淺談基于核心素養下高中物理實驗教學

毛葉挺

摘要：物理學科是一門以實驗和觀察為基礎的學科，學生的學習離不開實驗。不管是現象明確的演示性實驗教學，還是邏輯性明確的設計實驗教學，還是隨性的開放性實驗教學，都對學生的動手能力、思考能力和創新能力有一定的幫助。

關鍵詞：核心素養;高中物理;實驗教學

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：（2021）-4-139

引言

在日常的物理教學當中，特別是與實驗有關的教學內容，需要各位教師給同學們進行充分的演示實驗，或者是帶領同學們走入實驗室進行親自的體驗。

一、利用實驗展示和師生互動幫助學生構建物理觀念

在當前的教學環境下，并不是所有的學校都有條件給同學們創建完備的實驗室，只能提供教師演示的相關實驗設備，所以這就給各位教師的實驗教學提出了一個基本的限制條件。物理演示實驗實際上是配合課堂教學由老師操作學生觀察過程的實驗教學形式，這些演示實驗的教學大部分都是幫助學生理解物理概念和規律，利用好演示實驗引導學生通過觀察學習，會有事半功倍的效果。在演示實驗教學中，教師可以從實驗展示形式和師生互動方式兩方面考慮改進，幫助學生構建物理觀念。

實驗展示方式分為很多種，具體的方法選擇需要根據課堂教學的內容來決定。一般來講有真實實驗和虛擬實驗兩種：可以利用物理實驗道具教師進行演示，可以選取多媒體方式進行演示，還可以通過學生分組親自操作演示，這些不同的方式都有助于學生理解物理概念和規律，教師可以結合教學內容靈活使用不同的方式演示實驗。如“勻變速直線運動的研究”實驗，實驗器材簡單易取，教師不妨讓學生分組合作操作體會勻變速運動的研究。演示實驗需要學生的觀察和思考，師生互動方式比較局限，教師也可以選擇設置問題“問答”進行，或者師生共同“討論”進行。同學們通過與教師的互動，也可以把自己的問題反饋給教師，教師能夠更有針對性地給予學生充分的指導。

二、通過實驗設計培養學生獨立思考和創新能力

設計實驗方案事實上對學生的實驗素養有著很高的要求，一方面要求學生對實驗器材熟悉和了解，另一方面要求學生對實驗的步驟掌握嚴密清晰的邏輯思維。充分的考慮到同學們的個人能力和實際的學習特點，在開始帶領同學們進行實驗設計的時候，教師一定要給同學們規定明確的設計方向，要讓同學們的實驗設計能夠有明確的目標。設計實驗的教學要拆分成許多步，從明確實驗目的開始，到選擇實驗原理，最后設計實驗步驟，這些環節的具體教學有助于提升學生獨立設計實驗方案的能力，對實驗設計方案的反思和改進則有助于培養學生的獨立思考能力和創新思維能力。正是因為實驗設計的步驟比較復雜，所以為了節省更多的課堂時間來給同學們進行實驗操作的體驗，可以讓同學們以小組合作的形式來進行實驗的設計，每一個同學在小組當中的分工不同，各司其職，從而打造一份更加完善的設計方案。具體的小組劃分形式應該按照同學們的實際學習能力和學習情況來完成，要能讓優秀的成員帶著物理學習能力較弱的學生前進，在同學們的相互幫助下實現共同的提高。這樣的教學才是更有意義的，也能讓同學們真正的做到課堂上的責任明確，讓每一個學生都能在課堂上體現出自己的價值，找到課堂教學的意義，成為課堂真正的參與者。

首先每個實驗目的的確定大部分來源于假設和猜想，這些假設和猜想最終指向與實驗有關變量的確定，最終根據變量的控制來實現實驗目的。學生確定實驗目的時，教師要注意指導學生提出有道理依據的猜想。如“探究滑動摩擦力與哪些因素有關”實驗教學時，學生提出滑動摩擦力和物體表面的粗糙程度、形狀、大小、壓力和面積有關，教師要及時提問學生猜想的依據，避免學生想當然的猜想影響變量的確定。其次實驗原理的選擇包括了實驗步驟的整體思路，教師應引導學生結合自己已知的知識和經驗對問題進行相應匹配，通過對方案的創新和改進得到最貼切的實驗方案整體思路。最后實驗方案的設計是一個繁瑣的過程，不僅要選擇實驗器材以及確定實驗步驟，還要針對有關問題進行改進。

設計實驗是實驗教學中最重要的部分，也是難度最大的一部分。教師在教學中應按照目的、原理、方案的順序依次引導學生解決其中發現的問題，并幫助學生將知識、理念和思路整合在實驗中，培養學生獨立設計實驗的能力。

三、引入開放性實驗，提升核心素養

探究實驗相對于其他實驗，具有開放性的特點，學生在課內課外都能參與實驗探究的過程，親自動手的過程中學生的動手能力、創新能力、思維品質都能得到有效提升。開放性實驗的引入是有必要的，教師的教學不妨考慮從實驗題材選取的開放和學生活動的開放兩面入手，以學生為主體倡導學生學習新理念、培養新觀念、提升核心素養。

開放性實驗可以是教材中的改進實驗，也可以是師生共同創新的實驗，還可以是“無法實現”的書面實驗。教材中許多實驗的操作器材具有一定的時代特點，對實驗器材的更換也能促進學生深刻認識該實驗的意義。如“探究小車勻速直線運動”的實驗器材中，使用氣墊導軌代替長木板能讓實驗結果更加準確，光電計時器也能代替打點計時器記錄更精確的數值。教師應該鼓勵學生對教材實驗中任何部分提出改進的意見，大膽地做出改變并不見得一定是一件壞事。此外，實驗的活動形式也可以有所改變，開放性實驗可以發生在教師的教學課堂上，也可以發生在課后思考后，還可以出現在學生的課余生活中。

開放性實驗是實驗教學中必要的一部分，教師通過對實驗題材的開發和實驗場所的開放引導學生操作一些可行性的實驗，不僅能讓學生發現物理實驗操作中蘊含的樂趣，還能增強學生的思維能力。

結束語

綜上，物理實驗是學生學習物理知識的有效方式之一，也是高中物理教學的重要組成部分。由于實驗分值在考試中占的比例相對較少，導致高中物理實驗教學采取在“紙上”做實驗或者講實驗的方式進行，教師和學生的不重視往往使物理學科的教學無法獲得良好的成果。物理學科的學習離不開實驗，改進實驗教學才是當下教師應當做出的明確選擇。

參考文獻

[1]培養物理學科核心素養的有效途徑探究[J].譚洪艷.時代農機.2017（06）

[2]高中封閉環境下物理學科的管理[J].李杜鋒.價值工程.2017（29）

[3]“對分課堂”在物理學科的應用詳解[J].胡偉.中學生數理化（教與學）.2020（09）

浙江省寧波市五鄉中學