基于核心素养下高中物理实验创新能力培养的对策研究

摘 要：在素质教育的发展背景之下，各个学科都在进行教学策略的创新和教学方向的调整，核心素养也得到了深度的发展，教学工作者逐渐摒弃传统的教学思想，寻求更多实践创新的机会，促进学生的成绩进步和能力提升。就高中物理学科而言，该门学科对学生的实践能力和逻辑思维具有严格的要求，借助实验教学能够充分发挥理论价值，实现学以致用，培养其创新能力的不断提升。教师应该全面分析物理实验教学存在的问题，提出改革策略，实现教学发展。

关键词：核心素养;高中物理;创新能力;培养策略

高中时期的学生相比于其他时期，已经具备一定的主动学习意识，但是在巨大的学业压力下，还是易于产生畏难情绪，限制教学发展。物理学科强调理论与实践相结合，与生活有着紧密的联系，教师可以积极开展实验教学，帮助学生克服学习困难，激发他们的创新意识，满足核心素养的培养需求，实现教学进步。本文就核心素养下高中物理实验教学价值展开分析，就目前存在的教学问题深度探究，提出几点培养学生创新能力的途径，以供参阅。

一、核心素养下高中物理实验教学价值

物理核心素养主要是指在学习物理知识的过程中深挖学科内涵，不再将教学范围仅仅停留在表面，而是将物理知识内化为自身的创新能力，培养理性思维，构建学生与物理知识之间的紧密联系，使其在了解物理基本概念知识的同时深挖教学主旨，达到“知其然，并知其所以然”，感受到其中的学习价值，具备将理论知识转化为实践的能力，促进个人身心发展。首先，高中阶段的学生面临的各项学科任务较多，受到周围环境的影响，易于养成错误的习惯和行为，积累不具备参考价值的生活经验。基于核心素养背景下开展物理实验教学能够帮助学生透过现象看本质，了解物理的概念知识，并能将其应用于实际的操作过程中，树立正确的物理思想，不被外界环境所影响，形成良好的学习意识，在实验当中感受到物理知识的丰富多彩，改变以往的学科观点，在正确的探究方向上不断前进，为创新能力的发展打好基础。

其次，高中物理实验教学的开展能够激发学生的学习兴趣，以往的学科教学方式缺乏创新，大多数的时候学生都是在对概念知识死记硬背，借助实验教学，教师能够将更多物理现象直观地展示在学生面前，为其构建良好的知识场景，使得学科内容变得更加立体、具体、生动、形象，以此吸引学生主动参与其中，提升自身的核心素养。同时，高中物理实验教学的开展还能促进教师的教学水平提升，教师是课堂的管理者、引导者和实践者，他们的能力直接影响着学生的思维发展，积极开展物理实验使其对学科要求、学科结论和班级学情更加熟练掌握，从而合理安排实验计划，分配实验任务，将核心素养贯彻其中，为学生带来良好的学习体验，提升方案的实践价值[1]。

最后，高中实验教学的开展也促进了学生发散思维和解决问题能力的形成，这种方法打破了以往的教学局限，为其发展带来了更多的可能性，在自由、轻松的实验过程中能够消除学生的畏难情绪，使其带着探究、创新、合作的心态完成实验任务，挖掘自身潜在能力，提升个人的动手操作水平，更好地理解物理知识，促进教学发展。

二、高中物理实验教学存在的问题

基于核心素养背景下促进高中物理实验教学的途径多种多样，想要借助实验教学培养学生的创新能力，应该就目前实验存在的问题深度分析，提出针对性的解决方案，完善教学现状。

首先，教师对物理实验教学还没有保持高度重视，受到应试教育理念的影响，将更多的课堂时间放在理论知识讲解之上，强调公式定理、解题技巧和概念符号，这样的教学效果仅仅停留在表面，教学深度也较为浅显，学生学习到的仅仅是浅层次的学科内容，并不能做到学以致用。教师作为课堂方向的把控者，起到关键的作用，他们实验意识的缺乏也导致教学时间分配不够科学，只有增加实际操作的机会才能在反复实验的过程中感受到学科知识的趣味性，提升学习效率。

