核心素养视域下的高中物理实验教学分析

黄微

摘 要：高中物理学科的核心素养是高中阶段学生学习物理必备的能力，能够推动学生持续发展。高中物理的核心素养包括了物理观念、科学思维、探究、态度与责任等内容。高中物理实验教学能够推动这些核心素养的有效落实，从而实现高中物理教学的价值。基于此，本文对核心素养视角下高中物理实验教学的探究价值进行了分析，得出合适的探究策略，希望为高中物理实验教学实践提供帮助。

关键词：核心素养；高中物理；实验教学

核心素养是推动学生长远发展的重要内容，在学生的知识学习和掌握中有着独一无二的奠基作用[1]。物理实验是物理教学中的重要环节，也是核心素养培养的关键环节。因此，教师应该重视核心素养视角下高中物理实验的落实。

一、核心素养视角下高中物理實验教学探究价值

（一）能够提升学生物理综合学习能力

核心素养视角下高中物理实验教学能够提升学生物理综合学习能力。物理综合学习能力主要包括了物理知识的掌握、物理素养的培养和物理实验能力的提升。首先，核心素养下高中物理实验教学会选择更加丰富和趣味性的形式去引导学生理解抽象的物理知识[2]。如此，学生就能够在实验中掌握物理知识。其次，核心素养下的高中物理实验教学还能够通过多样的方式帮助学生培养和发展物理观念、科学思维、探究、态度和责任等核心素养。除此以外，核心素养下的高中物理实验还能够为学生提供多元的实验教学，以此推动学生实验操作能力的提升。

（二）能够推动教师教学的合理革新

核心素养视角下的高中物理实验教学能够推动教师教学的合理革新。随着素质教育政策的提出和落实，核心素养也逐渐成为教学的主题。就目前而言，传统、单一的高中物理教学方式、理念、内容和模式很难符合社会发展和变化的要求。核心素养能够为教师的教学观念、方式和内容等提供新的方向和指导[3]。结合这些变化和指导，教师会结合学生学习情况、自己的教学经验和时代的要求，革新自己的教学理念，选择更加合理的教学方式和内容。

二、核心素养视角下高中物理实验教学探究策略

（一）创设实验教学情境，培养学生物理观念

物理知识抽象、枯燥，是大多数高中学生的学习重难点。情境教学能够将抽象的物理知识生动化[4]。如此可知，创设实验教学情境能够帮助学生激发学习兴趣和掌握更加多元的学习能力。物理观念是高中物理教学中的重要核心素养之一。物理观念主要是指学生在学习某一物理概念的时候，能够想起某一物理情境和迅速学习物理相关知识的能力。实验教学情境就能够帮助学生在教学情境中掌握物理知识。因此，教师应该创设合适的实验教学情境，以培养学生物理观念。

例如：以人教版必修一《实验：探究小车速度随时间变化的规律》为例，教师可以创设合适的实验教学情境，以此帮助学生培养和发展物理观念。首先，教师应该结合此节的教学目标明确此节内容的物理观念目标。结合教材分析，物理观念目标包括以下内容：

1.以实验加深对速度和加速度概念的理解。

2.分析、处理实验数据，明确速度与时间的关系。

3.理解误差来源和误差解决方法。

结合以上物理观念的内容和教材，教师可以利用多媒体和幻灯片等工具创设以下实验教学视频情境：一个小车在重物的牵引下向前滑动。小车后方放着纸带和打点计时器等工具。小车向前划动的速度越快，纸带上的小孔就越多。小车滑动的速度越慢，纸带上的小孔就越少。结合此情境，教师就可以引导学生思考以下问题：小车在重物的牵引下速度会随时间而怎样变化？在学生回答问题之后，结合教学情境，教师可以引导学生分析实验教学情境中包含了哪些物理知识。结合情境中的小车速度变化，教师可以引导学生学习和掌握速度和加速度的概念。

除此以外，结合情境，教师应该引导学生整理和分析视频情境中的工具引导学生自主开展相应实验教学。接着，教师可以在学生实验之后分析和处理实验数据，以此帮助学生明确速度与时间的关系。在此之后，教师可以引导学生分享自己的实验数据，以此帮助学生感受误差。在此过程中，学生可以结合误差，分析实验过程，以此了解误差的来源。最后，在教师的引导下，学生可以得出误差的来源主要是因为以下原因：

