核心素養背景下的高中物理實驗教學思考

核心素養背景下，高中物理教師需更加重視實驗教學的設計與實施，重視學生在實驗操作中的主體地位，讓他們動手、動腦，鍛煉實踐能力、思維能力和學習能力，這是物理學科核心素養對實驗教學的培養要求。然而，就現實情況來看，當前物理實驗教學仍存在一些問題，比如實驗教學理念和方式落后，缺乏創新意識、缺少對學生的引導，導致學生實驗興趣不足、缺乏實操機會，實操能力有待提高。為改善上述問題，本文將有針對性地探究物理實驗策略，給學生提供更加豐富多元的實驗路徑和活動。

一、核心素養背景下高中物理實驗教學的培養目標

在核心素養背景下，高中物理實驗教學的培養目標需要緊密圍繞物理學科核心素養的四個維度：物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任，并結合實驗教學的特點進行設計，以促進學生核心素養的全面提升。

第一，教師可以通過實驗教學幫助學生建立物理概念與規律的本質認知，理解物理現象與理論的聯系。比如讓學生觀察實驗現象，形成對力、能量、運動、電磁等核心物理概念的直觀認知。第二，教師可以通過實驗教學提升學生的邏輯推理、模型建構、質疑創新等思維能力，發展科學思維，培養理性分析能力。比如，引導學生將實際問題簡化為物理模型，培養模型建構能力。第三，教師可以通過實驗教學使學生掌握科學探究的基本方法，培養獨立解決實際問題的能力。第四，教師可以通過實驗教學使學生養成嚴謹、合作、創新的科學態度，增強社會責任感[。簡言之，新時期背景下，物理實驗教學已逐漸成為培養學生核心素養的實踐載體，助力學生從“知識接受者”向“科學探究者”轉變。

二、現階段高中物理實驗教學存在的問題

（一）實驗教學理念和方式落后

盡管學校、教師及學生已逐漸認識到物理實驗教學的重要性，提高了對實驗教學的重視程度。但受傳統教學思維和模式的影響，目前的物理實驗教學理念和方式仍稍顯落后，缺乏創新。

第一，重實驗結論，輕實驗過程。高考物理僅以書面形式考查學生對實驗結論及相關操作的掌握程度，這一導向使得教師在實驗教學時更加重視結論的呈現，而忽視學生是否真正掌握了實驗步驟、理解了實驗原理，導致學生實驗思維固化。第二，多以驗證性實驗為主，忽略學生的探究性學習。在實踐過程中，多數實驗仍采用“教師演示一學生模仿”的傳統模式，實驗內容局限于教材規定的驗證性實驗（如牛頓定律驗證、歐姆定律驗證等），學生被動重復既定步驟，缺乏對實驗設計、變量控制的思考，不利于學生創新思維的培養。第三，技術手段、實驗方式單一。許多學校實驗設備更新緩慢，數字化傳感器、虛擬仿真技術（如VR、AR）等現代工具應用不足，學生接觸的仍是傳統機械儀器，與當前科技發展脫節；并且實驗設計缺乏與實際生活的聯系，難以有效激發學生的物理興趣和科學探究熱情。對此，高中物理教師應加快轉變實驗教學觀念，借助多種手段、技術創新實驗教學方式。

（二）缺少對學生的引導

在核心素養視角下，教師對學生的引導越來越重要，能夠激發學生實驗興趣，幫助他們明確探究方向，少走彎路、錯路，但在實際的物理實驗課堂中，教師缺乏對學生的引導，教師主導過度，導致學生自主性受限[2]。

例如，在“測重力加速度”實驗中，教師常直接提供詳細步驟、數據記錄表格甚至預期結果，學生只需“按方抓藥”，直接告知學生使用單擺公式，而非引導學生探索不同測量方法的優劣。其次，問題引導不足，未能引導學生深入思考。較少通過開放式問題（如“如何減小誤差？”“如果更換材料會怎樣？”）引導學生深入分析，實驗討論多停留在“數據是否準確”，缺乏對實驗設計合理性、多變量控制的批判性思考。對此，高中物理教師應加強對學生的引導，設計思考問題，在必要時為學生提供深度思考建議。

（三）學生缺乏實操機會

在傳統物理實驗教學模式下，學生真正參與實踐的機會并不多，多數學生缺乏實操機會，動手能力不足，難以將理論知識與實驗操作有機融合。大班額教學背景下，學生只能以小組形式（4一6人）共用一套設備，多數人僅能旁觀或參與部分操作，獨立實踐機會有限，部分學生參與感較低。受課堂教學時間的限制，教師常以視頻播放或示范展示的形式開展實驗教學，學生缺乏自主發揮的空間，實驗操作能力難以得到有效提升。對此，高中物理教師應積極創新實驗教學模式，尊重學生自主權，給予學生更多實踐操作的機會。

