象的理解，同時鍛煉自身動手能力及創新精神。

（三）科學思維與問題解決

科學思維是物理知識學習的核心要求，學生能夠運用物理知識和方法對物理問題進行理性分析及解決。在高中物理這一學科的教學過程中，教師應注重采取有效途徑培養學生科學思維能力，其中主要包括批判性思維、創造性思維及系統性思維

等[1]。批判性思維要求學生可以獨立思考與探究，對所學的內容進行質疑與反思；創造性思維則鼓勵學生針對問題提出新的想法以及問題解決方案；系統性思維主要要求學生可以從整體出發，以此來把握物理問題的本質及規律。科學思維的培養往往能夠幫助學生更好地理解和解決物理問題，同時增強自身創新意識以及實踐能力。

（四）科學態度與社會責任

科學態度是學生物理知識學習的重要支撐，要求學生對科學始終保持敬畏之心，尊重科學事實、追求科學真理。教師在教學實踐中應通過生動、形象的案例與實例來引導學生形成正確的科學態度，培養其尊重科學、熱愛科學的情感。社會責任是學生物理知識學習的重要目標之一，要求學生在學習中真正做到能夠關注社會環境，用物理知識來進行實際問題的分析以及解決。通過培養學生科學態度與社會責任能夠逐漸形成正確的價值觀及人生觀，為學生未來知識的學習與發展打下堅實基礎。

二、核心素養引領下高中物理實驗教學實施的要點

（一）強化實驗設計與創新能力培養

在核心素養引領下，高中物理實驗教學的實施應注重強化實驗設計與創新能力的培養。在設計實驗時要注重突出實驗設計的科學性及可操作性，同時要鼓勵學生積極主動地參與實驗操作的具體過程，引領其學會如何根據實驗目的與原理選擇合適的實驗器材、設計科學合理的實驗步驟等。教師在實驗過程中需要鼓勵學生對實驗方案進行改進和創新，進一步激發其創新思維與問題解決能力。

（二）培養實驗觀察與數據分析能力

核心素養要求高中物理實驗教學要注重培養學生實驗觀察與數據分析能力。教師在實驗教學中需要指導學生仔細觀察實驗現象，學會捕捉實驗中的一些關鍵信息并準確記錄實驗數據。為了實現數據分析能力的培養，教師應注重引導學生運用圖表以及圖像等工具對實驗數據進行整理和分析，幫助學生從數據中提煉出物理規律與結論，此外引導學生通過對比實驗與控制變量等方法深入探究實驗現象背后的物理原理。

（三）融合理論知識學習與實踐操作

核心素養強調理論知識與實踐操作的密切結合。要求教師在高中物理實驗教學中能夠真正做到將理論知識與實踐操作有機結合，讓學生在實驗操作的過程中鞏固和深化自身對理論知識的理解。所以教師在教學實踐中可以設計一系列與理論知識密切相關的實驗項目，讓學生在實驗過程中運用所學知識解決實際問題。同時還可以引導其通過實驗操作來驗證和拓展理論知識，以此來實現創新精神與實踐能力的培養。在實驗結束后組織學生進行實驗總結與反思，以此來幫助學生將實驗操作過程中所總結的經驗與教訓轉化為寶貴的知識財富。

三、核心素養引領下高中物理實驗教學實施的策略

（一）深入挖掘教材內容，強化實踐應用設計

高中物理實驗教學的實施能夠引領學生將所學的物理知識用于實踐之中，學生通過大量的實踐操作不僅能夠鞏固教材中的理論知識，還可以將原本抽象、復雜的物理概念以生動形象的方式呈現，從而大大降低學生知識學習和理解的難度。為了促使學生積極主動參與實踐操作，逐步增強其應用意識，教師可注重深入挖掘教材內容，巧妙引入生活化內容，引領學生清晰認識到物理知識的實際應用價值。

