基于核心素养的高中物理实验教学方法

万艳玲

【摘要】高中物理新一轮课程改革要求教师要多联系教材实际、多结合班级学生的学习特点，认真研读新课标理念，牢牢把握物理学科核心素养，坚持加强对学生科学思维、科学探究能力的深度培养，不放过任何一次有用的实验教学.在实验教学设计环节，坚持以学生为中心来创设课堂情境，想方设法激发学生自主学习与自愿探究的动机.本文结合过往一些较为成功的实验课例，简要总结归纳一些物理实验教学方法.

【关键词】高中物理；平抛运动；实验教学

在高中物理实验教学过程中，需要物理教师为学生创设教学情境、提出具有启发作用的实验问题，继而引导学生积极主动探究、感悟、思考物理现象.简言之，对于物理教师而言，同一种实验可能会重复操作演示十几次、几十次，但对于学生而言，实验学习与操作体验的过程，是一次全新的科学探究旅程.学生科学技术、科学思维的形成，实事求是的科学态度与责任意识的养成，才是高中物理实验教学的育人目标所在.

1 紧扣核心素养：依據课标要求 分析教材内容

1.1 物理观念

创设情境，融入生活实例，形成平抛运动.与现实生活中的物理现象相联系，让学生们去感知平抛运动、抛体运动的概念.包括平抛运动的基本特征、做平抛运动需要满足什么样的条件，引导学生先形成对基本概念的认知掌握.

1.2 科学思维

通过课堂的学习与教师的指导，学生能够大体描述出抛体运动的基本表现，结合已知的知识和教材实验提示，能够自主建构平抛运动的简易物理模型.课下能够自己进行一些类似的、简单操作的平抛运动实验.通过不断的演示体验与思考观察，从中挖掘新的特点，对于实验过程中出现的与课本教材有偏差的情形，敢于提出质疑，并进行科学论证和检验.

1.3 科学探究

在实验课堂教学中，教师要引导学生一起设计能够验证平抛运动特点的实验方案.确保大部分学生在通过数次观察实验现象之后，懂得如何去利用和分析掌握的实验数据.可以是个人摸索，也可以是小组交流集思广益，得出自己认为可行的实验结论.

1.4 科学态度与责任

与理论知识的学习相比，任何实验活动都具有一定的趣味性，即能够吸引学生们的注意力和参与度.但是，学生参与实验学习并不是目的，目的是帮助学生在实验体验和探究中不知不觉养成实事求是的科学态度，敢于为自己的实验数据、实验论证负责.对就是对，错就是错，一切以真实的数据、以事实的基础为追求.

2 进阶核心素养：制定培育核心素养的教学目标

在实验设计环节，应注重循序渐进.已知学生在学习“平抛运动”之前已经学习过了“曲线运动”“运动的合成与分解”等章节知识，所以大部分学生具备了一定的运动分解思想.因此，可以充分利用起来.具体如下：

3 设计核心素养：引领学生进行探究，确保平抛实验能够落地

对于教师而言，虽然需要掌控实验课堂的发展走向，但是依然需要适当转变角色，即不要再充当绝对支配式的“导演”角色.教师可以是导演，毕竟已经身锤百炼、经验丰富，但也可以是演员.配合学生、关注学生的思维发展.引导学生往问题上去靠拢，同时又必须尽量确保学生自主提出问题、提出质疑.

具体来看，继续结合上述表1，当班上的学生们已经了解并得出平抛运动的物理观念之后，接下来就引导学生利用运动分解的思想，来研究本节平抛运动的实验内容.此环节，可以简单为学生们设置当堂作业任务.

比如，运动有水平方向、也有竖直方向，运动的过程中出现了两个分运动.那么，平抛运动到底是不是这样的呢？如果是，如何证明？如果不是，那真正的情形又是什么呢？

经过几分钟的简要分组讨论，不少小组的学生陆续提出了自己的实验检验方案和相关意见.有的小组认为：“我可以让水平桌面桌边上的两支圆珠笔，同时离开桌面，一个水平抛出，另一个自由下落.如果它俩落地的时候只发出一个声音，那么也说明了这两支笔在空中运动的时间、运动的轨迹性质有一定的相似性.”对此，教师采纳了学生的建议，不少学生陆续进行多次实验，结果上百次数据证明了该小组的猜想是有道理的.整个过程中，学生们依次经历了思考、质疑、假设猜想、科学探究、推理论证的过程.

但是，如果仅仅像这样对学生进行机械式地引导，是绝对不够的，教师应注重学生灵活多样的启发式思维的培养.因为学生们的高效思考与顺利猜想是建立在已有基础知识的前提下，所以大部分学生很容易得出“竖直方向的分运动是自由落体运动”的结论.这样在整个过程中大幅降低了学生对物理观念的深度检验、科学思维的反复锤炼，会让部分学生产生错觉，认为自己已经掌握了很多.因此，整个实验教学前后的过程中，教师需要在恰当的时机多提问、多设置疑点、多引导学生深入思考.如，问题2：“既然我们已经了解和认识到了平抛运动的物体，在竖直方向的分运动是自由落体运动，那么，它在水平方向的分运动又是怎样的？大家是否有自己的‘神奇小方案’？”

这时，有两个小组同时给出了实验验证的方案设想.学生建议使用上一次做牛顿第二定律实验时使用到的刻度木板，然后就地选择书本作为简单的道具.垫上书本，依次累加书本并分别测量不同高度书本的厚度，根据书本的厚度依次记录、调整物体下落的高度，并做好观察记录，用粉笔记录物体每一次经过的位置和轨迹，并根据竖直分运动的特点计算1秒、2秒、3秒等时间内的位移，再通过测量相应相等1秒时间内的水平位移，即可验证平抛运动两个分运动的特点和规律.同理，再从水平方向到竖直方向验证，可进一步提高实验的真实性和可信度.当然，条件允许的情况下，还可以用手机拍摄记录整个过程.

由此可见，学生只需要借助一些简易的、现成的工具器材，就可以自主设计出相对科学合理而又规范的实验，并且更容易得出实验结论，这种源于生活、源于经验、源于推理与关联想象的物理实验，正是我们所追求的学科核心素养.

4 结语

综上所述，高中物理学科的核心素养，包含四个维度，即物理观念和应用、科学探究和交流、科学思维和创新、科学态度和责任.新课程标准强调和注重学生在物理知识学习中、物理实验体验探究中能够认识到科学的本质.根据物理实验现象，懂得如何去分析、推理和论证，然后敢于提出自己的疑惑和问题，继而形成猜想和假设，接着投入到实验操作中寻找自己认为的依据和答案，最终对整个物理实验做出解释.

【甘肃省定西市教育科学“十四五”规划2023年度课题+《基于普通高中“三新”教育改革背景下的物理实验教学研究》+DX[2023]JKS0262】

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