三、核心素養背景下高中物理實驗教學的優化策略

（一）設計趣味實驗，激發學生實驗興趣

核心素養背景下，高中物理實驗活動應更具趣味性，以此激發學生的物理實驗興趣。為此，高中物理教師應積極創新實驗形式，將激發學生物理實驗熱情作為教學創新點，圍繞高中學生的認知水平和興趣愛好設計趣味實驗，引導學生以飽滿的實驗熱情完成一系列實驗操作。在設計開展趣味物理實驗時，教師應注意以下兩點：首先，緊密圍繞課程內容，設計與教材重點內容相關的趣味實驗；其次，密切關注本班學生的實際需求，設計合理的趣味實驗，指導學生順利完成實驗任務。

例如，在“彈力”的實驗教學中，為幫助學生有效掌握高中物理體系中的彈力知識，教師應圍繞課程內容、針對學生需求設計富有趣味性的實驗內容和活動。比如，圍繞“如何放大微小形變”設計“觀察桌面微小形變”的實驗，指導學生運用日常生活中常見的折疊鏡，將折疊鏡作為兩個平面鏡，不斷調整兩個鏡面的傾斜角度，通過增減書本來調整平面鏡的高度，通過使用紅色激光筆來確定激光點的位置，直觀感受位置移動下產生的微小形變，讓學生意識到即使是肉眼無法觀察到的微小形變也存在彈力，加深學生對彈力的認識[3]。又如，在“向心力”的實驗教學中，為直觀顯示向心力大小隨轉速的動態變化，教師可設計實驗活動—“彈簧的‘伸縮舞’”，準備輕質彈簧（如圓珠筆內彈簧）、小重物（橡皮）、細繩、透明膠帶，將彈簧一端固定重物，另一端系在繩子上，讓學生手握繩子旋轉重物，使其在水平面做圓周運動，逐漸加速，觀察彈簧拉伸長度的變化，并與轉速關聯。通過這樣一個趣味小實驗，學生發現轉速越大，彈簧拉伸越長。

（二）依托專題實驗，豐富學生實驗經驗

核心素養背景下，高中物理教師不僅應該關注學生的知識掌握情況，更應關注學生實驗能力的培養。然而在實操過程中，教師往往會發現不少學生缺少對日常生活的觀察以及物理實驗經驗，難以自主完成實驗操作。對此，教師可以依托專題實驗，圍繞某一物理大概念，以專題形式設計各種實驗活動，拓寬實驗教學內容，以豐富學生的實驗經驗為主要目標，使之具備較強的實驗能力，能靈活處理實驗過程中出現的各種問題。

例如，在“牛頓運動定律的應用”的實驗教學中，教師應遵循由簡到繁的專題實驗原則，引導學生逐步積累實驗經驗。圍繞這一專題設計“慣性挑戰”實驗，帶領學生直觀驗證牛頓第一定律，準備硬紙片、玻璃杯、硬幣（或小鋼球）等實驗器材，設置基礎實驗：讓學生將硬紙片平放在玻璃杯口，硬幣置于紙片中央，隨后快速水平彈走紙片，觀察到硬幣因慣性落入杯中；進階挑戰：疊加多個硬幣或使用不同質量的物體（如橡皮擦），對比紙片抽出時的物體運動差異。在實驗過程中，引導學生思考為何硬幣會垂直下落而非隨紙片飛出？若緩慢拉動紙片，結果又會如何？促使學生深入分析，不斷探究，增強對慣性定律，也就是牛頓第一定律的理解。同時，讓學生在輕松、自由的實驗氛圍中不斷豐富自身的物理實驗經驗，提高實驗能力[4]。

（三）創設游戲情境，引導學生積極參與

在物理學科核心素養培養要求下，物理觀念是學生學習物理的基礎，具備良好物理觀念的學生更易掌握物理實驗的技巧。因此，在高中物理實驗教學中，教師可采用情境教學法，利用學生喜聞樂見的素材創設游戲情境，引導學生積極參與，激發學生的學習內驅力，讓他們經歷觀察、概括、分析信息等過程，以便在實驗探究過程中提升物理觀念素養。在情境創設過程中，教師應善于利用各種工具、手段和技術，比如使用生活中的器材、利用多媒體技術，讓物理實驗貼近學生生活，富有趣味性和參與性。

以“摩擦力”的實驗教學為例，播放運動員冰壺比賽視頻，創設游戲情境，設計“冰壺挑戰賽”實驗，引導學生探究不同材料對滑動摩擦力的影響。選用生活中常見的小木塊、塑料盒代替冰壺，提供多種表面材質不同的材料，如木板、毛巾、砂紙、塑料膜，以及彈簧秤、卷尺。讓學生在桌面上鋪設不同材質的平面，將“冰壺”從同一高度輕推，觀察其滑動距離，記錄數據，或者，用彈簧秤水平勻速拉動“冰壺”，測量不同表面的摩擦力大小。使學生明白滑動摩擦力與接觸面的粗糙度和壓力有關，鼓勵學生思考為什么冰壺比賽中運動員要擦冰？如何通過改變材料減少摩擦力？將物理知識與體育游戲相結合，幫助學生體會生活與物理知識的聯系，培養物理觀念。

