以核心素养为导向的高中物理实验教学

梁胶华

摘 要：高中阶段是学生能力提升和与社会接触的关键时期，教师要在理顺学生发展规律以及具体状况的基础上，优化物理教学方式，提升其物理思维深度，逐步向核心素养的要求靠近。就目前综合性科学素养的培养情况来看，教师没能重视实验教学阶段，仅采用演示或者语言讲解的方式细化实验流程和步骤，对于学生技能掌握起到抑制的作用。本文将以此为背景，研究以核心素养为导向的高中物理实验教学的提升策略。

关键词：核心素养;高中物理;实验教学

引言：随着技术的不断发展，高中教学呈现出盘一派喜人的景象，为提升学生能力，教师在开展教学活动的过程中逐渐引入先进的技术和模式增加关于核心素养方面的内容，保证课堂效率的基础上，完善实验流程，丰富教学内容，使得物理思维在动手操作间逐渐形成。

一、目前高中物理实验教学在核心素养渗透方面的基本情况

（一）意识方面

教师受到高中教学压力的影响，更为注重将课堂时间留给知识点细化和夯实的活动，认为物理实验的开展需要耗费大量的时间，对于知识理论掌握是种浪费，因而表现出不重视实验和降低实验开展频率的现实情形。一些教师没能深度研究核心素养指导下，物理教学与传统教学之间的差别，仍然沿用过去依靠文字和物理语言演示的方式，学生仅能够了解到物理实验的基本流程，却难以细化实验流程对于此理论探究的重要性，对接课程开展的现实作用。

（二）实验设计方面

一些教师虽然已经认识到过去教学方式的弊端，从意识上转而重视实验过程开展和设计环节，但在经验和个人素养的限制下，有些物理实验的设计过于简单，学生只需要按照步骤一步步操作，即可完成读数、得出结论的目的，缺少分析的步骤。说明教师没能立足于教材内容，对物理实验的作用认识不清，缺乏创新思维，整体流程不符合科学探究的基本原则，仅注重数据获取的办法。有些教师为节约操作时间，直接给出分析的结果以及误差降低的办法，实验停留在依靠教师理顺计算和解读原理的层面上，不利于学生能力和兴趣的激发[1]。

（三）与其他教学联系方面

物理是一门依靠实验的学科，其整个实验涉及到条件分析和数据处理的过程，需要练习数学知识以及阅读能力，但教师在与其他学科相互融合方面仍有可提升的空间[2]。整体表现出独立的研究状态，与其他知识连接不紧密，不利于学生准确把控实验的意义，并且物理知识对于生产生活的作用不容小觑，教师没能利用科学工具为学生搭建起与实际生活的桥梁。尤其是在学生可理解的范围内，对于直观物理构象阐释不清。

（四）学生能力培养方面

高中阶段利用物理教学可提升学生的逻辑、抽象、空间思维水平，但反观现实情况，教师对于此方面的解读程度需要在后续的教学中继续深化。一些物理理论知识要求学生能够及时调取之前的学习内容，而理论框架的建立需要学生具备一定的总结和分析能力。利用实验将在科学探究的环节中，从发现问题、提出问题再到解决问题的出发，逐渐增加与物理能力提升相关的办法，潜移默化间渗透核心素养内容。但教师缺少完备的能力培养计划，对于实验的具体作用了解不清，采用单一的实验方式，难以提升学生兴趣，对于学习积极性的产出起到抑制作用[3]。

