如何在實驗教學中培養學生的物理學科核心素養

摘?要：物理學作為一門自然科學研究范圍非常廣泛，也是其他自然科學的基礎，所以將實驗教學的內容滲透到物理學的方方面面是很有必要的，實驗教學有利于讓學生形成完整的物理觀，培育中學生的物理學科素養，讓中學生對物理學的概念和內容有一個更深刻的理解，使學生的物理學思維有效提升。實驗學習也能夠有效增強學生的科學思考能力，知識不僅僅停留在理念層面，而是通過做實驗與老師的正確引導，對物理學進行深度的研究和探討，在實驗中鍛煉學生的思考和對科學的質疑能力以及增強學生對實驗結果的推理能力，在操作實驗中培育學生的探究精神和科學思維。基于此，文章就如何在實驗教學中培養學生的物理學科素養精神做出分析。

關鍵詞：自然科學;實驗教學;科學思維

一、 物理學科核心素養

（一）近年來核心素養一詞走進廣大教育工作者的視線，引起廣泛討論。培養中學生的物理學科核心素養是當今教育改革中的目標也是一大趨勢，順應了當下新環境下學生的身心發展以及學校的基礎教育，可以有效地提高課堂的教學質量和學生的學習效率。采取實驗教學有利于學生對于科學知識的吸收，更加從容地應對考試，同時也結合了學生的個人發展特點，在實驗教學中培育自己與人溝通能力，在對專項問題進行調查分析中也能更加有針對性，學生核心素養的提高無疑是離不開實驗教學的方式來引導。核心素養能讓學生在教學過程中增加自身的個人成長和適應社會發展的能力，而物理學作為一門以觀察為基礎的自然科學，實驗教學自然是培育學生物理學科核心素養的重要途徑。

（二）物理學的內容對學生來講是枯燥乏味的，通過實驗教學不僅能增加學生對物理學概念和理論基礎的深度了解，提高學生記憶、背誦和理解的能力，同時實驗教學還可以讓學生直觀地感受到物理的趣味性，擁有一雙在生活中發現物理的眼睛，實驗能使學生對物理的理解更深一層，強化物理學思維，從而提高自身成績。物理的實驗教學通過一系列簡單易操作的實驗讓學生迅速上手，諸如利用小車探究速度時間的變化規律，帶電的氣球，電阻電壓的學習，平面鏡成像等，強化學生的實驗意識，助力學生科學思維的培養，通過實驗能增加學生對物理學中的不同數據理解，在實驗過程中，教師可以組織學生進行分組學習來進行交流和討論，提高學生的參與感，讓學生掌握從實驗前期的材料準備，到實驗進行中的一遍遍實驗以及實驗結束后經驗的總結，形成一種系統化學習的理念，這樣才會有利于學生物理觀念的培養。

二、 用實驗教學來強化核心素養

（一）核心素養的培育要采用通過實驗發現物理規律的方法，包括合理假設，實驗方案的設計，評估論證與結果反思，在實驗中教師盡可能引導，將實驗分成驗證試驗和探究實驗，注重提問、解釋、探討交流等不同的環節，目的在于增強學生的探究性，讓學生自由提問合理質疑一些困難和難點讓學生自己想辦法去改正，自己找問題所在也可以通過小組交流的方式，對實驗環節中出現的問題，大家一起探討，加強學生自己找出問題，解決問題的能力。像物理學中電學這一板塊，就可以讓學生自己動手探究，加深對課本知識的深度了解，老師可以先向學生演示實驗操作，然后讓學生自己突破。例如像電表與滑動變阻器的選擇，在分壓電路中滑動變阻器的選擇有一個依據，那就是盡量使用總阻值較小的滑動變阻器，學生在實驗中要做到首先要正確連接電路，先是結合題意，選擇適當的滑動變阻器，再選擇分壓或限流電路，確定好內連接還是外連接，在操作過程中要調節滑動變阻器，依次讀取電流表與電壓表的示數，并且做好表格記錄，最后是處理數據，方法一：學生可以通過數學計算，求出各個電阻在進行平均值的計算，得到電阻阻值的大小，方法二：學生通過將讀取的I與U分別記錄在坐標紙上，建立U-I坐標軸，通過斜率的計算求解電阻R的數值。這種通過自己動手做數據的方式，貫穿在整個物理學的學習當中，是培養學生抓住科學探究，提高核心素養的關鍵點。

（二）讓學生在實驗教學中作為主導，教學要做到在實驗教學中，第一，指導學生做實驗之前大膽猜想，拋磚引玉，由學生自己準備器材進行測量，在老師的引導下，學生可以經過小組討論后設計出較為可行的實驗方案，再通過實際的動手操作掌握其精髓，了解物理學，把知識從課本中拿到實驗室，加深理解與記憶;第二，老師安排分組研究，可以設立一些比賽環節，比一下哪個小組完成速度快，哪個小組完成的質量高，提高學生的參與感與成就感，在實驗中也能加深學生之間的合作意識與競爭意識，打造優質教學課堂，高質量完成教學目標在教學中，只有以學生為主體，才能切實地培養學生的科學素養，也能提高學生的科學思維與推理能力;第三，教師要指導學生進行收集整理，學生從實驗中得到的科學結論，必須對實驗進行分析與總結，要提高學生的語言表達、歸納總結，進行層層遞進式的教學。