以《摩擦力》為例，教師首先可以為學生呈現一些實際生活中常見的物品，例如帶有花紋的車胎以及鞋底，并引導學生仔細觀察這些花紋的設計。教師隨后結合這一現象提問：大家認為這些花紋在實際應用過程中起到了怎樣的作用？這一問題的設計能夠迅速吸引學生的好奇心及求知欲，引導其積極主動思考摩擦力與花紋設計之間所存在的關系[2]。教師接下來可在此基礎上進一步引導學生開展“探究摩擦力的影響因素”這一實驗活動，在實驗開始之前需要要求學生分享自己的觀點及猜測，如：摩擦力可能與接觸面的粗糙程度、壓力大小等因素有關。

（二）構建多元實驗平臺，注重學生實踐研究

對于高中生來說，在物理實驗教學中通過對物理知識與原理進行親身實踐，往往能夠幫助學生獲得更加深刻的理解與認知。為了確保每一位學生都能夠全面理解并掌握教材中的重難點知識，教師在核心素養的引領下需要積極構建多元化的實驗平臺，為學生提供良好的實踐環境。創新實驗不僅有助于培養學生形成良好的動手操作能力，還能夠激發其思維活力，實現思維的發散與拓展，為學好物理知識打下堅實基礎。

以《摩擦力》為例，教師在講解完相關的物理知識以及原理后，為了幫助學生鞏固自身對于物理知識的理解，并培養其形成良好的實驗操作能力，教師可以結合教學內容專門設計一個實驗平臺。教師在此平臺中需要為學生提供豐富的實驗器材，例如乒乓球、籃球、木板、斜面、彈簧秤以及用于測量摩擦系數的專用設備等，以此來確保實驗活動順利實施。教師在課堂上可以先為學生呈現一個相對簡單的物理實驗，例如：用手輕輕觸碰放置在木板上的乒乓球，觀察其運動軌跡的變化。并在條件不變的情況下，用籃球代替乒乓球進行同樣的實驗，并要求學生仔細觀察兩者的運行結果有何不同。教師接下來應當注重引導學生分析物體質量與加速度之間所存在的關系，并在此基礎上鼓勵學生積極提出自己的假設，有的學生會假設：加速度與質量成正比，即加速度越大、質量就越大。為了驗證這一假設，教師可以指導學生設計并進行實驗操作，在實驗過程中需要測量不同質量的物體在相同條件下沿斜面下滑時的加速度，并記錄相關的數據[3]。學生在實驗操作的過程中可能會發現存在摩擦力的問題，而這會影響實驗結果的準確性。教師此時便可以引導學生思考如何消除或者減小摩擦力對于實驗的影響，并鼓勵學生提出自己的解決方案。學生通過這樣的實驗過程不僅能夠更加深入地理解并掌握摩擦力的概念和影響因素，還能夠在實踐操作中鍛煉自身動手能力及問題解決能力，顯著提升學生學習質量與效率。

（三）實施合作學習模式，培養學生綜合能力

為了更有效地實現學生學科核心素養培養的教學目標，教師在高中物理實驗課堂上需要積極主動引入小組合作學習的方法。這一方法的落實不僅能夠為學生提供一個相互交流與討論的平臺，還有助于促使其在合作中互相幫助、共同進步，從而真正達到啟發思維、提升實驗參與度的教學目的，并為學生今后物理知識的學習與個人發展帶來積極的促進作用。