二、基于核心素养渗透要求提升高中物理实验教学效果的策略

（一）提升教师与学生重视物理实验的程度

教师意识水平的提升将直接促进其行为的转变，因此要深度分析实验对于学生能力和水平提升的作用，提升对实验的重视程度，本着严谨治学的原则，逐渐渗透实事求是和科学探究的重要性。为保证学生对于物理实验的重视程度，教师可以物理发展史为导入内容，简要分析科学家在完善实验流程和步骤方面所做的努力，学生结合探究过程，反观自身在此方面所需要做出的努力，有助于顺应社会发展状态，提升实验探究的深度。教师要从实验本身的作用出发，从情感层面突破，利用哥白尼、布鲁诺、开普勒、法拉第等学生较为熟悉的科学家，播放研究视频或者音频，讲述其如何解释的物理原理，学生在刻苦钻研和坚韧不拔的精神熏陶下，将严谨的科学精神在心中深植[4]。因此，要求教师立足于物理学史，将学生引入物理情境中，转变其冰冷的特征，使教学和实验过程更具生命力。

在讲解有关磁生电的知识时，教师可在课程开始前，为学生播放奥斯特、法拉第如何从假设“电能生磁”到“磁能生电”的过程，重点强调其中经过数百次的实验，但依旧没有放弃，最终带领全世界人民进入到电气化时代，开启一页发展新篇章。利用此种精神引导和启发学生重视物理实验相较于直白的语言更具有冲击力，有助于帮助学生理解科学探究的本质。或者在实验开始前，为学生展示我国应用此种理论所研究的成果，结合社会热点事件，为学生展示物理学习的现实意义[5]。例如，在讲解有关万有引力的相关知识时，可为学生播放运载火箭、卫星等发射的过程，对比其他国家的研究现状，提醒学生依照社会的发展情况，完善个人能力。在情感教育的熏陶下，激励学生面对困难要勇于接受挑战，避免因外界环境的限制而阻碍自己的研究进程，深入到實验分析环节，创新实验流程。社会现实情况为学生指引方向，教师在实验教学中要时刻保持严谨和坚定科学研究态度，以身作则，以榜样的力量影响学生在后续实验中的行为。

（二）完善和优化实验流程

教师在完善和优化实验流程的过程中要注重兴趣的培养，从多角度出发，调动学生的积极性和自主探究的欲望，要求教师利用多种实验形式，引入符合实验本质内涵的小实验和自制教具，提升实验的直观程度。学生与教师共同参与到实验中将拉近二者间的关系，在此种和谐平等的气氛中，学生将放下紧张感和忐忑的心情，强化面对困难的决心，激发实验探究的欲望。教师可采用演示实和学生合作探究两种形式，对于危险系数较高亦或是仪器较为精确，实验室没能提供的项目，教师可利用演示的办法，充分应用多媒体教具，将实验流程制作成动画，可根据学生的反馈随意更改实验连接方式，同时给出当流程变更所带来的直观影响[6]。

对于需要学生自行分析的环节，给予学生充分的考虑时间，打破课时的限制。例如，在讲解有关重力加速度的知识时，教师可为学生分发实验器材，比如线绳、小球、石块以及打点计时器，要求学生以小组合作的形式，探究当地的重力加速度。有的学生利用石块、线绳制作了简易的单摆结构，应用的原理，测量出线绳的摆长和摆动周期，但是在实际操作中，发现不规则石块的重心难以确定，无法直接根据得到最终的结论，此时教师要发挥引导者的作用，利用重心确定以及误差去降低的办法，提醒学生注意摆长引起的误差，一般采用两次测量的形式，解决重心难以确定的问题。同时，分别在实验报告中明确显示摆长l1和l2，带入到中，整理后得到，从而求出重力加速度。而有些学生选用打点计时器，根据的公式，分析重锤在下落过程中能量的变化，可以看出当做出v2/2-h的图像后，呈现出正比例图像特征，其中斜率为重力加速度[7]。此时学生已经基本能够结合不同的知识，设计实验方案，此时教师要重视创新意识的产出，鼓励学生立足于身边的实际情况，找到生活中可利用的器材或物件，创新该实验过程。有的学生从滴水中获得灵感，由于水滴在下落过程中，基本可近似于自由落体运动，应用动力学的相关知识，满足的公式内涵，设计的实验流程是：保持教师的绝对安静，观察水滴和盘子，在前一滴水掉落在盘面上，同时保证此时后一滴水刚好准备开始做自由落体运动，测量多次敲击盘子声音的时间，设此总时间为t总，则，进而能够得出。通过上述实验过程的描述可以看出，实验流程的优化要从导入环节出发，运用多种实验方式，本着开放性的原则，细化实验步骤，确定每一步骤能够达到的效果，以及与核心素养渗透的关系，理清知识理论、能力提升以及流程之间的限定条件，提升物理教学对于学生的作用程度[8]。

