淺談基于核心素養培養的高中物理實驗教學

摘 要：核心素養是教育改革背景下對我國學科教學提出的重要目標，物理作為高中階段的重要科目之一，在教學中培養學生的學科核心素養是教師的重要任務之一。物理是一門實驗學科，物理實驗教學是培養學生核心素養的重要途徑，有助于提高學生的探索和交流能力，塑造良好的實驗思維能力和創新意識。本文將探討如何通過高中物理實驗培養學生的核心素養。

關鍵詞：核心素養;實驗教學;要點;策略

一、 前言

進入21世紀之后，科學技術和社會經濟的快速發展推動了各國之間的頻繁交流，也使得國家之間的競爭變得越來越激烈。在以創新為主題的時代背景下，具有核心素養的人才資源是國家競爭力的重要影響因素。因此，我國在新世紀推動教育改革，希望可以有效改善學生核心素養培養的情況。根據我國教育部在2016年9月頒布的《普通高中物理課程標準修訂稿（征求意見稿）》的內容，物理核心素養是學生在接受物理教育的過程中逐步形成的適合個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。因此在物理教學實踐的過程中，教師必須重視學生核心素養的培養。實驗教學是提高學生核心素養的重要舉措，具有深入研究的意義。

二、 核心素養簡述

（一） 核心素養的內涵

核心素養這一概念在我國被正式提出是在2014年，它是指學生必須具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生成長發展中最關鍵和基礎的素養，是知識、能力和態度的綜合表現。教育是發展核心素養的重要途徑，將核心素養培養引入到教育實踐中是我國新時期教育改革的重要內容。

（二） 物理核心素養的內涵

不同學科的核心素養既有共通之處，同時也具有個性化特征，只有明晰學科在特定核心素養形成和提升上的教育意義，才能構建起學科和核心素養的關聯，將學科的育人價值充分發掘出來。根據核心素養的定義，物理學科的核心素養主要由四個部分構成，分別是物理觀念與應用、物理思維與創新、實驗探究與交流、科學態度與責任。

其中物理觀念代表的是對物質、運動、相互作用以及能量等內容的基本認知，也就是說在高中階段的物理教學中要使學生形成經典物理觀念，在此基礎上解釋各類自然現象或是解決實際問題。

物理思維和創新主要由科學推理、科學論證、模型構建、質疑創新等要素構成，高中階段的物理教學要讓學生逐漸形成構建模型、正確運用科學思維進行推理、論證的能力以及批判性思維意識。

實驗探究與交流是指提出物理問題，形成猜想和假設，獲得結論并做出解釋，并對整個探索的過程進行交流、討論和反思。簡單來講，在高中物理學習的過程中，教師要引導學生形成實驗探索的意識，善于在學習和生活中發現新問題，并對其進行猜測、假設，在此基礎上設計、開展探究活動，獲得實驗探究結果并對其做出的解釋。

科學態度和責任包含科學本質、科學態度、科學倫理以及STSE等要素，高中階段物理教學要讓學生明白科學的本質，具有深入學習和研究物理學科的好奇心和探索欲，同時要做到事實就是、嚴謹認真，具有節能環保和可持續發展意識。

三、 高中物理實驗教學中培養學生核心素養的要點分析

（一） 培養學生良好的習慣和優秀品質

對于一個志于學習的人而言，良好的習慣是十分必要的，因為它會直接影響到學習的成效。在物理實驗教學中，引導學生形成良好的習慣對于其核心素養的培養具有積極促進作用，它是科學態度、學科觀念、思維能力培養的基礎。在實驗中可以讓學生形成的良好習慣包括認真觀察、友好交流等，認真觀察可以讓學生更好地掌握物理實驗的特質。友好交流溝通則可以幫助學生了解不同意見，取長補短，變得更加優秀。除此之外，科學品質也是核心素養培養中不可缺少的，科學品質包括實事求是的態度、堅持真理的精神以及百折不撓的意志等。

（二） 注重物理觀念的建構

物理觀念是物理學科的最基本內容，在高中階段，包括物質、運動、能量和相互作用等。高中物理實驗教學的目標不是為了讓學生掌握解題的方法技巧，而是讓其領悟實驗中所包含的思維邏輯，在體驗探索的過程中感受物理學科的魅力，形成良好的行為習慣和能力意識，而這一切都依托于物理觀念建構的這一過程，只有了解物理實驗的原理，具備物理觀念的概念，才能真正理解實驗的奧妙和內涵，實現核心素養的提高。

（三） 注重培養科學思維和創新能力

在21世紀，創新已經成為時代發展的主題，只有創新才能為社會建設和發展提供不竭的動力，因此創新能力被納入學生核心素養之中。在高中物理實驗教學中，創新能力是發展學生核心素養不可缺少的一個環節。而實驗教學本身在創新能力培養上具有顯著的優勢，學生在參與實驗的過程中，對實驗現象進行觀察、對實驗原理進行分析、對實驗數據進行理解、對實驗結果進行探討交流等行為都有助于創新意識和能力的形成，而這一切的基礎都要求學生積極自主的參與并完成實驗過程。

