基于核心素养的高中物理电学实验课堂完善策略

□福建省南平市政和县第一中学 刘声根

物理学是一门实验性的学科，其与人们的日常生活联系十分紧密。核心素养视域下，教育部门要求教师发展学生的物理核心素养，创新教学理念和教学方式，融入教育信息化2.0 时代，加强对信息技术的应用。因此，本文立足核心素养培养要求，针对高中物理电学实验课堂完善策略展开讨论，分析高中物理电学实验课堂教学现状等内容，希望可以给高中物理教师提供一定的借鉴价值。

物理学科素养侧重对学生进行物理基本观念教育，使其掌握科学探究方法，形成良好科学思维和正确科学态度，发展学生的合作与探究科学精神等。可见高中物理教学工作的重要性。为了推动学生物理核心素养的形成，教师要立足核心素养，以电学实验为教学案例，采用多样化的教学措施，助力高中物理教学工作实现创新发展。

一、高中物理电学实验课堂教学现状

（一）学生实验基础薄弱

学生是参与物理实验活动的重要组成部分，学生的基础直接影响着物理实验教学的有效性。但是通过对当前高中学生进行分析可以发现，部分高中学生在物理实验中表现出实验基础薄弱的问题，如缺乏对实验的了解，难以正确掌握实验操作的步骤，甚至在实验操作中表现出一定的被动性。同时，学生在实验操作中很难主动地发现问题，主要依靠教师提出问题一起去解决，阻碍了学生的发展。核心素养视域下，教师需要关注学生的物理基础情况，加强训练，帮助学生掌握更多物理知识。

（二）实验器材不足

实验是物理教学的重要方式，学生能够在实验中掌握物理原理、验证实验结论，实现深度学习。然而，物理实验教学需要众多仪器和设备的支持，但是目前部分高中学校针对物理学科的实验器材较少，导致学生无法借助实验器材完成相应的物理实验，影响了物理实验教学的有效性。

（三）缺乏对实验教学的认知

意识指导行为，教学理念会影响教学方式的选择，在高中物理教学中，部分教师没有认识到实验教学对学生核心素养发展所起到的积极作用，认为开展实验教学只会耽误学生的时间，降低学习效率，所以在课堂中往往会采用演示的方式讲解知识，不利于学生理解物理原理。同时，也有部分物理教师单纯地利用多媒体教学设备展示实验操作的过程，学生缺乏动手操作的机会，降低了学生参与实验学习的积极性。

二、基于核心素养的高中物理电学实验课堂实践

（一）立足教材，加强对电学实验内容的整理

教材是教师开展实验教学的重要材料，核心素养视域下，教师只有立足教材，从教材出发，加强对电学实验内容的研究和整理，才能够为后续的实验设计，以及促进学生物理核心素养的形成和发展做好充足的准备。

1.梳理教材内容。

教师要从高中物理教材中找出与电学相关的物理实验，在此基础上将实验进行分类，并找出电学实验的相同点和不同点。落实到具体教学活动中，教师可以从简单的电表构造、原理，即从电流计改装到电流表、电压表再到多用电表；从伏安法测电阻，过渡到其他方法测电阻，分析滑动变阻器两种接法及选择。对实验室现有的滑动变阻器进行实验操作；各种电表的读数、分类列表这些方面入手，梳理高中物理阶段关于电学实验的相关操作。

2.建立思维导图。

当前，高中物理电学实验主要包括描绘小电珠的伏安特性曲线、测定金属的电阻率、把电流表改装成电压表、测定电源的电动势和内阻以及用多用电表探测黑箱内的电学元件。每个实验都对学生提出了较高的实验要求，为此，教师可以加强对思维导图的应用，为学生梳理实验注意事项以及关键内容，以帮助学生系统地学习物理实验内容，这也能够体现出高中物理教学的逻辑性和严谨性。

