优化“实验与探究”，突显核心素养

核心素养下的物理课堂教学除了传授物理基础理论知识，还需要培养学生适应终身发展和社会发展所必备的核心能力。高中物理大部分的课程都开设有实验与探究的教学环节。实验探究作为一种发现式学习，对学生核心素养的培养有很好的促进作用。那么，基于核心素养和教材如何优化设计实验与探究并实施物理教学呢？

一、进行趣味性的物理实验设计，培养学生的科学思维素养

科学思维在物理学中指的是学生通过对学科内容以及思想内容进行研究，从而形成的一种思维方式。因此，在高中物理学科中，教师需要重点培养学生的科学思维。教师在课堂教学过程中，利用物理学科当中多样化的物理实验现象，从而使学生养成创新意识。与此同时，教师在课堂教学过程中，将物理知识与学生的实际学习情况以及个性化的学习特点、学习角度相结合，对物理实验进行创新与设计，以此增强物理实验的有趣味性以及奇特性，有效提高教学效果。除此之外，利用丰富的物理实验现象可以使学生深入理解物理学的思维方式以及科学思想，从而促使学生对物理知识的概念及其原理有更好的认知。因此，对物理实验进行趣味性设计，可以有效培养学生的发散性思维。另外，教师在进行趣味性实验的过程中，要引导学生自主参与到物理实验活动当中，从而有效激发学生的物理科学思维。在趣味性教学设计中需要注意的是，实验的趣味性并不是教学的最终目标，教学的目的是培养学生的实践操作能力。

二、引导学生自主设计物理实验，增强学生的求知欲望与探索素养

据相关调查可知，学生在进行自主实验设计的过程中，往往会存在大同小异的现象，其物理实验的整个操作流程以及得出的物理结论存在一致性。这种现象会严重消磨学生学习的自主性，且也不利于学生思维意识以及探究意识的培养。因此，为了改善这一问题，教师要发挥正确的引导作用，引导学生结合教材内容对物理实验进行科学的探究以及合理的实验猜想，使学生能够通过不同的物理实验研究方式对实验结果进行探究，培养学生解决问题的能力以及思维创新意识。另外，教师还可以引导学生撇开教材内容，对物理知识进行独立的思考，从而设计出物理方案，经过实验过程的验证，得出正确的物理实验结论。

在粤教版必修1探究“自由落体运动规律”中，引导学生根据伽利略推导自由落体运动规律的思路，分小组设计实验，测量相关数据，通过数据处理推断自由落体运动的规律和公式。有一小组利用手机的连拍功能(类似闪频照相)，经过图片处理，也能推算出来小球自由下落的运动规律。尽管实验设计有瑕疵，但经不断类似的训练，学生的思维能力、实验探究能力、动手能力等都得到了不同程度的提升。

三、联系生活拓展实验，有效提高学生动手能力

学生在课堂中所学习的物理知识很多都可以在现实生活中得到很好的体现与应用，因此教师可以组织学生开展课外实践活动。例如，可以组织学生进行一些简单的实验操作，以此促使学生养成在日常生活中利用物理实验解决问题的能力。组织课外物理实验，可以开拓学生的思维，以此有效提高学生的动手动脑以及实践操作能力，使学生深刻认识到物理学的魅力。

比如，讲授《摩擦力》一课时，可以设计学生探究活动，让学生课前利用生活中的常见物品，设计容易观测的观察摩擦力方向的小实验，课堂演示讲解。实验中学生非常活跃，有利用扫把的，有利用牙刷的，有利用粉笔刷的，五花八门，有非常明显的，有不容易观察的，但积极性都很高，都不妨碍学生的探究热情。

四、制造知识认知冲突，培养学生的科学态度与不懈探究精神

科学的不懈探究精神主要指的是在科学探究的过程中，本着对科学负责任的态度对物理问题进行深入的研究。因此，教师在教学过程中，不要只局限于教材上的物理理论知识，而应当将物理原理的研究与发展过程更加直观地展现给学生。所以，教师在进行物理实验的过程中可以为学生制造合理的认知冲突，在实验操作中激发学生的创新意识，从而使学生的科学态度富有严谨性。

比如，笔者针对粤教版3-2 第一章第二节《产生感应电流的条件》设计了两个探究实验，实验1是初中接触过的“导体切割磁场产生感应电流”，实验2是“条形磁铁穿插螺线管产生感应电流”。对实验1加多一个对比，用整个小线框切割磁场，没有产生交流。通过一系列的对比实验，与初中接受的产生感应电流的条件产生一定的差异与冲突，这样可以使学生掌握更科学严密的物理知识理论表述，培养学生实事求是的科学态度，增强学生的社会责任感。

总之，教育教学不能急功近利，科学实验探究不是一两次作秀，学科素养的培养也不是一蹴而就，需要在教学中不断渗透。这就需要教师要以培养学生的核心素养为导向，对教学内容精心设计，把新课标的教学目标渗透到教学中去。