试析高中物理实验教学中学生物理核心素养的培养策略

卢万昌

摘 要：《普通高中物理课程标准》中将物理实验教学定义为基础自然科学，其教学方向是研究物质的基本结构、普遍现象、相互作用关系、常规运动规律、以及针对预期实验现象所采取的实验方法和思考方式。但是由于传统物理实验教学中存在主观认知不足、教学体验度低、实验现象模糊等情况，以至于针对学生的核心素的养培养效果欠佳。

关键词：物理实验教学 核心素养 培养策略

一、高中学生物理知识体系的核心素养重点

培养高中生物理知识体系的核心素养尤为重要，其实验流程、实验内容、实验设备和方法的认知，皆为核心素养的培养重点。而学生是否掌握实验原理，了解实验现象的产生条件，并形成对于物理学科的思维意识，都是基于核心素养的重要体现。为了培养学生的核心素养，必须优化物理实验教学的方法，培养学生对于物理知识的兴趣，并认识物理学对科技进步积极影响。

二、当前高中物理实验教学中核心素养培养方向的误区

1.主观认知不足

物理知识体系本身是相对抽象的概念和理论，在现实生活中无法直接找到有利于直观表达实验现象的方法。以“摩擦力”物理教学为例，其单一力度的计算或者方向阐述相对模糊，而且在九年义务教育中学生对于摩擦力的主观认知已经形成，此时多数教师认为可以减少或取缔摩擦力实验教学内容。[1]

2.教学体验度低

物理实验课程中相关设备有限，是核心素养培养效力不足的客观限制。以“验证牛顿运动定律”的实验教学内容为例。所需要的必备实验设备包括：打点计时器、细线、小桶、砂、托盘天平、砝码、小车、垫木、附加定滑轮的木板、低压交流电源、以及导线和米尺等。虽然这些设备普通高中都以准备，但是数量并不充裕。每节课程只能由教师操作完成，而学生观察记录。而这样的教学模式，并无法让学生产生较高的体验度。单纯的记錄和观察也无法产生更高的实验兴趣，因此产生了阻碍核心素养发展的制约性。[2]

3.实验现象模糊

在高中物理实验教学中，部分实验课题呈现出较为模糊的实验现象，误导了学生的理解与认知。以“超重和失重”的物理实验现象为例，其教学实验内容设置存在实验现象模糊不清的情况，当学生进行实验后并未得到预期的实验结果时，容易对超重和失重概念混淆，误以为超重是重力增加后的结果，而失重是重力减少后产生是现象。也有部分学生出现过误以为失重是加速度方向必然向下的认知偏差。那么这样的实验教学内容并未完全揭示“超重和失重”的物理实验原理，从而对学生产生了误导，对于学生核心素养的培养产生严重阻碍。

三、基于核心素养的高中物理实验教学设计

1.针对所有教学科目开发适应度较高的小实验课题

由于目前尚无直接的实验设备可以直接测量或者描述摩擦力的具体方向，在高中物理实验课程中，教师误以为学生在之前的学习过程中已经掌握了此部分的知识点，也很少将“摩擦力”知识点部分作为实验教学重点。然而针对小实验课题开展，正视扎实学生核心素养基础的关键。为此，适当开展针对并未引起重视的实验内容进行优化，也是当前核心素养的关键培养环节。学生判断摩擦力的产生方向较为困难，通过以往教学经验发现，将毛刷或牙刷作为实验工具，可以根据毛的走向引导学生清楚认识滑动摩擦力方向，进而形成客观的实验认知。一方面，需要引导学生在平面上进行刷毛滑动，以平面不动而毛刷滑动方向为判断毛刷所受滑动摩擦力的具体方向。另一方面，可以适当进行反向操作或多方向实验操作，引导学生观察和分析实验规律，并精准判断滑动摩擦力的产生方向。这样一来，相当于将简单的物理现象具象化，更加有助于学生的理解与认知，进而为核心素养的培养奠定坚实的实践教学基础。

2.增强物理实验课程中教学关键环节的学生体验度

物理实验现象是引导学生认知物质相互作用关系的必要基础，其学生实验体验度越高，教学成效越为良好，而核心素养的实验教学基础条件越为突出。为此，重视并增强物理实验课程中教学关键环节的学生体验度，是培养学生核心素养的关键要务。以“力的平行四边形定则”的实验教学内容为例，以往教学环节中教师以自身实验成功率为教学评价标准，实质上忽略了学生个体在实验中的体验度问题。而实验中必须采用弹簧秤测拉力时，学生往往会出现操作拉力方向应与轴线方向并未一致，或者弹簧秤并未保持在零刻度等实验偏差。此时必须纠正学生的实验盲点，才能规避实验现象不清晰的问题。通过调整实验角度、精准测量实验结点位置和线方向、以及统一标度等操作，保证还原实验现象的客观条件，才能让学生产生更高的实验体验度，进而促进并支持核心素养的培养效果。

3.有效区分相似概念的对比实验教学方法开发策略

设计对比实验教学方法，是有效区分相似概念，规避学生产生认知偏差或逻辑混淆的关键。核心素养的培养，也是基于学生对于物理知识体系的理论基础，如果相关概念出现混淆，也容易造成教学成效偏低的不利局面。为此，本文结合多年教学经验，以“超重和失重”的物理实验现象为例，提供两种简单的实验操作流程解析。方案一：由学生手托一叠捆绑的书本，先引导学生感受书本对手造成的压力，再感受突然下降的压力，最后体验当突然停止时压力倍增的感觉。以快速下降和突然停止时作为解释“超重和失重”的现象，也更加具有说服力和体验感。方案二：用较大的螺帽在量筒里的水中下降来演示失重现象，并将其设置在平衡称中，依次设置连带性问题，如天平是否会平衡，如果失衡会向哪一侧倾斜。进而由学生的主观判断对比真实是实验结果，引导学生形成针对“超重和失重”物理实验现象的主观认知，才能真正培养学生对物理知识体系的客观认识，也是有效区分相似概念，培养学生核心素养的最佳效果。[3]

结语

虽然长期以来高中物理实验教学始终将学生的核心素养作为重要的培养方向，但是依然无法规避实验方法不足与实验设备匮乏的客观条件限制。因此，也逐渐形成了高中物理实验教学中核心素养培养方向的双向误区。为此，本文建议针对所有教学科目开发适应度较高的小实验课题，增强物理实验课程中教学关键环节的学生体验度，有效区分相似概念的对比实验教学方法开发策略。进而提升高中物理实验教学的呈现效果，为培养学生核心素养提供良好的教学环境与条件。

参考文献

[1]王蓓.创新静电演示实验 提高学生核心素养——以“静电现象的应用”教学为例[J].物理教学，2017，39（11）：23-25.

[2]郭传昌.以“超重和失重为例”谈核心素养导向下高中物理教学[J].中华少年，2017（32）：76.

[3]顾建新，陆振华.基于核心素养的高中物理翻转课堂教学案例研究——以“库仑定律”教学为例[J].物理之友，2017，33（10）：1-3+7.