如何在實驗教學中提升高中物理核心素養(yǎng)*

鄭 珍

(福建省漳州第一中學 福建 漳州 363000)

高中物理作為高中學習階段重要的科目之一，同時在學生的高考過程中占有重要的比例，由此可見高中物理教學的重要性。物理學科的核心素養(yǎng)不僅包括對學生物理觀念、實驗探究方面，而且還包括學生的科學態(tài)度、責任以及科學思維。教師在教學過程中通過對以往教學方式的改革，充分重視實驗教學在課堂中的應用很好地尊重了學生的主體地位，同樣學生的動手操作能力和物理學習興趣能夠有效提升，為高效課堂的建立奠定了基礎。對此，本文有以下幾種看法。

1.物理實驗教學對提高學生核心素養(yǎng)的意義

同學們在高中階段所接觸到的物理是對于初中物理學習的知識進行的必要拓展延伸，能夠讓同學們看到更為奇妙、更為神秘的物理大千世界，對于學生物理學習能力的發(fā)展，以及對于事物發(fā)展規(guī)律的探索興趣的激發(fā)都有非常重要的作用。長久以來，都是你們以實驗為基礎的學科，必要的物理實驗在課堂教學中的融合，不僅能夠讓同學們更加深刻的了解物理知識的呈現(xiàn)過程，同時也能讓同學們掌握一種透過現(xiàn)象看本質(zhì)的探究能力，教師進行有計劃的物理實驗的設計更是可以讓同學們在以往的照本宣科的課堂講解模式當中尋找出教學的創(chuàng)新和物理研究的亮點，這對于同學們來講是非常有吸引力的，同時也是進行物理教學改革、課堂教學模式創(chuàng)新的一個重要途徑。每一位物理教師都應該對實驗教學在課堂上所發(fā)揮的對學生核心素養(yǎng)提高的重要意義有深刻的認識。

1.1 物理實驗教學有利于提高學生的學習積極性。高中階段的學生往往面臨著高考等各方面的壓力，在此環(huán)境下學生的學習氛圍是較為壓抑的。教師在物理教學過程中利用實驗的方式能改善學生的學習方式，促使學生以積極的心態(tài)面對學習中的問題。并且在高中物理實驗過程中，學生通過實驗操作，能夠很好地展現(xiàn)出學生本身物理基礎知識的形成和發(fā)展。在實驗操作過程中，鍛煉自己的動手操作能力以及對物理知識的理解能力，學生的物理視野得到了很好的發(fā)散，從而間接性地提高了學生的物理水平和物理素養(yǎng)。其次，教師通過為學生創(chuàng)設具有趣味性的實驗來激發(fā)學生對物理知識的學習興趣，在興趣的引導下，學生能夠更加自主地進行物理實驗教學內(nèi)容的探究。因此，物理教師在設計物理實驗內(nèi)容時，可以根據(jù)學生的物理水平、興趣愛好以及操作能力等方面來進行相關實驗，讓學生可以在輕松愉快的氛圍下進行物理知識的學習，從而幫助學生更輕松、簡單地完成物理的相關實驗，提高學生對于物理實驗的學習興趣。學生的物理實驗興趣還能夠拓展學生的物理思維，使他們在遇到物理困難時能夠想到更多的解決方法，從而有效提高物理實驗的完成效率，使得教師的物理實驗課堂教學效率能夠在課堂中得到很好的提高。由此可見，在高中物理教學中利用實驗教學的方式對學生的物理學習興趣培養(yǎng)以及物理概念等知識點的理解都有著一定程度的幫助，能夠使得學生更加積極主動地參與到物理實驗學習之中。[1]

