基于實驗教學培養學生物理核心素養的研究

孫大軍

摘 要：核心素養是一種基于素質課改所提出的全新思想導向，在促進高中物理課實現系統革新方面發揮著重要的支撐作用。在高中物理教學領域，實驗是重要模塊，同時對學生學習素養具有嚴格要求。作為物理教師需要本著核心素養的培育目標，對實驗模塊的教學方法進行創新。

關鍵詞：高中物理;實驗教學;核心素養;培育

前言：對于高中生來講，在物理的學習道路上，實驗是重點的學習模塊，同時對學生的實驗思維和探究能力具有嚴格的要求。在核心素養的正確指導下，物理教師需要針對實驗模塊進行教學手段的全面創新。構建優質、高效的實驗學習環境，讓學生在環境的影響下通過教師的指導以及自主性的探究，有效地掌握實驗中所包含的基礎知識，全面提高學生的學科素養。

一、高中物理實驗教學和核心素養

核心素養是一種全新的指導思想，具體指教師在開展教學活動的過程中要注重從思維、能力等多個方面對學生的素質進行培訓。而物理是高中一門關鍵性的科學課程，關乎著學生的科學探究品質建設[1]。實驗作為該學科的重要組成要素，所具有的育人目標十分突出。核心素養針對實驗模塊提出了全新的教學要求，作為物理教師在開展實驗教學的過程中，需要從實驗觀念、科學思維、探究能力以及創新素養等層面出發對具體的教學目標進行明確，并在此基礎上對具體的教學活動進行創新，從而讓學生經過系統的探索和實踐，形成科學、嚴謹的實驗精神，全面提高學生整體的學科素養。

二、高中物理實驗教學中的核心素養培育分析

1.滲透物理文化，培養正確實驗觀

在實驗教學模塊，教師要注重物理文化的滲透，向學生介紹物理學家的典型研究經歷，讓學生在科學家的感染和影響下形成正確的實驗學習認知。同時，教師在圍繞具體實驗內容開展課堂教學的過程中，需要立足實際情況考慮，將與之相關的物理學理論知識進行有效的滲透，從而進一步夯實學生的知識儲備基礎，以便學生可以在此基礎上規范、有序的參與到實驗探究當中。

例如，教師將伽利略斜面實驗的相關內容有效地滲透給學生，并引導學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原理進行自主探析。并鼓勵學生在此基礎上，就“自由落體運動”進行實驗操作與探究，從而讓學生在正確實驗認知的支撐下，產生對實驗探究和學習的興趣，從而保證學生的學習行為更加規范。

2.構建實驗情景，規范實驗思維

在開展實驗教學的過程中，教師需要注重對實驗情景進行優化[2]。借助多媒體開展輔助教學，將物理實驗有關的器材以及具體的操作流程在課堂上進行直觀的展示，從而為學生營造良好的學習環境，引導學生在此基礎上進行思維發散，對具體的實驗步驟進行明確，同時也能夠在環境的影響下培養學生形成良好的實驗思維，從而滿足核心素養背景下所提出的思維發散教學目標。

例如，教師在針對“探究小車速度隨時間變化的規律”展開實驗教學時，則可以借助多媒體為學生展示電磁打點計時器的具體操作方法，以及小車、斜面的設置方法。以便學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，以便學生在接下來的實驗探究中，行為表現更加符合規范。

3.組織探究實驗，培養科學素養

在開展實驗教學的過程中，教師需要積極踐行核心素養思想導向，重點加強學生探究能力以及科學素養的全面培養，對具體的實驗教學方式進行創新。積極開展探究性實驗，鼓勵學生通過合作的方式對具體的實驗任務進行自主探索、深入交流，從而加深學生對實驗內容的掌握。同時也能夠讓學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，可以引導學生利用橡皮筋和彈簧進行實驗自主探究。鼓勵學生分組探究，并根據具體的實驗現象進行討論和交流，分析背后所蘊含的物理學原理。

4.設置虛擬實驗，突破教學難點

在實驗教學領域，有些實驗在實際操作和演示教學方面存在著一定難度和挑戰[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培養需求，對具體的教學模式進行創新。在計算機的支撐下構建虛擬實驗，通過視頻和動畫的直觀展示，為學生展現生動的實驗操作流程，以便學生可以更加直觀的觀察實驗現象，并在此基礎上進行深入探究。

例如，教師在講解“帶電粒子在勻強磁場中的運動”時，可以借助計算機進行虛擬實驗規范設置。并引導學生自主觀察實驗現象，分析具體的運動規律，通過小組互動交流的方式利用所學知識對物理現象進行解釋，從而全面提高學生對基礎知識的應用能力。

5.開展實驗拓展，激發學生創新能力

在進行物理實驗教學的過程中，教師需要注重實驗的進一步拓展。在組織教材實驗的同時還需要注重實驗范圍的拓展。引導學生從現實生活中合理的發掘實驗素材，根據自身的思想認知和想法自主設計實驗，并通過實驗創新以及自主探索，實現學生實驗精神以及探究品質的規范性培養。

例如，教師可以鼓勵學生根據生活中的靜電，自主設計靜電除塵器。引導學生根據自身對靜電現象的掌握，利用生活中的材料自主設計小實驗模型和器材。通過塑料瓶、鐵絲等器材的干預構建實驗模型，并通過動手操作完成實驗裝置創新設計。在此過程中，教師需要進行適當的干預，根據學生的創新思路給予一定的可行性指導，讓學生在學習和探索的過程中能夠保證探究行為更加規范。

同時，在核心素養的支撐下，教師需要針對學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，讓學生產生自信，并在積極的學習活動，積極參與實驗創新設計。

結論：依前所述，在高中階段，物理是重要的科學課程，同時實驗又是學科的重要組成，是影響學生思維建設的重要載體。在開展實驗教學的過程中，教師需要遵循核心素養所提出的具體教學要求，合理的滲透物理文化，規范實驗情景構建，注重探究實驗的組織，以及虛擬實驗的設計，鼓勵學生從生活中進行實驗拓展和創新，從而實現學生綜合品質的有效培養，支撐學生在物理學科范疇內獲得更深的發展造詣。

參考文獻

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

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

[3]陳小平.創新實驗設計，培養高中生的物理核心素養[J].課程教學研究，2016（10）：67-71.

山東省教育科學“十二五”規劃教學專項課題《基于學生核心素養發展的基礎教育課程與教學改革研究》子課題“通過物理實驗培養學生學科核心素養的校本研究”階段研究成果（課題批準號XJ0575）