基于核心素养下的高中物理实验教学探究

元明健

摘 要：核心素养就是指能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。随着新课改的不断深化，高中物理实验教学也逐渐开始进行改革和创新，开始重视对核心素养的培养。高中物理教师在进行物理实验教学时，应设计合适的实验方案，注重对实验过程数据的精确度，明确物理实验教学的目标，能够有效地提高课堂效率，提升教学质量，培养学生核心素养。本文通过分析核心素养内涵，对高中物理实验教学策略进行探讨，从培养学生核心素养的角度提出一些建议。

关键词：核心素养;高中物理;实验教学

一、物理核心素养内涵

核心素养就是指能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，内容包括人文底蕴、科学精神、自主发展、实践创新等方面。这是针对传统教学模式下的教学现状提出的改革方向，实现由传统教学中只重视理论知识的教育弊端扭转为知识与能力全面发展的素质教育。高中物理核心素养包括物理观念、科学思维、科学态度与责任、科学探究四个方面。其中物理观念、科学思维、科学态度与责任是精神思想方面，它为学习物理知识打下良好的基础，但科学探究是以上三个方面实现的桥梁。科学探究就是在物理实验过程中发现问题、解决问题、发散思维、积极创新，还要求学生具备良好的动手能力、团队协作能力、分析数据、交流沟通能力、总结归纳能力等。因此在高中物理实验教学中，教师应注重对学生实操能力的培养，增加学生物理实验的机会，激发学生的学习兴趣，让学生能够积极参与到物理实验中，体会实验的魅力;同时充分发挥学生的主体作用，鼓励学生大胆发言表达自己在实验过程中的疑问与见解，鼓励学生对物理实验进行多方面的创新。其次，通过多元化的教学方式，帮助学生掌握物理知识，提高学生物理实验动手能力，促进学生核心素质的发展。

二、核心素养下高中物理实验教学策略

（一）开展小组合作

有别于传统教学，基于核心素养下高中物理实验教学更倾向于让学生自己动手进行实验。为了更好的调动学生对物理课堂的参与感与积极性，开展小组合作显然是非常重要的。教师根据学生的学习特点及学习进度，进行合理的分组安排，明确组内分工，使每个学生都负责相应的实验環节。通过小组合作的实验探究模式，让学生在动手合作的过程中思维相互碰撞、相互交流，在互帮互助中加强对物理知识的理解，加深对所学物理知识的记忆，在完成实验时交换实验心得体会，提高逻辑思维能力。开展小组合作是有效培养学生核心素养的途径之一，是提高学生高中物理水平的重要手段，是符合新课改要求、深化素质教育的教学方式。

例如：在进行《科学探究感应电流的方向》的实验探究教学中，要求学生通过实验探究影响感应电流方向的因素，感受楞次定律的实验推导过程，能用楞次定律和右手定则解释实际生产生活中的电磁感应现象，培养学生观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力。教师可以先准备好灵敏电流计、螺线管等教学实验用具，先回顾上节课与之相关的实验过程及探究结果，通过复习旧课引入新内容，引起学生的好奇心及探究欲望，为新的实验做铺垫。接着将学生分成若干小组展开电流实验，实验结束后挑选两组分享自己的实验结果，看看是否会出现分歧。全部小组结果一样教师给予肯定并总结结论：电流从电流计的哪一段流入电流计，电流计的指针偏向哪段。如果有小组得不出相应结论，则要通过检查查看哪个环节出现了问题，加深学生印象。接着上一次的分组情况，继续开展小组合作，探究感应电流的规律。根据组成的闭合回路，磁铁插入或拔出螺线管时电流计指针发生的方向偏转，学生小组展开探究感应电流的方向到底与什么因素有关及其中的相关规律。学生分工合作，对实验过程及数据进行记录交流，在接连是实验操作中锻炼动手能力，培养合作精神。实验结束后请小组分别展示实验结果，并通过相机拍摄与全班同学共同回顾小组实验过程中的操作手法。请小组同学进行规律总结，通过比对各小组实验结果，带领学生得出结论：当磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。最后引出楞次定律做最后总结归纳。通过开展小组合作，既培养了学生的动手操作能力，又提高了团队协作能力，还活跃了课堂气氛，让学生在轻松的教学氛围中达到教学目标，提高教学有效性。

（二）培养自主探究能力

发展学生核心素养的基本内涵有一点就是要自主发展，就是能够有效地管理自己的学习和生活。学会学习，是学生核心素养提高的重要手段。学生通过养成良好的自主学习意识，选择合适的学习方式，积极主动的进行学习探究，举一反三，勤学好思，从而认识和发展自我价值，促进综合素质的全面发展。培养学生的自主学习探究能力，课堂就要以学生为教学主体，充分发挥学生的主体作用，反映高中物理实验教学探究中，教师可以先带领学生进行实验，通过一系列的实验引入新的课程，在实验结束后再详细讲解知识内容，通过分析实验误差帮助学生逐步理解重难点。同时，在实验探究及分析总结过程中，不仅可以培养学生的自主学习探究能力，还可以培养学生严谨客观的科学态度，锻炼逻辑思维，在日常物理学习中不断扩大物理知识框架，完善物理知识体系，构建现代物理科学价值观。

