學科核心素養融入高中物理實驗教學分析

詹訓源

摘 要：關注學生學習興趣，利用物理實驗課堂，引導學生研究與思考物理知識。基于核心素養培養角度，借助物理實驗，彰顯學生自主學習能力。通過實驗課堂的主導，引導學生獨自探究，把內心困惑釋放出來，讓其體會到知識學習的意義所在，進而達到培養學生核心素養的目的。

關鍵詞：學科核心素養;融入;高中物理;實驗教學

教師從激發學生學習熱情入手，讓物理知識的學習空間更加生動、優質，基于核心素養培養的需求，將自主學習空間營造出來，在對主體地位充分尊重的前提下，讓他們感受物理知識的沖擊，釋放自身的綜合能力，積極融入物理實驗學習中來。

一、物理學科核心素養概述

高中物理實驗教學中切實融入核心素養內容，需要詳細地闡述與分析核心素養的具體內容。學科核心素養包括研究態度、學科思維、探究實驗以及物理觀念等內容。高中物理實驗課堂，將核心素養培養作為重要內容，引導學生從根本上認識與理解物理知識。研究常見物理現象，通過假設與猜想，探索物理知識，從科學方向切入，形成正確的價值取向。

二、高中物理實驗授課遇到的困境

（一）注重演示，忽略動手

從目前的高中物理實驗授課現狀來看，出現的問題比較明顯，這是值得教學人員深度研究和思考的。一些高中需要擁有自己的實驗室，然而，物理實驗課堂中教師并沒有科學地進行應用，傳統教學模式嚴重桎梏課堂。在很多教師看來，很多物理實驗比較煩瑣，從組織到實驗再到總結，一堂課時間難以完成，因此忽視了很多實驗的開展。此外，在實驗室建設不夠優越情況下，實驗器材比較有限。這樣在教學中，教師往往出現忽視操作重視演示的情況。如此，學生只能觀看實驗的操作，無法動手操作，進而很難透徹地理解實驗內容。

（二）程式化的操作

實驗授課中，學生的動手機會雖然在不斷增多，然而操作確實有規范限制的，這種操作形式過于程式化，物理實驗學習中，無法深刻理解和記憶物理實驗內容。如此，并不能激發學生的想象力，也難以提升其探究能力。

（三）缺乏具體操作，模擬實驗過多

新時代下，信息化技術走進了課堂之中。物理實驗中，很多模擬實驗軟件得到了應用，在某種程度上方便了老師的操作，提升了教學的便利性。教學中教師慣用信息軟件教學，然而，對于很多實驗現象，不通過親身的體驗是無法感受其中的原理的，這種演示實驗的大量應用，會對學生具體操作帶來影響，進而降低實驗的價值與意義。

三、高中物理實驗中學科核心素養的融入方法

激發學生的學習欲望，更好地理解知識內容是開展實驗教學的重要目的所在，高中物理是一門邏輯抽象性極強的學科，很多知識單一地通過板書呈現、口頭講解、計算演示、演示實驗等，是無法達到應有的教學效果的。對此，我們需要從學生物理學科能力強化的角度入手，對核心素養進行深入培養，強化高中生物實驗授課。對此，總結了以下的方式方法。

（一）把握課堂內容，自主實踐應用

學生有效地加入物理實驗操作，可以充分地結合書本內容和實踐內容，懂得如何應用知識，用真實的知識轉化抽象的內容。基于此，學生就能夠非常形象地理解物理實驗知識。教師借助物理實驗內容提升學生自主學習能力，引導其科學運用物理知識，對物理實驗進行更加透徹的分析。

為了提升學生的知識運用能力以及自主實驗能力，強化學科素養，教師在構建物理實驗內容時，需要密切聯系學生生活實踐，這是激發他們自主學習的有效方法。在“力的作用是否具有相互性”的教學中，通常直接進行演示，學生感受不深。可以提供兩只氣球和兩輛帶磁鐵的小車給學生，首先讓學生用手壓氣球和推小車感受氣球的形變與小車的運動變化等，能通過力的作用效果分析力的存在。接下來讓學生自行設計，實驗自主探究兩個物體的相互作用。可以讓兩只小球相互擠壓，觀察兩只小球均產生形變或者讓兩輛帶磁鐵的小車靠近放置，放開時相互吸引或彈開。通過實驗教學引導，給予學生更加直觀的體驗，豐富學生體驗，強化實驗素養。

（二）培養學生發散思維，強化思維素養

通過實驗演示，能夠讓學生主動地探究、分析、發現和處理問題，總結實驗現象。與此同時，通過實驗方式，讓學生清晰地認識物理規律，健全學生的物理知識體系。為了有效地培養學生思維素養，實驗中需要做好以下操作：首先，點燃學生實驗學習熱情，將實驗教學效率提升。其次，借助實驗操作，引導學生思考問題，實驗中，關注學生的思維素養形成情況，所以，實驗中積極引導他們思索問題，形成學科思維;最后，為了快速運轉思維，認真分析實驗現象，遵循高中生思維發展規律，認真觀察實驗現象，漸漸形成發散思維，層層引導，不斷發展學生思維。