1.2 物理實驗教學有利于提高學生的物理綜合素養(yǎng)。隨著社會的不斷發(fā)展，社會對人才的要求也越來越高，因此培養(yǎng)學生以合作精神為主的素養(yǎng)也顯得尤為重要，學生之間的交流合作能夠很好地促進團隊精神的形成，同時還能改善學生的學習環(huán)境和學習氛圍。另外，教師要充分重視實驗教學對學生物理核心素養(yǎng)的重要性，充分利用實驗教學的優(yōu)點來提高學生的學習積極性，讓學生在學習中能夠更加自主地加入高中物理實驗學習中，從而更好地提高學生的動手能力和思考能力。實驗教學的重點為“合作”，學生在面對高中物理這門抽象性和思考性較強的學科，僅憑借一個人的力量來完成一項物理實驗是難度較大的，通過小組合作的方式學生能夠更好地完成物理實驗，并且還能掌握實驗的原理，提高學生的動手操作能力和學習能力。利用物理實驗進行教學，能夠?qū)⒁恍┪锢碇R點以更加形象的方式展現(xiàn)出來，而物理實驗并非是動手操作，教師可以利用信息技術等手段來引導學生對相關實驗進行觀察，通過觀看實驗為學生的操作奠定良好的基礎，讓學生在真正的實驗中有一個基本的目標，從而促進學生的學習。利用物理實驗教學學生的主體作業(yè)能很好地發(fā)揮出來，同時學生的創(chuàng)新性物理思維也能夠在實驗教學中得到更好的發(fā)展，以此促進了學生的核心素養(yǎng)發(fā)展。

2.物理實驗教學提高學生核心素養(yǎng)相關策略

2.1 創(chuàng)設實驗問題情境，促進學生自主思考。在高中物理實驗教學過程中，教師可以通過創(chuàng)設實驗之前的問題情境來促進學生的自主思考。所謂實驗問題情境是指教師通過問題提問的方式為來幫助學生了解一些與實驗相關的內(nèi)容，從而使得學生的實驗學習和操作能夠得到高效地開展。[2]

例如，在“用打點計時器測速度”的實驗教學過程中，教師可以通過為學生創(chuàng)設問題情境來促進學生的自主思考。在實驗開始之前，教師可以提出類似于“同學們是否知道打點計時器分為哪兩種呢？這兩種計時器有何區(qū)別？”的問題來引發(fā)學生的思考。之后，教師便為學生對這兩種打點計時器的使用方式進行展示。在展示之前，教師先列舉出幾個問題來引導學生自主思考。如，怎樣根據(jù)紙帶上的點跡來計算紙帶的平均速度？如果紙帶上的點跡分布不均勻，那么點跡秘密集的地方表示運動的速度較大還是較小呢？教師通過兩個問題來誘發(fā)學生對于實驗的思考，讓學生帶著問題去進行實驗。其次，教師為學生介紹一些實驗所用的器材以及注意事項，借此保障學生的實驗可以安全順利地進行。利用此種教學方式不僅為學生營造了問題相關情境，同時還能提高學生的思考能力，有助于學生物理核心素養(yǎng)的提升。

2.2 利用信息技術教學，創(chuàng)新實驗教學方法。雖然國家對教育的投資力度很大，但是也有一些學校中教學資源并非十分豐富，讓每一名學生都親自進行物理的實驗是不現(xiàn)實的，因此，教師就需要對教學的方法進行創(chuàng)新。隨著信息技術的不斷發(fā)展和應用，在進行物理實驗教學時將信息技術與課堂教學相結合是當前教育的發(fā)展趨勢，越來越多的教師開始重視這一方面的教學，物理教師就可以通過信息技術來開展物理的實驗教學，借此來激發(fā)學生的物理實驗興趣。

例如，在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗教學中，教師可以借助信息技術的方式來為學生傳授其中所包含的知識點。在課堂一開始，教師將這個實驗的具體步驟從頭到尾的以微課的形式進行展現(xiàn)，讓學生通過仔細觀察實驗的每一個步驟，并對這些步驟進行總結，以此來提高學生的理解能力。首先，通過視頻學生能夠看到實驗的器材包括帶有滑輪的長木板、鉤碼、小車、打點計時器、細繩以及紙帶。實驗的第一步則是用鉤碼掛住小車，并將打點計時器和紙帶的位置擺放正確。其次便是啟動打點計時器，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上留下一行小點，隨即關閉電源。但是為了保證數(shù)據(jù)的準確性是需要對其進行多次測量和記錄的。最后，教師引導學生記錄實驗中所包含的結果計算方法和技巧等。利用信息技術進行實驗教學的方式不僅緩解了實驗器材不足的情況，同時還使得學生的學習興趣得到有效提升，從而促進學生對知識的理解和掌握。