（四） 注重問題解決能力的培養

在高中物理實驗教學中，不能讓學生死板的記住物理概念、實驗原理等內容，還需要在此基礎上進一步拓展延伸，將其應用于解決實際問題中，如此才能將物理學習的價值發揮出來。這要求教師在教學設計和實施的過程中重視情境的創設，在學習生活中注重自主發現、探索問題，建立物理學習和生活實踐之間的聯系。

四、 在高中物理實驗教學中培養學生核心素養的策略研究

物理實驗在高中物理教材中占據了很大的一部分，實驗的類型也是各種各樣，側重點也不同。在進行物理實驗教學的過程中，想要有效培養學生的核心素養，應在準確把握其要點的基礎上，選擇科學合理的策略，如此才能取得理想的效果。接下來筆者將結合實例提出幾點策略。

（一） 結合教材進行演示實驗

就當前我國高中物理教學實踐來看，課堂教學占據了大部分的時間，而且很多教材中包含的實驗都會在課堂上進行演示，教師應充分利用實驗演示培養學生的核心素養。在實際操作的過程中，一般由教師演示，學生觀察。在觀摩教師演示實驗的過程中，教師要預先設置一定的問題，讓學生有目的地進行觀察，這樣更能夠集中學生的注意力，使學生形成良好的實驗態度和實驗習慣。例如，在《自由落體運動》這一課的教學中，教師可以選擇一些生活中常見的失誤，如硬幣、粉筆、羽毛等分別在真空環境下演示下落，會發現它們到達底部的時間相同，這種異于“常識”的現象能夠有效吸引學生的注意力。

此外，教師還可以利用先進的教學技術工具對教材中的實驗素材進行挖掘以培養學生的核心素養，例如在進行《分子熱運動》這一課的教學中，可以組織學生使用光學顯微鏡對布朗運動進行觀測，同時利用多媒體技術將顯微鏡下的畫面直接投影到教室前面的幕布上，這樣可以使所有學生同時觀察。目前，一些經濟實力雄厚的高中都已經在教室中建立了數字實驗室系統，很多難以測量的實驗都可以依托該系統完成。

（二） 組織學生開展分組實驗、提升其物理核心素養

在進行高中物理實驗的過程中，為了使所有學生都能夠實際參與到實驗中，教師要對學生進行合理的分組，使每個學生都承擔一定的分工，共同配合完成整個實驗探究的過程。在小組之內，各成員根據自己的擅長點進行工作的分配，如動手操作能力強的可以進行器材調試，理論知識扎實的可以進行實驗方案的設計。這樣一來所有學生都可以直接獲得學習體驗，參與到實驗觀察和操作中，獲得更加深刻的體驗。

綜合來看，分組實驗對于學生觀察能力、實踐操作能力的培養具有顯著作用，學生可以充分發揮自身的優勢，運用物理知識和自身的能力解決實際問題，將理論和實踐有機地結合起來。

（三） 充分利用課后探究性實驗培養學生的核心素養

在高中物理教材中設置課后探究性實驗的目的是全面培養學生的核心素養，給出特定的研究課題，讓學生獨立設計實驗并實施，其意義在于激發學生的主觀能動性，塑造其創造性思維，提高其解決實際問題的能力。在進行探究性實驗教學的過程中，教師要引導學生進行提出問題、提出假設、設計實驗、精確觀察測量、深入思考分析、綜合推理活動規律。在這一過程中，學生往往會經過多次的失敗和調整優化之后才能獲得最佳的方案，這有利于學生科學探索精神和品質的培養。而教師所發揮的作用就是對學生提供正確的指導，通過啟發式教學幫助學生找對思路，或是為學生提供所需的參考資料和器材，對學生的實驗方案和結果做出評價。

（四） 鼓勵學生積極參加物理競賽，培養核心素養

在學生物理核心素養培養的過程中，創新性實驗具有巨大的價值，現如今，很多學校都會定期組織開展物理創新類活動，這些活動貼近生活，形式豐富，可以有效地激發學生的創新性思維和創造力。因此在日常教學中，教師應鼓勵學生去參加這類物理競賽類活動，在活動中，學生需要根據具體的題目獨立進行問題的設計、實驗的設計以及實驗的實施、結論的總結，不斷創新、完善自我，這對學生的思維能力、模型建構能力、問題解決能力都是不小的挑戰。

五、 結語

綜上所述，在高中物理教學中，實驗教學是培養學生核心素養的重要途徑，教師應根據學生的特點以及核心素養的內容采取科學合理的教學策略，讓學生深度參與到實驗探索過程中，獲得最通透的知識和理念，實現核心素養的提升。

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作者簡介：

潘文永，浙江省紹興市，浙江省紹興市新昌縣澄潭中學。