核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中物理實驗教學(xué)創(chuàng)新策略

■文/王先義

隨著新課改的不斷推進，學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)引起了教師的高度重視。在高中階段的物理教學(xué)中，教師除了確保學(xué)生掌握相關(guān)的物理知識，同時要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、實踐應(yīng)用能力等，以提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。作為高中物理教學(xué)中的重要組成部分，物理實驗可以使學(xué)生對相關(guān)物理知識、物理現(xiàn)象有更為深入的理解，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。高中物理實驗教學(xué)應(yīng)以提升高中生的核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目標，為學(xué)生未來的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

一、核心素養(yǎng)內(nèi)涵

核心素養(yǎng)是知識、能力和態(tài)度具體化、綜合化的表現(xiàn)，它明確了學(xué)生應(yīng)該具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需求的必備品格和關(guān)鍵能力。教師將培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)作為人才培養(yǎng)的目標，符合社會的發(fā)展需求，能夠培養(yǎng)出更多高素質(zhì)、有能力的人才。在高中物理教學(xué)過程中，教師不僅要讓學(xué)生掌握課本上的知識，還要著重發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，基于物理學(xué)科的核心素養(yǎng)進行教學(xué)設(shè)計。

二、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要性

（一）促進學(xué)生個人發(fā)展

過去的教育偏重應(yīng)試教育，很多學(xué)校和教師的培養(yǎng)目標是讓學(xué)生考出好成績，普遍存在以分數(shù)為尊的理念。在這種應(yīng)試教育模式下，一些學(xué)生雖然成績很好但實踐能力較弱。為了促進學(xué)生的全面發(fā)展，為社會培養(yǎng)更多真正有能力、思想觀念先進的人才，教師應(yīng)提高對核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重視程度。物理核心素養(yǎng)不僅強調(diào)物理基礎(chǔ)知識，更注重對學(xué)生物理思維的訓(xùn)練?？茖W(xué)探究能力是學(xué)生需要掌握的基本能力之一，教師可通過提出問題、建立假設(shè)、設(shè)計實驗、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、得出結(jié)論等實驗步驟，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、動手操作的能力。

（二）促進社會發(fā)展

當前，我國社會需要的人才不再是從事機械勞動的工人，而是能夠提供創(chuàng)意和創(chuàng)造的創(chuàng)新型人才。新時期教育改革強調(diào)，在學(xué)習(xí)知識的同時，著重鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，發(fā)展他們的科學(xué)思維和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，促進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進步。

三、核心素養(yǎng)下的高中物理教學(xué)問題

（一）教師素養(yǎng)有待提升

自教育改革以來，許多高中教師在積極踐行和探索以提升核心素養(yǎng)為目標的教學(xué)方式。但是在實際教學(xué)過程中，許多高中教師仍然受傳統(tǒng)觀念影響，對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)缺乏正確的認識，他們過于關(guān)注學(xué)生的成績，忽視了對學(xué)生的素質(zhì)教育，導(dǎo)致部分學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。同時，在高中物理實驗中，部分教師為了節(jié)省時間或是趕課程進度，會直接告訴學(xué)生實驗步驟，甚至以教師演示代替學(xué)生實驗。

（二）物理課重視程度不夠

在中學(xué)階段，物理是一門全新的科目。由于學(xué)生對物理的認識程度不足，且物理學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣不大。教師作為教學(xué)活動的引導(dǎo)者，應(yīng)該在教學(xué)中發(fā)揮引導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。但是，一些教師在教學(xué)過程中照本宣科，講解內(nèi)容通常浮于表面，無法有效地激發(fā)學(xué)生的興趣，這在一定程度上影響了教學(xué)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量，不利于學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（三）實驗室設(shè)備不完善

物理實驗教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，比如人教版物理實驗?zāi)夸浿械挠么螯c計時器研究自由落體運動、伽利略斜面實驗等。這些實驗對提高學(xué)生的邏輯思維能力和實踐能力具有積極作用，但是就當前的教學(xué)情況而言，部分學(xué)校的實驗課程較少，實驗室環(huán)境較差，實驗器材也相對不足，存在保管不妥善等問題。這導(dǎo)致學(xué)生無法有效鍛煉實踐操作能力，限制了學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