1.木板的粗糙程度不同。

2.纸带测量位移有误差。

结合以上对误差原因的分析，学生可以商量讨论出合适的误差解决方法。从以上内容就可以知道，实验情境的创设能够帮助学生培养和发展物理观念。

（二）运用信息技术演绎实验，构建科学思维

信息技术演绎实验是时代发展的产物，能够拉近高中物理实验教学与时代之间的距离。随着技术的革新和进步，模拟实验的方式也变得丰富多样。科学思维主要是指科学推理、模型建构和质疑创新等能力[5]。运用信息技术演绎实验能够帮助学生用更加全面的视角看待问题和构建科学思维。因此，教师应该运用信息技术演绎实验，以此帮助学生构建科学思维。在选择模拟实验方式的时候，教师应该注意以下几点：第一，模拟实验软件是否符合学生的学习情况。第二，信息技术演绎实验的过程是否完整。第三，信息技术演绎实验是否具有符合现实实验教学内容。第四，信息技术演绎实验环境是否还原现实实验环境。结合以上几点，教师就可以选择能够帮助学生构建科学思维的信息技术演绎实验。

例如：以人教版必修一《实验：探究加速度与力、质量的关系》为例，教师就可以运用信息技术演绎实验，构建科学思维。结合学生学情和教学内容，教师可以选择“高中物理实验软件”来创设演绎实验。“高中物理实验软件”有以下步骤：第一步，这个软件在实验者点击实验之后并不是直接开展实验，而是先让实验者了解基本的实验目的和器材。第二步，实验者点击开始实验之后，可以结合教学内容自行拖动器材进行探索。若实验者对实验的器材了解不足，那么可以借助此软件的演示功能提示操作。第三步，实验者结合实验操作演示动画进行操作就行了。

结合此软件，教师可以创建《实验：探究加速度与力、质量的关系》的演绎实验。首先，教师可以引导学生运用软件一起操作了解实验的器材和过程。结合此，学生可以明确实验的器材有力学轨道、小车、小盆、钩码、砝码、打点计时器、粗线绳、木板、速度测试器和动滑轮等。在明确实验器材之后，教师应该引导学生结合软件将实验的工具摆放到正确的位置。接着，学生应该结合演示动画的实验操作步骤进行实验。结合以上演绎实验，学生能够了解到此实验的完整步骤。实验步骤可以如此设置：

1.测出小车和小盆等器材的质量备用。

2.安装打点计时器和纸带。

3.调整长木板倾斜度。

4.在盘中放入砝码。

5.保持小车质量，探究速度与力的关系。

6.确保小车所受拉力，探究速度与质量的

关系。

结合信息技术演绎实验，学生就能够培养科学思维，为学生参与实验实践提供帮助。

（三）引导学生小组合作，提升学生科学探究能力

科学探究能力主要是指在物理学习中问题、解释、证据和交流等系统探究的能力。在此过程，学生能够更加细心地观察实验、探究实验、得出结论和分析结论。小组合作能够推动学生之间思想的融合和分享。在不同的声音中，学生们能够提升自身的探究精神和能力。不仅如此，学生还可以在合作中互动情感。因此，引导学生小组合作可以提升学生的科学探究能力，也可以促进学生全面发展。在引导学生小组合作的过程中，教师应该注意以下两点：第一，小组成员的分配是否合理。第二，小组合作实验探讨的任务是否合适。结合以上两点要求，教师就可以创设出科学的物理实验探讨小组，以此推动物理实验教学和提升学生科学探究能力。

例如：以人教版必修一“重力和弹力”为例，教师可以引导学生小组合作，提升学生科学探究能力。首先，小组的成员应该进行合理分配。结合学生学情，学生可以分为四人一小组。小组成员中应该包括物理理论知识掌握清晰、物理实验操作能力强和物理基础不好的学生。如此设置的小组才能实现以优带后的小组模式。其次，结合此节内容，教师可以创设以下小组讨论内容：

1.谁受到力，谁施加力？

2.怎么測量力的大小？

3.力的方向和作用点在哪里？

结合以上任务，小组之间可以开展合作实验和讨论活动。在实验过程中，物理实践操作能力强的学生应该结合教学内容向小组其他成员示范内容。除此以外，物理理论学习能力强的学生应该结合小组成员的实验，引导小组其他成员思考以上任务。在讨论的过程中，学生就可以了解重力、重心、弹力、形变和胡克定律的知识和内容。在小组成员实验示范之后，小组其余成员应该结合书上的实验步骤和自己的观察实践实验过程。如此，小组成员就能够在实践加讨论的基础上了解重力的概念、产生的原因和重心等内容。在此之后，引导学生发散思维，运用同样的方式去思考形变、弹性形变、弹性限定和弹力的概念和关系。如此，从任务问题出发，学生进行实验就能了解重力和弹力概念等物理知识。学生从以上过程中就能够提升自己的探究能力。