譬如，以“小孔成像”和“凸透鏡成像”這兩個內容來舉例，老師可以通過讓學生觀察光源，并且提出大膽的猜測，并且通過提問，回答學生不同的問題，包括光源的形成原因，光的傳播方式讓學生發散思維猜想這個物理實驗在生活中的用處，老師最后強調一遍要領，由學生開始動手做實驗，找到一些人造光源，諸如白熾燈，手電筒等，用一個帶有小孔的擋板放在屏幕與物品中間，這時候打開手電筒照射或者蠟燭等，在屏幕上面就會呈現出一個倒影，老師也可以繼續引導，讓學生放大和縮小，前后移動中間的擋板，通過實驗加深對小孔成像的學習，讓學生直觀地感受小孔成像的實驗原理，光學知識，并且讓學生加以聯想，這一實驗結果在生活中的體現，有關日食月食的出現也能順理成章地解釋清楚。所以總的來說，實驗教學對學生的學習來講是舉一反三的，不僅加深了自己的動手實驗，動手操作能力，也對物理學的基本定義，物理知識的掌握有一個質的提升，打破了學生的思維局限，合理猜想，大膽懷疑，學習生活中的其他問題，像與同學的合作交流，與老師的配合問題等也自然能迎刃而解，這對于提升學生物理學科核心素養來說，也是水到渠成的。

三、 核心素養的實驗教學策略研究

（一）培育學生探究素養

實驗中難免產生誤差，那么學生對于誤差的分析是培養自身探究素養的關鍵點，當實驗結果與理想狀態出現較大偏差時，教師應該引導學生獨立思考，找出不足在下次實驗時不能再犯類似的錯誤。此外，實驗報告的撰寫也能在實驗教學中樹立學生全方面發展，教師可以鼓勵學生獨立批改，學生在完成實驗進行報告環節時，可以采取兩兩同學互相批改，以及小組合作批改的形式，老師提出主要目標，讓同學互相提意見找問題，對一些語序語病也要及時找出來，刪除一些無關描寫，使用恰當的詞語來修飾，同學之間互相批改也能鍛煉到學生的分析能力，在給別人批改的過程中發現自身的缺點，對于其他同學在實驗操作，實驗報告撰寫過程中完成得好的地方，學生也要對自己的方式方法適當改進，物理學的實驗教學自然是離不開同學之間的互幫互助，在班里形成一個團結協作的良好氛圍，修改之后也可以大聲地在班里朗讀，廣泛采納其他同學的意見，這也是一個知識的回顧，還原真實的實驗過程。

（二）培育學生質疑推理能力

科學需要一個較真的態度，實驗教學之前，老師的引導也是為了讓學生更好地打開整體思維脈絡，從而更好地開展實驗過程，擁有出色的質疑合理分析能力，能提升學生的科學思維，讓學生明白科學正是在一次次質疑中，一次次推斷中，才有了今天的發展，知識也是一個反復鉆研的過程，把書本中的知識落實到實踐中，才能讓學生掌握提出問題的本領，有問題并不可怕，出現問題可以探究，但是沒有疑問的提出，那么就意味著學生沒有思辨能力，只想著學現成的內容，那么老師在教學中也該著重發現和培育學生的動腦能力，在遇到錯誤的時候大膽分析，再通過實驗的結合，使學生在動腦動手中熱愛物理這一科學，并且讓學生學會立體思考。

曾有一個名人說過“給我一個支點我能翹起地球”那么教師可以根據這句話作為引子，大膽地讓學生提出質疑，并且合理分析這句話是否可行學生有不同觀點也可以提出，讓學生給出反駁方案，那么接下來教師可以引導學生利用小組合作畫一個簡單的示范圖，學生也可以實際動手操作，感受物理學中的杠桿作用，對于動力臂、阻力臂和支點分別應該處于什么位置，給出學生一個思考的空間，也讓學生在生活中尋找杠桿原理的利用，探究省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿，學生可以找來相應的工具，通過分析質疑、實驗觀察，解決簡單機械方面的知識點，為了方便測量力臂，學生可以通過調節杠桿兩端螺母，使杠桿的水平位置平衡，杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉動，讓學生通過實驗自己歸納出公式，這與老師直接把公式拿出來教給學生來說，更加能加深學生的記憶讓學生對于物理學其他知識點也能有強烈的學習興趣，因此，在學習物理的過程中一定要學會質疑。

四、 結語

實驗教學是物理課堂中的關鍵環節，有利于培養學生的探究精神、科學思維、對知識的質疑推理能力，改變傳統教學單一的授課模式，使學生在實驗的前期準備器材，小組合作動手學習中正確認識科學的本質，一次次加深對理論知識的梳理，學生開動腦筋，從實驗中得到結論，從實驗中得到公式，培養學生的科學態度和責任感，讓學生通過實驗學習物理學，引導學生善用物理觀念，具備物理思維，在實驗中挖掘各物理量間，現象間的關系，從中訓練出的質疑能力，更是一種必要的物理態度和科學態度，在實驗教學中加深學生自己的核心素養，學生在物理學中學到的知識也能夠學以致用，觀察生活中存在的物理，讓經常動手成為常態化，從生活中尋找能用物理知識解釋的地方，把探究與質疑精神應用在各個層面，從而帶動學生全面發展。

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作者簡介：

劉建明，福建省漳州市，漳州市第二中學。