2.3 采取分層實驗教學，提高學生實驗自信。由于高中學生對于物理的學習基礎以及學習能力大不相同，教師在物理實驗的教學過程中若只是注重授課進度而忽略學生的能力培養(yǎng)則很可能導致學生對物理學習產(chǎn)生厭煩的情緒。分層實驗教學的方式是指教師通過將實驗內(nèi)容以由簡到難、由淺入深的方式進行講解，從而更好地提高學生的物理學習自信心。

例如，在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗教學過程中，教師可以采取分層實驗教學的方式來進行探究。首先，教師以生活中的實例來吸引學生的學習興趣。教師列舉出：一般小汽車從靜止狀態(tài)加速到100km/h，只需要十幾秒的時間，而滿載的火車就相對慢很多，同學們說這是為什么呢？其次，教師先為學生設計加速度與力的關系的實驗。教師為學生展示出實驗的基本思路，即保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同的力的作用下的加速度，從而分析加速度與力之間的關系，并設置以a為縱坐標，F(xiàn)為橫坐標的坐標系對其進行多次操作下的記錄。在此之后，教師為學生設置加速度與質(zhì)量的關系實驗，并為學生介紹實驗的基本思路，即，保持物體所受的力相同，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，從而分析加速度與質(zhì)量的關系，并設計m，a的坐標系，觀察兩者之間的關系。最后，在教師的引導之下來鼓勵學生自己進行實驗的操作，在此過程中，教師可以為學生制定實驗方案時的兩個問題，第一個問題為怎樣測量比較物體的加速度？第二個問題為怎樣提供并測量物體所受的恒力。利用分層實驗的教學方式使得班級中的每一位學生都能從中學到一些知識，提高了學生的學習自信心，促進了學生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。

2.4 通過小組合作實驗，提高學生操作能力。實驗教學的最終目的是為了提高學生的綜合素養(yǎng)，幫助學生更好的掌握相關的物理專業(yè)知識。物理只是一般具有較強的邏輯性和思考性，在教師的教學過程中僅僅憑借一個人的力量是難以完成一個難度較大的實驗。在此背景下，教師通過分組合作的方式來引導學生進行實驗操作，從而更好地提高學生的實踐能力。

例如，在“測量電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗教學過程中，教師可以采取小組分工合作的方式來為學生講解相關的知識。首先，教師應將班級中的學生等分為幾個小組，并且每個小組都挑選出一位物理成績較好且學習操作能力較強的學生來擔任組長，組長在此過程中起到監(jiān)督和管理的作用。其次，在教師為學生介紹本實驗的原理之后再由教師引導學生以小組為單位開展實驗的學習，并由組長對學生的工作進行安排。小組中的A同學負責利用較粗的銅絲和鐵絲并相隔幾毫米插入一個蘋果當中，通過改變插入的深度來觀察電池電阻的大小。由小組中的B同學對電阻的大小進行記錄，將閉合開關后直流電壓等數(shù)據(jù)繪制成表格的形式進行展示。小組中的C同學則負責對實驗現(xiàn)象的解釋。利用此種教學方式使得小組中的每一個學生都有自己的任務做，從而更好地鍛煉了學生的實踐操作能力，為學生物理核心素養(yǎng)的形成奠定了良好的基礎。

總而言之，在高中物理教學過程中，教師要重視實驗教學在學生物理知識理解過程中的重要意義，借助實驗教學的方式提高學生的綜合能力。同時，教師應不斷創(chuàng)新實驗的教學方式，通過改善以往單一式的教學方式來體現(xiàn)學生的主體地位，從而促使學生更加積極主動地參與到教師的實驗活動中來，借此提高學生的物理核心素養(yǎng)和綜合能力。