基于實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的研究

孫大軍

摘 要：核心素養(yǎng)是一種基于素質(zhì)課改所提出的全新思想導(dǎo)向，在促進(jìn)高中物理課實現(xiàn)系統(tǒng)革新方面發(fā)揮著重要的支撐作用。在高中物理教學(xué)領(lǐng)域，實驗是重要模塊，同時對學(xué)生學(xué)習(xí)素養(yǎng)具有嚴(yán)格要求。作為物理教師需要本著核心素養(yǎng)的培育目標(biāo)，對實驗?zāi)K的教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：高中物理;實驗教學(xué);核心素養(yǎng);培育

前言：對于高中生來講，在物理的學(xué)習(xí)道路上，實驗是重點的學(xué)習(xí)模塊，同時對學(xué)生的實驗思維和探究能力具有嚴(yán)格的要求。在核心素養(yǎng)的正確指導(dǎo)下，物理教師需要針對實驗?zāi)K進(jìn)行教學(xué)手段的全面創(chuàng)新。構(gòu)建優(yōu)質(zhì)、高效的實驗學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在環(huán)境的影響下通過教師的指導(dǎo)以及自主性的探究，有效地掌握實驗中所包含的基礎(chǔ)知識，全面提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

一、高中物理實驗教學(xué)和核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)是一種全新的指導(dǎo)思想，具體指教師在開展教學(xué)活動的過程中要注重從思維、能力等多個方面對學(xué)生的素質(zhì)進(jìn)行培訓(xùn)。而物理是高中一門關(guān)鍵性的科學(xué)課程，關(guān)乎著學(xué)生的科學(xué)探究品質(zhì)建設(shè)[1]。實驗作為該學(xué)科的重要組成要素，所具有的育人目標(biāo)十分突出。核心素養(yǎng)針對實驗?zāi)K提出了全新的教學(xué)要求，作為物理教師在開展實驗教學(xué)的過程中，需要從實驗觀念、科學(xué)思維、探究能力以及創(chuàng)新素養(yǎng)等層面出發(fā)對具體的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行明確，并在此基礎(chǔ)上對具體的教學(xué)活動進(jìn)行創(chuàng)新，從而讓學(xué)生經(jīng)過系統(tǒng)的探索和實踐，形成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灳?，全面提高學(xué)生整體的學(xué)科素養(yǎng)。

二、高中物理實驗教學(xué)中的核心素養(yǎng)培育分析

1.滲透物理文化，培養(yǎng)正確實驗觀

在實驗教學(xué)模塊，教師要注重物理文化的滲透，向?qū)W生介紹物理學(xué)家的典型研究經(jīng)歷，讓學(xué)生在科學(xué)家的感染和影響下形成正確的實驗學(xué)習(xí)認(rèn)知。同時，教師在圍繞具體實驗內(nèi)容開展課堂教學(xué)的過程中，需要立足實際情況考慮，將與之相關(guān)的物理學(xué)理論知識進(jìn)行有效的滲透，從而進(jìn)一步夯實學(xué)生的知識儲備基礎(chǔ)，以便學(xué)生可以在此基礎(chǔ)上規(guī)范、有序的參與到實驗探究當(dāng)中。

例如，教師將伽利略斜面實驗的相關(guān)內(nèi)容有效地滲透給學(xué)生，并引導(dǎo)學(xué)生通過資料搜集和分組討論的方式，對實驗背后所蘊含的科學(xué)原理進(jìn)行自主探析。并鼓勵學(xué)生在此基礎(chǔ)上，就“自由落體運動”進(jìn)行實驗操作與探究，從而讓學(xué)生在正確實驗認(rèn)知的支撐下，產(chǎn)生對實驗探究和學(xué)習(xí)的興趣，從而保證學(xué)生的學(xué)習(xí)行為更加規(guī)范。

2.構(gòu)建實驗情景，規(guī)范實驗思維

在開展實驗教學(xué)的過程中，教師需要注重對實驗情景進(jìn)行優(yōu)化[2]。借助多媒體開展輔助教學(xué)，將物理實驗有關(guān)的器材以及具體的操作流程在課堂上進(jìn)行直觀的展示，從而為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行思維發(fā)散，對具體的實驗步驟進(jìn)行明確，同時也能夠在環(huán)境的影響下培養(yǎng)學(xué)生形成良好的實驗思維，從而滿足核心素養(yǎng)背景下所提出的思維發(fā)散教學(xué)目標(biāo)。

例如，教師在針對“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”展開實驗教學(xué)時，則可以借助多媒體為學(xué)生展示電磁打點計時器的具體操作方法，以及小車、斜面的設(shè)置方法。以便學(xué)生通過直觀性的觀察形成扎實的記憶，并對具體的操作技巧加以理解，以便學(xué)生在接下來的實驗探究中，行為表現(xiàn)更加符合規(guī)范。