（三）联系其他学科和教学模式

物理学习是为了服务社会，因此教师要联系其他学科，扩展教学模式，打破学科间的壁垒，不断引入数学、化学甚至是语文方面的知识，符合知识融汇贯通的要求。物理实验得到数据将应用数学理论，应用更为简便的方式，起到连接科目的作用。教师在日常教学中要加入有关其他科目的内容，提升其在心中的威严，便于更好的管理实验课堂气氛。利用高精度的数学计算软件，将提升相关知识作为教师考核的基本标准，刺激其重视可视化软件的利用，达到促进学生思维意识提升的作用。

例如，在探究滑动变阻器的使用过程中，要结合两种连接方式：限流法和分压法探索其能够适用的范围以及二者间的区别。两种接法均能够起到限流和调压的作用，但其能够作用的范围和消耗的功率不同，而具体的判定过程将由数学图像和对比来确定。教师在实验探究前，为学生播放两种电路的连接方式，用红色和蓝色区分导线，红色的部分体现出两种接法之间的区别，提醒学生在接电路的环节注重电流的方向，以及电压表、电流表的量程。同时提出问题：“若想要保证电路安全，应当将滑片放置在哪个位置？”，学生根据PPT内容，积极响应问题，细致阐释此实验的注意事项后，学生组成探究小组，比较两种接法在电压调节范围、电流调节范围以及灯泡消耗功率之间的差别。学生尝试从滑动变阻器接入电路的阻值入手，分别绘制出当RX>R、RX=R、RX

（四）注重培养学生物理能力

利用实验过程将刺激学生物理思维、创新能力以及探究能力的产生，因此要求教师在条件允许的情况下，提升实验探究的比例，引导学生在趣味性的实验中生成相关能力[10]。以上述的实验过程为例，学生将两种电路进行比较的过程是总结和迁移能力产生的有力介质，分析兩种接法在满足实验基本原理的基础上，核定负载电阻与变阻器之间的联系。确定变阻器能够发挥出显著作用的具体情况，而其中数学分析，是体现和提升学生计算能力的重要工具，不仅锻炼了动手操作的能力，而且无形间优化了观察、实验流程完善等方面的素养，满足核心素养渗透的标准和要求。

结束语：综上所述，核心素养的提出为深化立德树人的教育理念开拓了研究方向，顺应教学改革的基本内容，逐步开展符合社会需要的教学活动，解决学生在能力提升提升方面的问题，夯实实验流程和步骤，强化学生的动手能力和操作水平。

参考文献

[1]侯好.发展高中学生物理核心素养的课堂教学策略[D].扬州大学，2018.

[2]张亚婷.建构主义视野下高中生物理核心素养培养策略的研究[D].扬州大学，2018.

[3]蒋东营.基于核心素养的高中物理实验教学研究[D].扬州大学，2018.

[4]赵志成.培养高中学生物理核心素养的教学设计研究[D].扬州大学，2018.

[5]刘晓彤.基于物理核心素养的高中物理教学设计研究[D].辽宁师范大学，2018.

[6]张永杰.基于物理学科核心素养高中物理实验教学的实践研究[D].江苏师范大学，2017.

[7]孙媛.基于情境认知理论培养高中生物理核心素养的教学研究[D].哈尔滨师范大学，2018.

[8]赵艳.高中物理教学中发展学生物理核心素养的实践研究[D].湖南师范大学，2017.

[9]王歌.基于高中物理核心素养的教学目标设计的案例研究[D].上海师范大学，2019.