以《摩擦力》為例，為了確保小組合作學習的質量與效率，教師需要綜合考慮學生的能力與水平，以此來實現學生之間的優勢互補。教師在分組完成后需要為各個小組的學生布置具體的實驗任務，并鼓勵學生積極動手、集思廣益，共同解決實驗操作過程中遇到的各項問題。就比方說對于基礎相對薄弱的學生，可以要求其主動參與記錄實驗數據、觀察實驗現象的工作，例如在不同材質表面拖動同一物體時摩擦力的變化等；而對于成績較好的學生，則可以讓其帶領全組學生一同完成實驗方案的設計，包括如何改變實驗條件來觀察摩擦力的變化，以及如何準確測量物體的摩擦力等[4]。教師在學生實驗操作過程中需要密切關注各個小組的合作情況，并及時給予必要的指導和幫助，就比方說在發現基礎較差的學生在操作過程中遇到問題時，教師應當注重鼓勵其向小組內的其他學生求助，這樣不僅可以及時解決學習中存在的各種問題，還可以進一步增強其團隊合作意識。還可以適時提出問題來引導學生展開深層次的思考與探究，例如：為什么在不同的材質上摩擦力會發生變化呢？摩擦力對于物體運動有哪些具體的影響？等。學生通過小組合作學習的形式還能夠在實驗操作中獲得更多的啟示與收獲，就比方說可以認識到摩擦力對于物體運動的影響、學會如何準確測量摩擦力等，并幫助學生在實驗操作中逐漸形成嚴謹的科學態度，真正達到核心素養培養的課堂教學目標。

（四）激發自主探究熱情，拓寬學生物理思維

教師在課前準備階段應注重深入考量學生知識基礎、學習能力及興趣點，精心設計適合學生自主學習與探究的實驗教學內容。在課堂教學中需要為學生提供充足的時間以及空間展開思考與探索，引導學生全面融入實驗教學活動，通過發現問題、分析實驗流程以及得出實驗結果的具體過程，來逐步深化學生對于物理知識的理解與掌握，并培養其形成良好的物理思維。

以《摩擦力》為例，摩擦力是高中物理教學中的一個重要概念，涉及力、運動與能量等多個方面的物理要素，是學生理解物體運動規律的重要基礎。在實驗教學中可以通過設計一系列與摩擦力相關的實驗來激發學生自主探究熱情，并引導其主動探究摩擦力的性質和影響因素。在物理實驗教學中可以設計一系列與摩擦力相關的實驗，并引導學生通過觀察、測量、分析和推理自主探究摩擦力的性質和影響因素。例如：可以準備不同材質的接觸面，以及不同質量和形狀的小車或滑板，要求學生以小組的形式進行實驗操作。學生在實驗室需要測量并記錄小車在不同材質接觸面上滑動時的摩擦力大小，以及小車在不同質量及速度下的運動情況等[5]。在實驗進行的同時，教師可注重鼓勵學生提出問題、猜想假設，并設計實驗方案來進行驗證，為什么小車在玻璃面上滑動時的摩擦力較小，而在橡膠面上滑動時的摩擦力較大？如果增加小車的質量，摩擦力會發生怎樣的變化？如果改變小車的初速度，摩擦力又會有何不同？等。學生通過上述的問題可以更加深入理解摩擦力的概念與性質，同時鍛煉自身物理思維能力。在實驗操作結束之后，可以組織學生進行討論與總結，分享各自的實驗數據以及發現。通過對比不同小組的實驗結果，能夠進一步認識到摩擦力與接觸面材質、物體質量及運動速度等因素之間存在密切關聯，更為重要的是在實驗操作的過程中可以培養其觀察、測量、分析與推理等科學方法與素養，為今后的學習生活打下堅實基礎。

結束語

綜上所述，實驗教學是高中物理教學中必不可少的一部分，對于學生核心素養的培養具有積極的促進作用。教師在核心素養背景下應注重充分發揮自身引導作用，根據所學內容與學生具體學習情況合理設計物理實驗教學策略，并在教學實踐中注重培養學生科學探究及科學思維能力，助力其獲得全方面發展。

參考文獻

[1]陸英.基于實驗的高中物理教學：以“摩擦力”教學為例[J].高中數理化，2021（20）：38-39.

[2]任厚寶.基于核心素養的高中物理實驗教學設計與思考[J].考試周刊，2020（A5）：131-132.

[3]谷玉娟.高中物理分組實驗教學“四要”“四不要”[J].高中數理化，2020（S1）：54.

[4]黃彬.新高考改革背景下薄弱高中物理實驗教學研究[D].杭州：杭州師范大學，2019.

[5]馮春海，王立峰.高中物理實驗教學方式的改進：“個性化實驗”方案的設計與實施[J].中學物理，2019，37（3）：33-34.