四、基于核心素養(yǎng)的高中物理實驗教學(xué)創(chuàng)新策略

（一）突破傳統(tǒng)模式，強化物理觀念

教師只有改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，才能適應(yīng)新的教育觀念。因為物理知識較為抽象，很多學(xué)生難以理解物理概念和規(guī)律，所以教師要通過演示實驗加深學(xué)生對物理概念的理解。例如，在講解瞬時速度這一概念時，教師可以為學(xué)生演示木塊從平整傾斜的長木塊上下滑的過程。學(xué)生經(jīng)過討論，可能會提出測時間、全程位移和時間，但無法證明其速度越來越快。在此基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生分兩段、四段、八段測量時間。但在具體演示過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)木塊的下滑速度太快，無法測量每段位移的時間。這時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將紅墨水裝在注射器里，每隔一定時間滴一滴，并用橡皮筋綁在物體上進行演示。教師創(chuàng)設(shè)具體的速度變化情境，并引導(dǎo)學(xué)生對這一具體情境進行分析，能夠讓學(xué)生認識到引入瞬時速度的必要性，使學(xué)生在具體問題情境中理解極限的含義，加深對瞬時速度的理解。另外，實驗探究能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生解決問題的能力。

（二）開設(shè)課外實驗，鍛煉探究能力

教師平時可以安排一些小項目實驗，讓學(xué)生在現(xiàn)場自主探究。教師可將探究類問題設(shè)置成實際操作問題，以充分鍛煉學(xué)生的動手實驗?zāi)芰?。例如，在學(xué)習(xí)“運動的描述”公式時，教師可以放手讓學(xué)生嘗試利用身邊常見的小物品設(shè)計一套實驗小方案，測量一個從2米高處垂直下落的小球的最大落地平均速度。學(xué)生在實驗過程中，加深了對瞬時落下速度、平均墜落速度概念等的理解。此外，教師要適當引導(dǎo)學(xué)生，幫助學(xué)生完成探究。對于每名學(xué)生獨立設(shè)計的實驗方案，教師要給予充分肯定，有效提高學(xué)生的獨立探究能力。

開設(shè)課外實驗是為了讓教師在教學(xué)過程中提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，因此，相對完備的物理實驗室是必要的，這樣教師才可以更好地開展實驗教學(xué)。同時，在進行物理實驗時，教師可以使用過程式教學(xué)法，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生自主參與實驗，讓學(xué)生通過一系列的實驗步驟了解物理問題，進而得出科學(xué)的結(jié)論，以此培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和實踐能力。

（三）開展合作探究，促進全面發(fā)展

在高中物理教學(xué)中，教師要始終注重培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的實踐能力，在實踐中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，促進學(xué)生的全面發(fā)展。教師應(yīng)著重考慮高中生的特點，采取合作和探究的教學(xué)方法。例如，在證實摩擦力守恒的物理實驗活動中，教師可以考慮采用學(xué)生分組參與實驗操作的方式，讓學(xué)生進行物理實驗課題探究，增強學(xué)生的溝通技巧和集體合作意識。學(xué)生小組之間可以互相溝通，分享其物理實驗思路。一些學(xué)習(xí)能力較強的學(xué)生，可以分享他們的物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗；而物理基礎(chǔ)能力較弱的學(xué)生，往往難以在短期內(nèi)獨立完成全部實驗環(huán)節(jié)，在這種情況下，他們可以通過教師的引導(dǎo)或同學(xué)的幫助，逐漸提高自身的實踐能力。

（四）加強數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)科學(xué)精神

認真求實是探索科學(xué)知識的基礎(chǔ)，教師在教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生實事求是、勇于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。教師可以在教學(xué)中適時介紹一些物理歷史，如庫侖定律的歷史。庫侖定律強調(diào)力和距離的平方成反比。多年來，許多物理學(xué)家精心設(shè)計實驗，探索庫侖定律的準確性，目前精確度最高已經(jīng)達到10-16的數(shù)量級。通過教師的介紹，學(xué)生能夠感受到物理學(xué)家嚴謹認真的實驗態(tài)度和鍥而不舍的科學(xué)精神，繼而，在學(xué)生進行物理實驗時，教師要求學(xué)生認真記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，進行誤差分析。這可以幫助學(xué)生正確地設(shè)計實驗方案，選擇適合的實驗儀器，深入理解實驗原理，使學(xué)生養(yǎng)成嚴謹?shù)膶嶒灢僮髁?xí)慣。在物理實驗中，部分學(xué)生做完實驗后沒有進行誤差分析，有些學(xué)生為得到正確的實驗結(jié)論，隨意改動實驗數(shù)據(jù)，導(dǎo)致實驗失去意義。教師要耐心地培養(yǎng)學(xué)生的實驗態(tài)度和規(guī)范的實驗操作意識，這對于學(xué)生今后的職業(yè)規(guī)劃和人生發(fā)展具有重要意義。

為了適應(yīng)社會與時代的需求，教師需要改變教學(xué)觀念和教學(xué)方式，全面提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。在教學(xué)設(shè)計中，教師要根據(jù)高中生的具體情況和教學(xué)目標，設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生思考，以小組合作形式組織科學(xué)探究活動，讓學(xué)生在課堂中發(fā)展科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。