学生核心素养在高中物理实验教学中的培养探析

付青明

(重庆市第四十二中学校 400013)

现阶段，随着高中物理课程改革以及社会对综合型人才的重视，教师们逐渐尝试从物理实验方面尝试培养学生的核心素养.而对于高中物理实验教学来说，其内核与外延都极其深刻——“实验教学不但要求学生对物理问题进行假设与猜想，还应按照这种假设设计实验，并在完成实验后就实验过程和结果展开讨论与反思”.高中物理实验教学这一过程，不但能够提升学生的物理观念、科学思维，还能在实验操作中提高学生的探究能力和科学审慎态度.可以说，高中实验教学对学生核心素养的培养，有利于打破传统教学中物理知识与实践脱节的窘境，而这对于提高物理教学质量、培养全方面人才极其重要.

一、高中生物理学科核心素养概述

学生核心素养，即学生在成长过程中应具有的适宜终身学习和工作的知识、能力与态度.物理学科核心素养，即基于物理学科属性的、学生应具备的关键素质，包括四个部分：物理观念、科学思维、实验探究能力、科学态度.

1.物理观念

作为自然学科，物理学体现了人对自然世界属性的抽象理解，并在探究自然过程中形成了人对物理学发展基本规律的认知，如运动观念、能量观念等.高中生经过初中和高中对物理知识的学习，应该具有基础物理观念.

2.科学思维

科学思维包括内容较多，如科学建模、大胆求证、怀疑和创新等.高中生在学习物理时要始终持有怀疑的科学思维.学生通过对问题的客观分析，寻找问题并解决问题，进而预判问题的走向，并从定性和定量二个维度，在一系列怀疑和逻辑推演中获取求证结果.

3.实验探究能力

实验探究能力，是学生基于实验提出问题、利用猜想和假设得到信息，利用证据最终获得结果并阐释结果，进而对实验总流程沟通、评价、反馈、阐释等能力.

4.科学态度

科学态度即学生保持揭露事物本质的心理状态.通过高中物理学习，学生应充分认知物理学科本质，能够在与其他人的合作与交往中遵循物理学规律，提出自身的看法；遵循物理学基本价值观，处理好物理和其它学科关系，促进个人与社会、与自然的良性发展.

二、物理实验中培养高中生核心素养的具体策略

1.通过开发实验器材培养学生物理观念

生活中有很多原材料可用以实验器材开发.这些原材料不仅价格低廉、具有较强的开发性，而且开发原材料也能使学生进一步理解物理观念与自然世界之间的关系，对于拓展学生对物质观念、能量观念等认知非常有帮助.通过开发生活原材料，高中生应能够利用物理实验阐释周围世界发生的种种物理现象，深入探究自然现象、自然规律，把握事物的复杂性，并具有科学的唯物主义观.

例如，在学习《生活中的静电》时，教师可使用塑料瓶、旧笔芯、铜丝、感应起电机、打火机、蚊香片、小沙桶制作“静电除尘器”.制作过程首先把螺丝放置于塑料瓶底(负极)，让铜丝穿过笔芯(正极)，沙桶放在塑料瓶内，把瓶盖盖上，固定塑料瓶，连电.然后把蚊香片点燃放在沙桶里，当蚊香烟尘充满瓶身时，打开电机，可看到烟尘迅速消除.通过这个实验，学生可快速了解静电除尘时正负极电离子的相互作用，进一步形成对物理观念的认知.

2.在实验问题提出过程中培养学生科学思维

科学思维不仅指高中生在看待某一问题时能够多角度、多方位探析，而且也指高中生对待这个问题时能够建构科学怀疑思维.物理实验过程恰恰是学生建构科学思维的过程，在物理实验中，教师可一步步引导学生对实验现象进行分析，并在这一过程中锻造学生推理、假设能力.

例如，在“测量伏特表的内阻”实验课上，教师引导学生操作实验时应一步步打开学生的思维并提出问题，比如“伏特表内部构造情况如何？”、“测量伏特表内阻时是否可以利用伏安法？”等等.通过对这些问题的探究，可以在实验过程中进一步培养学生发现问题、解决问题的能力，并能够有效锻炼学生的科学思维.

3.在实验操作过程中培养学生实验探究能力

实验探究能力，要求培养学生发现、分析以及解决问题的能力.而通过高中物理实验操作这一过程，学生能够在周围生活发现大量物理学问题，并针对这些问题提出实验探究具体方案，教师可引导学生通过搜集信息发现问题，并引导学生对这些问题有效分析和处理，最后对物理学得出的结果进行反思和评价.

例如，在“电阻消耗的电功率与该电阻的阻值关系”实验中，教师可给学生下发“实验过程(表格)”，引导学生结合实验步骤进行操作.而在实践操作中，学生极有可能发生各种问题，如短路、断路、电功率值测试错误等，而这些失误正是实验中学生应该解决的问题.在解决这些问题时，学生思维会迅速扩散，这驱使学生进一步分析这些问题，而在这一过程中学生也能提升自身探究能力.

4.通过创新实验培养学生的科学态度

创新实验，即对教材中一些演示性较差、过于抽象的实验进行创新.通过创新实验，可以进一步激发学生学习物理的热情，并在这种热情中培养学生与他人合作、沟通的能力以及严谨的科学态度.

例如，在学习力学和电学中有很多较难的实验，这些实验尽管已经得到了物理学史的求证，但学生很难理解，比如伽利略实验、楞次定律实验等等.针对这些实验，教师可协助学生改进这些实验，如模拟伽利略理想斜面实验、慢动作进行平抛运动实验，改进楞次定律实验等.这些创新实验可以充分展现科学的本质、科学伦理，而学生在创新实验操作中也能激发自己的求知欲和探索欲，能基于论证阐发自己的看法，不迷信权威，从而培养学生科学求证的态度.

学生核心素养培养，不仅关系着高中物理课堂教学效果，也关系着高中生本身的知识和能力提升.因此，高中物理教师必须在实验教学中不断调整自身实验方式，让学生在实验中真正提升自身物理观念，掌握科学的实验探索精神和责任态度，并最终成长为对社会有用的人才.