3.組織探究實驗，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

在開展實驗教學(xué)的過程中，教師需要積極踐行核心素養(yǎng)思想導(dǎo)向，重點加強學(xué)生探究能力以及科學(xué)素養(yǎng)的全面培養(yǎng)，對具體的實驗教學(xué)方式進(jìn)行創(chuàng)新。積極開展探究性實驗，鼓勵學(xué)生通過合作的方式對具體的實驗任務(wù)進(jìn)行自主探索、深入交流，從而加深學(xué)生對實驗內(nèi)容的掌握。同時也能夠讓學(xué)生在分組實驗探究的過程中形成良好的動手操作能力。

例如，教師在講解“探究求合力的方法”時，可以引導(dǎo)學(xué)生利用橡皮筋和彈簧進(jìn)行實驗自主探究。鼓勵學(xué)生分組探究，并根據(jù)具體的實驗現(xiàn)象進(jìn)行討論和交流，分析背后所蘊含的物理學(xué)原理。

4.設(shè)置虛擬實驗，突破教學(xué)難點

在實驗教學(xué)領(lǐng)域，有些實驗在實際操作和演示教學(xué)方面存在著一定難度和挑戰(zhàn)[3]。為了保證實驗難點得到有效突破，物理教師需要遵循核心素養(yǎng)培養(yǎng)需求，對具體的教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新。在計算機(jī)的支撐下構(gòu)建虛擬實驗，通過視頻和動畫的直觀展示，為學(xué)生展現(xiàn)生動的實驗操作流程，以便學(xué)生可以更加直觀的觀察實驗現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深入探究。

例如，教師在講解“帶電粒子在勻強磁場中的運動”時，可以借助計算機(jī)進(jìn)行虛擬實驗規(guī)范設(shè)置。并引導(dǎo)學(xué)生自主觀察實驗現(xiàn)象，分析具體的運動規(guī)律，通過小組互動交流的方式利用所學(xué)知識對物理現(xiàn)象進(jìn)行解釋，從而全面提高學(xué)生對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力。

5.開展實驗拓展，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力

在進(jìn)行物理實驗教學(xué)的過程中，教師需要注重實驗的進(jìn)一步拓展。在組織教材實驗的同時還需要注重實驗范圍的拓展。引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)實生活中合理的發(fā)掘?qū)嶒炈夭?，根?jù)自身的思想認(rèn)知和想法自主設(shè)計實驗，并通過實驗創(chuàng)新以及自主探索，實現(xiàn)學(xué)生實驗精神以及探究品質(zhì)的規(guī)范性培養(yǎng)。

例如，教師可以鼓勵學(xué)生根據(jù)生活中的靜電，自主設(shè)計靜電除塵器。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身對靜電現(xiàn)象的掌握，利用生活中的材料自主設(shè)計小實驗?zāi)Ｐ秃推鞑?。通過塑料瓶、鐵絲等器材的干預(yù)構(gòu)建實驗?zāi)Ｐ?，并通過動手操作完成實驗裝置創(chuàng)新設(shè)計。在此過程中，教師需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)，根據(jù)學(xué)生的創(chuàng)新思路給予一定的可行性指導(dǎo)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)和探索的過程中能夠保證探究行為更加規(guī)范。

同時，在核心素養(yǎng)的支撐下，教師需要針對學(xué)生的探究行為給予一定的情感激勵。通過語言激勵和作品展示等多種方式，讓學(xué)生產(chǎn)生自信，并在積極的學(xué)習(xí)活動，積極參與實驗創(chuàng)新設(shè)計。

結(jié)論：依前所述，在高中階段，物理是重要的科學(xué)課程，同時實驗又是學(xué)科的重要組成，是影響學(xué)生思維建設(shè)的重要載體。在開展實驗教學(xué)的過程中，教師需要遵循核心素養(yǎng)所提出的具體教學(xué)要求，合理的滲透物理文化，規(guī)范實驗情景構(gòu)建，注重探究實驗的組織，以及虛擬實驗的設(shè)計，鼓勵學(xué)生從生活中進(jìn)行實驗拓展和創(chuàng)新，從而實現(xiàn)學(xué)生綜合品質(zhì)的有效培養(yǎng)，支撐學(xué)生在物理學(xué)科范疇內(nèi)獲得更深的發(fā)展造詣。

參考文獻(xiàn)

[1]趙忠文.聚焦高中物理實驗提升學(xué)生核心素養(yǎng)[J].課程教育研究，2019（52）：213.

[2]汪康.核心素養(yǎng)背景下高中物理實驗的教學(xué)思考[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2019（07）：140.

[3]陳小平.創(chuàng)新實驗設(shè)計，培養(yǎng)高中生的物理核心素養(yǎng)[J].課程教學(xué)研究，2016（10）：67-71.

山東省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃教學(xué)專項課題《基于學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)教育課程與教學(xué)改革研究》子課題“通過物理實驗培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的校本研究”階段研究成果（課題批準(zhǔn)號XJ0575）