例如：对于《摩擦力》知识点的教学，由于高一学生在初中只对摩擦力进行简单的概念了解，并未接触过力的相关知识，而这一章节又是很多物理知识学习的基础，如果这个时候没有打好基础，这一章节学习程度的好坏直接影响到以后力学相关知识的学习。因此教师就要通过一些简单易懂又贴近生活的小实验，给予学生充分的时间进行自主探究，这样不仅可以调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣，还可以帮助他们更好的掌握本节内容，加深对物理知识的理解。教师先提出一些与摩擦力有关的例子，如滑冰、传送带、轮胎花纹等，帮助学生开阔思维，让学生自己举例生活中相关的摩擦力开始本节课的内容学习。接着利用朗威数字传感器进行实验并展开猜想，让学生将实验数据整理、分析、归纳总结出结论，并对实验结果进行交流沟通，对实验误差进行探讨：实验误差来自哪个方面？拉动小木块的速度是否匀速？选用的实验方法是否合适？如何进一步修正实验误差？还可以在课前进行小的动手实验，比如：在家利用瓶装大米，通过一个小木棍让学生提起来，或是拿一个碗，在不碰到外侧及上下边沿的情况下把它提起来。结合课堂实验，进而能够正确区别静摩擦力与滑动摩擦力，知道静摩擦力的产生条件及规律，知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，可以根据物体的平衡条件对摩擦力的大小进行简单计算。通过大量的实验操作，让学生深刻地体会摩擦力的状态，让学生积极参与到实验教学中，成为课堂教学的主体。

（三）进行实验创新

核心素养下的高中物理实验教学，不仅体现在自主与合作上，还要积极开展对创新能力的培养。随着社会的发展，科技的进步，在大环境的迅速变更下国际竞争日益激烈，创新是保障我国占据有利地位，掌握话语权的重要保障。教师要对实验教学模式进行创新，如不再沿用老旧的实验方式方法，不再日复一日的进行自己早就提不起兴趣的实验过程，教师对自身课堂失去教学热情，很容易影响学生对该学科的学习兴趣及态度。同时还要鼓励学生对实验过程进行创新，有效培养学生的创新意识，激发学生的创新潜能。例如：在进行“向心力”相关实验时，让大家利用桌子上准备的道具，尝试用绳子拉着小球在桌面上做圆周运动体验学生对手的拉力，再用绳子拴住小球在桌面上做圆周运动并撤去绳子进行对比，没有绳子的拉力小球就飞出去了，不能继续做圆周运动了。通过实验使学生感受小球在桌面上做圆周运动时受到了几个力的作用，并说出这几个力的合力都沿什么方向。在体验向心力的实验设计中，让学生通过实验操作观察思考一个轻球如何才能做到拉住一个瓶子不掉下去。通过不同的物理实验，知道影响向心力大小的因素，探究影响向心力大小与半径、角速度、质量的关系，通过精确实验得出向心力的表达式。并在实验过程中掌握实验探究的步骤与方法，进一步体会控制变量法在实验过程中的应用，体会从定性到定量的实验方法，提高物理实验探究的能力。在进行这些相关实验时，所用到的实验器具有些是生活中随处可见的，那么是否可以利用生活中的废弃物品进行物理实验工具的二次创造？对实验工具进行制作的过程中是否可以对其中的零部件进行再次创新？如将向心力实验中拉小球的绳子换成弹簧会对实验结果造成什么影响？小球换成大球力的方向会发成改变吗？等这些问题。让学生通过观察生活，思考生活现象，通过一些废置物品进行创造，不仅是对学生动手能力、创新思维的一种培养，还能够提高学生的节俭意识，降低实验成本。或者教师可以在实验过程中通过提出不同的问题引发学生的思考，通过引导正确的思考方向拓展学生思维，让学生运用不同的实验方法进行操作。在学生对问题进行思考、对操作过程展开反复实验的过程中，学生或许会对某个环节表现出自己的想法，说不定学生就对物理实验环节的创新打开了大门，激发了学生的创新性思维，让学生体会物理实验的激情与魅力，有效开展对核心素养的培养。

结束语

在现代社会背景下，核心素养已然成为学科教育的重点教学方向，而物理实验的教学方式也势必要随着时代的发展而发生改变。对学生核心素养的培养绝非一日之功，基于核心素养下的高中物理实验教學探究需要不停的思考与实践。这要求教师做到全面的改革与创新，在高中物理教育中应转变传统教学观念，重视对实验操作能力的培养，通过开展小组合作、培养学生自主探究能力、实验创新等教学方式，改善教学现状、完善学生物理知识理论体系，提高学生物理实验动手能力，促进学生核心素质的发展，为学生今后的学习及生活注入新的活力。

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