其次，实验教学的开展形式缺乏创新。受到实验器材、环境等条件的影响，很多学校开展实验教学的形式较为单一，仅仅是为了证明学科结论开展一系列的实验活动，以实验结果为导向，使得实验的过程缺乏真实性和参考价值。由于不同条件、不同器材等情况的影响，每次实验得到的数据和结果也存在差异，深化实验思想，创新实验方法才能带领其感受到不同的实验现象，培养他们的创新思维，促进逻辑思维能力发展和完善。

最后，实验教学的结果评价标准过于死板。经由以往的学习经验积累，生活环境差异和思维发展程度不同，每个学生的学科能力和操作水平也有所差异，依据千篇一律的结果标准评价他们的能力不具备实际的参考价值，使得优等生和后进生都无法清晰掌握自己的学科水平，逐渐失去探究的热情和方向，只有科学设定教学标准才能感知到他们的点滴进步，结合他们的不同表现及时调整实验方案，确保物理知识的学以致用，深化核心素养[2]。

三、高中物理实验创新能力的培养策略

（一）确定教学主体，合理制订教学方案

在以往的高中物理教学过程中，学生的主体地位并不明显，常常在教师的指引下被动完成学科任务，无法深刻感受到物理知识的丰富多彩，更影响了自身实践能力的提升，过于重视理论知识教学使得学生将更多的精力放在概念学习之上，缺乏实际操作的机会，影响着学科的方向和深度。因此，确定教学主体，合理制订教学方案是促进实验教学的关键。首先，教师应该明确学生的主体地位，不再将自身的教学经验作为唯一的教学参考依据，而是结合学科知识内容和不同年级学生的心理需求转变教学理念，强调实验教学的重要地位，积极拓展实验的范围，利用好课前预习和课后复习环节帮助大家更好地做好实验准备，巩固学科知识，使其明确学习方向，在課前预习时便将不理解的实验环节特殊标注，确保实际教学更加具备针对性，精准把握课堂探究的侧重点，以此提升教学效率[3]。

比如：在进行“匀变速直线运动的实验探究”的学习时，本节课的主要内容是带领学生理解加速度、位移、速度的相关概念，掌握有关匀变速直线运动的特点和规律，学会按照相关公式计算各个物理量。为了帮助学生更好地理解相关知识，培养他们的创新意识，教师可以利用课前预习环节引导大家提前了解实验步骤，简单掌握有关匀变速直线运动的探究要点，知道打点计时器的操作方法，以此确保实验的顺利进行，并且设计课后复习任务，进一步深化学生的知识记忆，感受到物理活动的趣味性。

（二）创建实验情境，促进探究能力提升

高中时期的学生正处于思想发展的关键阶段，尽管已经具备一定的主动学习意识，但是还是易于受到环境、压力等条件的影响，难以在整节课上保持高度集中的注意力，出现犯困、走神等行为，影响实验进度。千篇一律的实验步骤使得学生产生偷懒的心理，得到的实验结果也只限于表面，教师应该意识到创建实验情境的重要性，在教学过程中融入更多趣味元素，吸引大家主动参与其中，完成相关环节的操作和实践，这种利用他们对未知事物的好奇心理来创新的教学策略能够最大限度激发他们的探究热情，对于核心素养的培养具有一定的促进意义。随着时代的发展，信息技术得到了广泛的应用，针对一些操作起来较为困难的物理实验，教师可以借助信息技术创建实验情境，消除他们的畏难情绪，科普知识的探究背景，满足他们的探究欲望，使其带着对知识的好奇和实践的心理走进课堂，促进核心素养和创新能力的深度贯彻[4]。