授課時，在對物體反作用與作用力關系探究中，就可以多組實驗循序漸進的方式展開，發展學生學科思維。提供給每個學生兩只小磁針、兩只彈簧測力計、細線等，讓學生們自主探究。首先，探究作用力與反作用力的方向關系時，當兩只小磁針靠在一起靜止時，一小磁針的N極與另一小磁針S極相互吸引指在同一直線上，說明作用力與反作用力作用在同一直線上;接著移動一小磁針繞另一磁針旋轉時，中間小磁針指向將隨著轉動，另一小磁針仍然指向中間小磁針，兩小磁針指向還是在同一直線上;隨后讓兩只小磁針靠近以不同形式運動，不管如何運動，兩小磁針指向仍是在同一直線上。說明作用力與反作用力始終作用在同一直線上。其次，用兩只彈簧測力計通過細線對拉進行作用力與反作用力的大小關系的具體探究。在兩只測力計靜止時，比較兩測力計的讀數關系;在一只測力計靜止把另一只測力計向外緩慢拉時，比較兩測力計的讀數關系;而后兩只測力計均向外緩慢拉動時，比較兩測力計的讀數關系。在實驗中，通過遞進的方式，激發學生熱情，引導學生積極融入實驗探索中。最后，教師向學生展示實驗步驟，讓其探索現象誘因，通過理論探究，發散學生思維，強化科學探究素養。

（三）科學發揮演示作用，深化創新素養培養

通過分析物理教材得知，很多演示實驗所運用的器材并非最理想的，實驗中比較煩瑣、復雜，實驗中學生難以有效參與，導致課堂中學生互動性不足，參與度較低，在某種程度上限制了物理教學效率的提升，就此情況而言，需要創新物理實驗，彌補教材中實驗不足情況，讓學生積極參與實驗，有助于培養學生的創新精神。教學中，以“作用力與反作用力的關系”實驗進行引導，通過教材分析得知，盡管展開了比較實驗，實驗也比較清晰、直觀，原理能夠簡單呈現，但是，教材里只關注了靜止時兩者的關系。針對這點教材中設計的實驗難以獲得最理想效果，針對上述實驗的缺陷，教師有必要進行補充，可通過使用力傳感器在探究實驗室進行實驗。這樣，引導學生想到的不同運動狀態（如：勻速、加速、減速等）下是否存在大小相同的反作用力和作用力，在對連一對傳感器后，分別在小車上固定，進行軌道調整，勻速下運動小車，完成加減速運動，利用計算機描繪出的圖線分析作用力與反作用力兩者關系。通過補充和完善教材中的實驗，可以給學生呈現更加直觀的實驗內容，讓其更加清晰、透徹地學習和理解所學知識，加深對知識的印象。

（四）結合生活實踐，學以致用，強化學科素養

核心素養下開展物理學科授課，要給予學生更多自我學習的機會和控制，放飛其思維，因此，教學中要充分考慮多方面因素，制定周密的教學計劃，根據所學習的內容，帶領學生融入生活，探究實驗內容。很多物理實驗是與生活密切聯系的，生活實踐是對物理實驗最好的驗證，只有在生活中探索實驗奧秘，才是核心素養培養的重要體現。因此，授課中與生活實踐積極聯系，對生活中的物理知識軌跡進行探尋，靈活運用于課堂之上，這樣物理學科實驗授課質量才會被切實的提升。案例探究：在圍繞“作用力與反作用力”的知識教學中，就可結合學生生活展開實驗探索，找一個易拉罐放在泡沫上做成一只小船，在小船后方易拉罐靠近底部側面打出一個洞，用手指將洞按住，然后將水灌入進去，手指移開，從洞中就會噴射出水。將小船放入水中，如果手放開，水流出小船就前進。以此為例分析充氣的氣球放開手后的運動和火箭的運動。通過此實驗讓學生直觀地感受“作用力與反作用力”的物理現象，深化對知識的理解。

結束語

在煩瑣、復雜的高中物理實驗面前，教師需要重點更新教學形式，時刻關注學生的物理知識學習積極性與具體內容，為學生探究水平與能力的提升做好鋪墊和引導。基于核心素養的角度開展高中物理實驗授課，激發學生物理現象和原理的探究愿望，在充滿學習物理知識興趣的基礎上，更好地認識和學習物理知識。從教師角度而言，要充分地研究教材內容，強化自身學科探究能力，將提升學生綜合能力作為奮斗目標，把高質量的物理實驗授課模式營造出來。最終，通過核心素養培養提煉精華內容，讓物理實驗的魅力切實地被學生所感受和認知。

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本文系福清市教育科學研究“十三五”規劃2020年度立項課題“核心素養導向下高中理化實驗教學的融合創新研究”（立項編號：FQ2020GH040）的階段性成果。

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