核心素养背景下的高中物理实验教学改革

张伟

《全日制普通高中物理新课程标准》提出了培养学生在物理观念和应用、科学探究和交流、科学思维和创新、科学态度和责任这四个方面的核心素养。为了更好地落实高中物理核心素养，教师要以物理实验为载体，结合实验教学的先进理念，引导学生在实践和探究的活动中逐渐培养较高的物理综合能力。

一、创设实验情境，激发学生内在学习动力

教师直接进行实验教学，往往导致学生无法进入状态，在学习过程中容易产生疲倦感和乏味感，从而影响最终的课堂效果。物理实验课堂教学目标设计的目的是让学生获取并掌握物理知识，而实验情境作为实验教学的重要构成部分，是教学导入的具体表现形式之一。针对高中物理实验教学，教师创设适当的教学情境能够给学生呈现趣味性物理现象，引发学生对物理学习的兴趣，激发学生的内在学习动力，从而促使学生根据实验要求提出问题，做出规划，并运用所学知识解决实际问题。

以人教版高中物理必修二第七章第四课《分析小球落地的重力势能实验》为例，我借助多媒体信息技术创设实验情境。首先向学生介绍重力势能的概念、符号、表达式及其单位，引导学生思考它的实验原理。然后利用多媒体播放视频《高空抛物》以创设探究背景，学生快速进入了学习状态，通过观看视频对所要探究的实验进行了初步感知，激活了学生原有认知结构中关于做功的相关知识。最后，我引导学生对视频中的实验模块进行学习，包括规范实验步骤、记录实验现象等，同时利用现代信息技术对实验所得的数据进行分析、处理、验证假设等，最终形成对结论的解释。通过多媒体设备和网络资源为学生创设分析小球落地的重力势能的实验情境，以学生在日常生活中熟知的高空抛物为切入点，能激发学生的学习兴趣。

二、创新教学方式，增强实验趣味性

趣味性，即要求教师在实验教学过程中保证教学达到一定的趣味性，比如在教学方式的运用上首先要具有创新性和科学性。物理教学方法创新是一个开放、动态的过程，因此教师要通过创新的教学方式吸引学生的注意力，引起学生对实验教学的兴趣。太过单一化的教学方法往往导致学生无法进入状态，而趣味性的实验教学方法能够让学生克服在学习过程中形成的疲倦感和乏味感，从而产生卓有成效的课堂效果。

以人教版高中物理必修二第七章第六课《探究功与速度变化的关系》为例，我给学生提供了必要的实验装置、实验思想方法和数据处理方法，并组织学生分组讨论、发言，大致了解一下学生在课前对于实验预习的认知情况。对此，学生提出多种设计预案，包括课本方案、气垫导轨加数字毫秒计方案、铁架台打点计时器自由落体方案等，我抓住时机，带领学生操作“橡皮筋做功”的科学实验。为了提高实验操作的效率，我讓学生分组进行实验，最后整合实验成果以论证“功与速度的平方成正比”“平衡摩擦力过渡，则橡皮筋恢复原状后小车仍有加速度，相邻点间的距离越来越大”等结论。我发现学生在小组合作中表现出浓厚的学习兴趣，对探索功与速度变化的关系的知识产生了深入思考，可见小组合作学习教学方式的有效性。

三、优化课程资源，注重实验内容生活化

实验内容生活化是改变实验教学的关键因素，而高中物理课程标准强调要提高学生的物理核心素养，强调物理教学要注重与实际生活的联系，倡导学生要将所学知识应用到生活中。对于教材中所讲的知识，教师要放在一个完整的实验过程中进行全面、多角度的研究，因而，教师要着眼于优化课程资源，深入研究书本教材，挖掘出最能体现物理本质特征的案例，并联系生活实际，借助实验演示，将物理现象的变化过程更直观地呈现给学生。

以人教版高中物理必修二第七章第九课《验证机械能守恒定律》为例，我在实验前期提醒学生本实验属于验证性实验，要掌握实验步骤和细节、实验数据的归纳与分析，降低实验错误率，不仅要从教材中了解机械能守恒定律，而且要借助其他教学资源从更深的层面提升认知。同时，我没有生硬地对教材“惟命是从”，而是鼓励学生将实验与生活实际相结合，比如接通电源前，用手提升纸带至重锤靠近打点计时器处，这样可保证下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点，提高了实验结果的准确率。由于本节教材没有给出实验思路，因此我对学生的实验活动和表现性成果进行了评价，比如：该实验中不一定需要测量重物的质量，如果不测量物体的质量m，那么只需验证物体下落的高度与瞬时速度的关系就行了。正是由于物理实验与生活的紧密联系，才让学生在课后也可以进行实验，既锻炼了学生的应用能力，又提高了学生的实验兴趣。

四、构建多元化评价体系，巩固学生实验认知

传统的以笔试为主要形式的评价方法，其优势和问题同样突出。教师改进实验考评方式的目的是要充分发挥传统评测方法的优势，弥补其不足之处，切实增强评价的实效性，突出评价过程中学生的主体地位。建立多元化实验考评方式，不仅能够提高实验操作的考核力度，还有利于学生巩固基本知识，锻炼动手操作能力。

以人教版高中物理必修二教材第五章第三课《研究平抛运动》的实验教学为例，我先讲实验的原理、步骤、操作要点、注意事项并进行示范，之后学生进行实验操作的模仿，学生实验员在旁边进行观察和辅导，比如固定斜槽时，要保证斜槽末端切线呈水平，使小球能稳定地停在槽口附近；计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜，以便于测量和计算等。待学生实验结束后，我进行实验操作的抽查以保证学生实验员评价的质量。实验课后，学生对比以前的记录，进行反思，发现自己的进步和不足并记录下来，比如教材中的坐标原点选在槽口位置，实际上，坐标原点应为槽口末端上方的球的圆心处等。由此可见，多元化评价方式使学生真正变为评价的主体，教师起到指导作用，这样既巩固了学生的基本知识和技能，又提高了自我纠正的能力。

五、结语

综上所述，在物理实验教学中尤其强调学生在掌握技能的同时完成与所学知识的有效对接，因而教师需要结合高中物理的学科特点，对实验情境、教学方法、教学评价等方面进行全面改进，提出并实施重视情境创设、保证实验生活化、构建多元化评价体系等策略，进而增进实验效果的有效性。

（责编 杨 菲）