比如：在进行“力与运动”的相关知识学习时，本章节的主要内容是带领学生学习牛顿第一定律、第二定律和第三定律的内容和条件，通过相关的实验操作进一步理解力学概念，从而解释生活现象，实现学以致用。以牛顿第三定律为例，为了促使大家体会作用力与反作用力，区分相互作用力和平衡力，由于教学目标具有一定的难度，教师可以首先創设实验情境，开展“与牛顿的跨时空对话”，将定律的探究过程贯彻其中，感受到力与运动的奇妙，从而借助“酒精火箭演示实验”等环节体会到牛顿第三定律的概念，更好地理解生活现象，通过思考“火箭为什么转动起来？”激发个人创新意识，不断深化创新思想，提升实验教学价值[5]。

（三）丰富教学内容，积极开展团体合作

基于核心素养背景下开展物理实验教学还需要注意的是学生差异性对教学效果的影响。以往的实验环节中教师的实验标准千篇一律，忽视了学生的能力差异，使用同样的标准指引其完成实验并不具备针对性，教师需要意识到生活环境、知识储备和思维发展等情况对高中生的能力影响，不断丰富教学内容，积极开展团体合作，制订个性化的实验标准，从而缩短学生之间的能力差异，使得每个学生都能对自己的物理水平有清晰的认知，知道接下来的实践方向，更好地完成实验教学发展[6]。

比如：在进行“能量守恒定律”的知识学习时，本节课的主要内容是带领学生了解能量守恒定律相关细节，知道能量的转化对能量总量的影响，结合机械能和内能的概念更好地树立物理思维，深化学科素养。为了减少学生的差异性影响，教师可以在实验环节将其依据不同的学科能力强弱结合，根据能量守恒定律相关实验要求设计不同的操作任务，分别操作打点计时器、安装铁架台、记录数据结果等，通过打点计时器各点到0点的距离计算相应的势能，进一步验证能量守恒定律，学生在相互学习的过程中也完善了个人的思维和创新能力，大胆提出更多验证方法，加强知识记忆和理解。

（四）重视核心概念，不断提升教学水平

教师与学生同为教学主体，且在课堂当中承担着引导者的角色，更应该注意的是提升个人的教学水平，为高中生带来更好的学习体验。枯燥乏味的课堂不仅限制了教学发展，也使得学生逐渐丧失探究的欲望和热情，因此教师应该重视核心概念，学习先进的思想和策略，积极创新教学模式，以此培养学生的创新能力，提升物理实验的开展价值。

比如：教师可以借助先进的网络技术搜索优秀教学课堂，进行教学经验的分享和教学问题的分析，构建物理互动平台，拉近师生之间的距离，列举更多生活中应用物理知识的实际案例，以此激发大家的创新思维，实践出更多有趣的物理发明，达到实验教学的真正目的[7]。

结束语

基于核心素养下高中物理实验培养学生创新能力具有多种实践途径，良好的物理思维和创新意识使得学生更好地应对今后的发展和挑战，因此，教师应该意识到实验教学的重要性，结合素质教育的发展需求创新教学策略，为学生带来良好的学习体验，促进其身心健康发展和高中物理教学事业的不断前进。

参考文献

[1]周建良.高中物理教学中创新实验的设计与实践[J].第二课堂（D），2020（12）：66-67.

[2]李肖杰.高中物理实验教学中培养学生创新能力的探索[J].中学理科园地，2020，16（6）：58-59.

[3]高祥.运用创新实验提高高中物理复习有效性[J].吉林教育，2020（36）：50-51.

[4]邵晓丹.新课程下的高中物理实验创新教学策略探讨[J].考试周刊，2020（A1）：127-128.

[5]黄悦.基于核心素养的高中物理实验教学的创新与实践[J].科学咨询（教育科研），2020（11）：250.

[6]侯建华.谈高中物理实验教学中学生创新思维的培养[J].学周刊，2020（33）：151-152.

[7]刘海城.浅谈在高中物理教学中开展创新实验的策略[J].天天爱科学（教学研究），2020（11）：124.

作者简介：徐志刚（1967—），男，汉族，福建德化人，本科，高级教师。研究方向：高中物理教学。

本文为课题“STEM教育视野下的物理创新实验课程设计与实践研究”（课题编号：2020XB1284）研究成果。

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