（二）加强对NOBOOK 虚拟仿真软件的应用

人工智能时代背景下，越来越多的仿真软件和技术开始在电学实验教学中进行应用。其中，NOBOOK虚拟仿真软件是物理电学实验中应用十分广泛的技术，教师可以充分利用NOBOOK 虚拟仿真软件的优势，提高电学实验教学水平。

以“测定电源的电动势和内阻”教学为例，本次实验的目的是让学生根据实验要求正确地选择实验器材和电路，能够熟练地测定电源电动势和内阻，发展学生的科学探究精神，并促进学生动手实践能力的发展。在进行本节课的实验教学中，教师可以利用NOBOOK 虚拟仿真软件展开实验操作教学。

首先，教师可以利用NOBOOK 虚拟仿真软件录制测定电源电动势和内阻实验的操作步骤。具体如下：第一步，确定电流表、电压表的量程，按照教材所示电路将器材连接好。第二步，把电阻器的滑动片移到最右端。第三步，闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组ι、U 值。第四步，断开电键，整理好器材。第五步，数据处理。用原理中的方法计算或在U—ι 图中找到E、r。教师利用NOBOOK 虚拟仿真软件直观地呈现实验步骤，能够帮助学生建立对本次实验过程的全面了解，实现系统化学习。

其次，充分利用NOBOOK 虚拟仿真软件的实验器材。NOBOOK 虚拟仿真软件中包含着众多的实验器材，有基本器材和高级器材，可满足不同程度的用户做实验的要求，无论是初中的基本串并联电路实验，还是高中阶段的欧姆定律、伏安法测电阻、滑动变阻器的分压或限流实验、半偏法测电流电压等，都有相应的器械来完成实验。在本次实验操作中，教师则可以利用NOBOOK 虚拟仿真软件，为此次实验提供被测电池（干电池）、电压表、电流表、滑动变阻器、电键以及导线。

最后，做好学生NOBOOK 虚拟仿真软件的实验操作指导。教师可以为学生讲解NOBOOK 虚拟仿真软件的操作方法，并引导学生注册NOBOOK 虚拟仿真软件账号，自主登录该软件进行实验操作。在这期间，教师还要及时关注学生在应用NOBOOK 虚拟仿真软件中存在的问题，帮助学生及时解决实验难题，为顺利地进行实验操作提供保障。

（三）加强对多媒体教学设备的应用

伴随着社会的发展，我国开始进入信息化时代，现代化的教学设备也如同雨后春笋般发展起来。在高中物理电学实验教学中，教师可以融入信息时代，加强对现代化教学设备的应用，为学生呈现更加直观的教学内容，让学生重新定义实验学习活动。

以“练习使用多用电表”实验为例，本节课主要教学目标是让学生会用多用电表测电压、电流以及电阻，会用多用电表测量二极管的正反向电阻，通过系列实验操作，帮助学生形成严格谨慎的学习态度，发展学生的动手操作能力。

在明确教学目标后，首先，教师可以利用多媒体设备呈现这些内容。在课堂导入环节，教师利用多媒体为学生展示多用电表的图片，并在图片中进行批注，让学生了解多用电表的基本构成、功能和作用。

其次，教师借助多媒体为学生展示多用电表的使用步骤，如如何测量小灯泡的电压、如何测量通过小灯泡的电流以及如何测量电阻等，以直观化的呈现，帮助学生感受到电学实验的趣味性。

最后，教师要做好学生评价工作。多媒体教学设备在电学实验操作中的应用，激发了学生对物理实验的学习兴趣，但是学生在实验学习中不可避免地存在一些问题，如被教师呈现的多媒体内容转移注意力，降低实验学习的效率等。所以，教师要加强对学生的评价，关注学生的课堂参与程度，在此基础上为每一个学生进行系统性打分，帮助学生认识不足，及时调整学习方式，掌握更加完善高效的学习策略。