又如，在“萬有引力定律”的實驗教學中，教師可利用多媒體技術來創設實驗情境，開展實驗教學。首先，圍繞課程內容，制作相關的實驗視頻和動畫，為學生呈現豐富多樣的教學內容，介紹實驗原理和實驗步驟，為接下來的實驗探究奠定基礎。隨后，借助虛擬現實技術創設實驗情境，將學生引入實驗操作，在虛擬環境中不斷調整實驗方案，優化實驗設計，以提高學生的實操能力。

（四）設置啟發式問題，引導學生思考實驗原理

在以核心素養為導向的高中物理實驗教學中，問題是驅動學生思考、發展其科學思維的有效手段。因此，在物理實驗教學實踐中，教師應扮演好引導者角色，圍繞相關物理實驗設置啟發式問題，引導學生深入探究，掌握其中蘊含的物理理論知識和實驗原理。在提問過程中，教師應注意問題的內容、提問的方式、提問的時間等細節，設計思考性問題，以充分發揮問題的效用[5]。

例如，在講解“運動的描述”這一內容時，教師需設計相關實驗，引導學生測量紙帶運動的平均速度和瞬時速度。在實驗探究前，提問學生：“在初中階段我們如何描述運動的快慢？”“如何理解平均速度和瞬時速度？”讓他們帶著問題探究，明確自己應該如何做實驗、如何根據實驗結果計算速度。通過問題驅動學生深入探究，幫助他們理解相關實驗內容，掌握本次實驗的基本原理。又如，在“摩擦力”的實驗教學中，教師可設置簡單的“摩擦力性質”探究實驗，讓學生把手張開放在桌面上，然后嘗試把手向前推，緊接著拋出問題：“在向前推的過程中是否感受到有力在阻礙手的前進？這是什么力呢？”使學生明白是滑動摩擦力在阻礙手的運動。隨后，改變實驗條件，讓學生在平滑的玻璃面上重復上述動作，思考滑動摩擦力的性質，使學生明白：當接觸面變得光滑時，手受到的滑動摩擦力將變小[6]

（五）開展小組合作實驗，提高學生協作能力

在物理實驗教學中，小組合作是一種常用策略，不僅能夠激發學生的實驗熱情，還能培養學生的協作能力，促進物理學科核心素養的形成與發展。為此，高中物理教師應積極開展小組合作實驗，組織小組活動，要求學生以小組為單位自主設計實驗方案，合理分配實驗任務，讓每位學生都有參與感，一同分析實驗流程、實驗注意事項和實驗現象，引導他們在合作中有效學習[7]。

例如，在“自由落體運動”的實驗教學中，教師可設置估算學生反應時間的合作實驗，要求學生以兩人為一小組，一名學生捏住直尺頂端，讓直尺做勻加速下落運動；另一學生把手張開，放在直尺的零刻度線附近，準備好抓住直尺，以此測量、估算對方的反應時間，培養學生的合作意識、合作能力。又如，在“光的折射”實驗教學中，引導學生以小組為單位探究折射定律，將白紙平鋪在桌面上，固定半圓形玻璃磚于紙面中央，用鉛筆描出輪廓，在玻璃磚一側標記入射點，并在空氣中插兩枚大頭針確定入射光線，讓小組成員擔任觀察員、測量員和記錄員，反復實驗，最后得出結論，使學生學會分工合作，培養科學探究素養。

結束語

綜上所述，在核心素養背景下，高中物理教師應更加重視實驗教學，基于核心素養對物理實驗教學提出的要求，針對實驗教學的問題，尋找多種有效策略，借助趣味實驗、專題實驗、游戲實驗、問題驅動等方式，有效激發學生的實驗熱情，幫助他們牢固掌握物理理論知識，鍛煉實驗能力，提升物理核心素養。

參考文獻

[1]張廣濤.高中物理實驗教學的優化策略探究J].高考，2025(9):117-119.

[2]沈懷俠.核心素養背景下對高中物理教學的思考[J].數理天地(高中版)，2025(6):143-145.

[3]易杰.核心素養導向下的高中物理實驗教學策略研究[].基礎教育論壇，2025(5):83-85.

[4]李偉.核心素養視角下高中物理實驗教學策略[J].高考，2025(7):104-106.

[5]黃榮愉.核心素養下高中物理實驗教學探究J].試題與研究，2025(5):1-3.

[6]晏鵬.核心素養視角下高中物理實驗教學優化策略[J].教育，2025(4):70-72.

[7]白武.基于核心素養的高中物理實驗教學的創新與實踐研究Ⅲ].甘肅教育研究，2025(1):75-78.