（四）布置生活实验作业，培养学生科学态度和责任

科学态度和责任主要是指科学态度、本质和社会责任等因素的内容。生活与物理教学是息息相关的。布置生活实验作业，不仅能够帮助学生掌握对应的物理知识和技能，还能够培养学生的科学态度和责任。因此，教师可以布置生活实验作业，以此培养学生的科学态度和责任。在布置生活实验作业的时候，教师应该注意以下三点：第一，物理知识与生活实验之间是否匹配。第二，生活实验作业所需器材是否生活化和常规化。第三，生活化实验作业是否安全。结合以上三点，教师就能够布置出合适的生活实验作业。

例如：以人教版选修一《光的折射》为例，教师就可以结合生活为学生布置生活实验作业，以此培养学生的科学态度和责任。结合教学内容，教师可以引导学生利用透明的角度板进行折射实验。选择这个实验的原因主要有以下几点：第一，透明角度板是生活常见物品，能够让学生感受实验器材的生活化。第二，光是与生活息息相关的物理知识与内容。学生在此实验中能够感受到光的力量。第三，透明角度板和光等器材都是比较安全的。

结合光的折射定律的实验内容，教师可以布置引导学生思考30度、40度、50度和60度阳光折射的角度，以及截面度数算出正弦三角函数的值。具体实验步骤如下：运用光照射到透明角度板上。如此，实验中就出现了折射光线、入射光线和法线三条线。折射光线分别位于法线的两边。结合入射角度和折射角度的变化，引导学生从不同角度解决问题。在实验记录数据之后，学生应该分析数据之间的关系。最后，学生分析数据可以得出光疏介质向光密介质传播，入射角是一定大于折射角的。在教师的引导下，学生可以得出入射角和折射角的正弦函数是成正比的。通过以上内容，学生就可以了解折射定律。在如此生活化的实验作业中，学生就能够从实验中激发自己对光相关的物理教学内容的兴趣。在参与生活实验的过程中，学生就能够感受奇妙的物理现象，从而培养自己科学素养[6]。

（五）运用实验教学评价，巩固学生核心素养

实验教学评价是在物理实验教学中最容易被忽略的环节。忽略此环节就很容易导致学生不能明确下一步的学习方向。实验教学评价能够帮助学生厘清自己在实验教学中的不足，也能帮助学生巩固物理观念等核心素养。因此，教师应该重视实验教学评价。例如：以人教版选修一《弹性碰撞和非弹性碰撞》为例，教师应该运用实验教学评价，以巩固学生的物理核心素养。结合教学内容，教师可以给予学生D如此评价：通过实验教学，D同学厘清了碰撞的分类，理解了弹性和非弹性碰撞之间的区别与特点。D同学也结合生活化情境，分析得出了碰撞模型能够解决问题的结论。除此以外，D同学也通过老师的示范实验和自己的实践操作，探究出了弹性和非弹性碰撞的特点。在此过程中，D同学感受到了不同碰撞的特点，养成了勇于探索的精神。如此的教学评价就包括了物理观念、科学思维、探究、态度和责任等物理核心素养的内容。

结束语

综上所述，核心素养是时代和社会发展的产物，能够推动高中物理实验教学的进步与革新。核心素养视角下的高中物理实验教学对教师、学生和素质教育等教育政策都有着积极的作用。在如此教学模式的影响下，教师可以改变自己的教学观念和方式。学生可以获得综合的学习和发展。素质教育等教育政策能够得到落实和革新。基于此，教师应该注意从教学情境的创设、小组合作实验、技术模拟实验、布置生活实验和教学评价等方面来帮助学生培养高中物理核心素养。

参考文献

[1]李景明.核心素养引领下高中物理实验教学的现状与改善[J].新课程，2022（42）：58-60.

[2]李小鹏.学科核心素养导向下高中物理实验教学策略研究[J].数理天地（高中版），2022（18）：95-97.

[3]杨军.核心素养视角下的高中物理实验教学研究[J].教学管理与教育研究，2019，4（5）：93-94.

[4]崔永峰.基于核心素养的高中物理实验教学探究[J].考试周刊，2019（8）：155.

[5]彭丽芬.基于核心素养的高中物理实验课堂教学策略[J].当代家庭教育，2018（12）：69.

[6]蔡潇雅.基于核心素养的高中物理实验教学创新与实践[J].读写算，2018（32）：164.