三、基于核心素养的高中物理电学实验课堂完善策略

（一）夯实学生实验基础

学生实验基础知识的掌握对整个电学实验课堂的完善具有重要的影响，核心素养视域下，针对部分学生实验基础不扎实的问题，教师应该加强学生教育工作，帮助学生筑牢实验基础。

以“描绘小灯泡的伏安特性曲线”教学为例，这是高中物理实验教学中十分重要的一个实验，在此次实验操作中，学生需要掌握非常多的实验核心知识点。因此，教师要针对学生在物理实验知识点方面的不足，为其讲解关键的知识。比如，在实验教学之前，教师可以为学生讲解滑动变阻器的应用原理和使用方法，分析此次实验的原理，并为学生讲解实验操作步骤和过程，尤其是对需要注意的事项作出科学的解释和分析，促使高中学生知其然也知其所以然，帮助学生在实验之前已经做好充足的准备，能够游刃有余地利用已经具备的物理知识进行实验的操作。除此之外，学生也应该树立终身学习的理念，在日常生活中，通过多种途径了解与高中物理实验操作相关的知识，如请教教师、利用计算机查阅相关资料等，这些都是十分有益的学习方式。

（二）加大实验器材投入

实验器材是保障学生能够有序开展电学实验的物质基础，当前高中物理实验器材不足的问题应该引起高中学校管理者的高度重视，加大在该方面的投入。

首先，学校要做好高中物理实验器材的了解和分析，明确不同年级、不同课程中对实验器材的基本需求，掌握学生使用实验器材的数量和情况，并在此基础上建立实验器材档案，为后续进行实验器材的引进创造条件。

其次，加大在实验器材方面的资金投入。比如，教育部门、财政部门以及学校可以联合开展实验器材招标工作，提高对招标企业的要求并增加预算，为高中学校提供质量更加有保障的实验设备和仪器，为学生开展安全实验操作保驾护航。

最后，加强数字化实验室建设。高中学校数字化电学实验室可以引入新型器材，如教师演示台、教师椅、教师主控电源、智慧纳米黑板、ops 电脑、高拍仪、录播主机、录播拾音器等，基于新型教学软件搭建教学管理平台，为更好地进行新型的物理教学做好硬件准备。

（三）转变对实验教学的认知

核心素养视域下，实验成为物理教学中应用最为广泛的方式，教师需要从理念方面进行转变，认识到实验教学的重要性，并将实验教学在物理学科中进行落实。

首先，加强宣传工作。学校可以将实验教学融入校园文化中，以校园文化引领教师实现教学理念的转变，逐渐形成物理实验教学的意识。同时，学校也可以加强对现代化信息传播媒介的应用，利用微信、抖音等向广大物理教师宣传开展物理实验教学的重要性和可行性，促使教师在环境和氛围中发生教学理念的转变。

其次，组织开展教育工作。学校可以就物理实验教学组织教师进行专题培训，从实验教育的重要意义、教师自身实验操作与教学能力提升、实验教学研究与设计、实验创新能力培养、新技术的利用等维度阐释高中物理实验研究方面的思想精华，以高中物理实验教学中的诸多生动案例介绍实验教学中的理论成果。学校组织开展实验教学专题培训活动，能够丰富教师的知识储备，加深教师对实验教学的认识，进而提升教师的实验教学水平。

最后，做好教师绩效考核。绩效考核是学校对教师进行的一种管理，绩效考核与教师的生活水平以及幸福感相挂钩。在新时期，学校可以将实验教学水平作为物理教师日常绩效考核评价的重要方面，以起到增强教师实验教学观念的作用。

转变教师的实验教学认识是一个漫长的过程，学校需要将这项工作作为长期性的任务来抓，循序渐进、逐步渗透。

四、结语

综上所述，伴随着智能时代的到来，信息技术成为改善人们学习和生活方式的重要工具。物理学科作为基础性学科，与生活的联系更是十分密切，实验是物理教学中普遍应用的方式，教师可以将信息技术与以电学实验为代表的实验教学结合起来，充分发挥信息技术在实验教学方面的作用，推动我国实验教学的发展。相信在不久的将来，高中物理实验教学将会在信息技术的作用下朝着更加科学化和规范化的方向发展，学生的物理核心素养也会得到长远发展。