基于核心素養下的高中物理實驗教學探究

元明健

摘 要：核心素養就是指能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。隨著新課改的不斷深化，高中物理實驗教學也逐漸開始進行改革和創新，開始重視對核心素養的培養。高中物理教師在進行物理實驗教學時，應設計合適的實驗方案，注重對實驗過程數據的精確度，明確物理實驗教學的目標，能夠有效地提高課堂效率，提升教學質量，培養學生核心素養。本文通過分析核心素養內涵，對高中物理實驗教學策略進行探討，從培養學生核心素養的角度提出一些建議。

關鍵詞：核心素養;高中物理;實驗教學

一、物理核心素養內涵

核心素養就是指能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，內容包括人文底蘊、科學精神、自主發展、實踐創新等方面。這是針對傳統教學模式下的教學現狀提出的改革方向，實現由傳統教學中只重視理論知識的教育弊端扭轉為知識與能力全面發展的素質教育。高中物理核心素養包括物理觀念、科學思維、科學態度與責任、科學探究四個方面。其中物理觀念、科學思維、科學態度與責任是精神思想方面，它為學習物理知識打下良好的基礎，但科學探究是以上三個方面實現的橋梁。科學探究就是在物理實驗過程中發現問題、解決問題、發散思維、積極創新，還要求學生具備良好的動手能力、團隊協作能力、分析數據、交流溝通能力、總結歸納能力等。因此在高中物理實驗教學中，教師應注重對學生實操能力的培養，增加學生物理實驗的機會，激發學生的學習興趣，讓學生能夠積極參與到物理實驗中，體會實驗的魅力;同時充分發揮學生的主體作用，鼓勵學生大膽發言表達自己在實驗過程中的疑問與見解，鼓勵學生對物理實驗進行多方面的創新。其次，通過多元化的教學方式，幫助學生掌握物理知識，提高學生物理實驗動手能力，促進學生核心素質的發展。

二、核心素養下高中物理實驗教學策略

（一）開展小組合作

有別于傳統教學，基于核心素養下高中物理實驗教學更傾向于讓學生自己動手進行實驗。為了更好的調動學生對物理課堂的參與感與積極性，開展小組合作顯然是非常重要的。教師根據學生的學習特點及學習進度，進行合理的分組安排，明確組內分工，使每個學生都負責相應的實驗環節。通過小組合作的實驗探究模式，讓學生在動手合作的過程中思維相互碰撞、相互交流，在互幫互助中加強對物理知識的理解，加深對所學物理知識的記憶，在完成實驗時交換實驗心得體會，提高邏輯思維能力。開展小組合作是有效培養學生核心素養的途徑之一，是提高學生高中物理水平的重要手段，是符合新課改要求、深化素質教育的教學方式。

例如：在進行《科學探究感應電流的方向》的實驗探究教學中，要求學生通過實驗探究影響感應電流方向的因素，感受楞次定律的實驗推導過程，能用楞次定律和右手定則解釋實際生產生活中的電磁感應現象，培養學生觀察實驗，分析、歸納、總結物理規律的能力。教師可以先準備好靈敏電流計、螺線管等教學實驗用具，先回顧上節課與之相關的實驗過程及探究結果，通過復習舊課引入新內容，引起學生的好奇心及探究欲望，為新的實驗做鋪墊。接著將學生分成若干小組展開電流實驗，實驗結束后挑選兩組分享自己的實驗結果，看看是否會出現分歧。全部小組結果一樣教師給予肯定并總結結論：電流從電流計的哪一段流入電流計，電流計的指針偏向哪段。如果有小組得不出相應結論，則要通過檢查查看哪個環節出現了問題，加深學生印象。接著上一次的分組情況，繼續開展小組合作，探究感應電流的規律。根據組成的閉合回路，磁鐵插入或拔出螺線管時電流計指針發生的方向偏轉，學生小組展開探究感應電流的方向到底與什么因素有關及其中的相關規律。學生分工合作，對實驗過程及數據進行記錄交流，在接連是實驗操作中鍛煉動手能力，培養合作精神。實驗結束后請小組分別展示實驗結果，并通過相機拍攝與全班同學共同回顧小組實驗過程中的操作手法。請小組同學進行規律總結，通過比對各小組實驗結果，帶領學生得出結論：當磁通量增大時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反;磁通量減小時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同。最后引出楞次定律做最后總結歸納。通過開展小組合作，既培養了學生的動手操作能力，又提高了團隊協作能力，還活躍了課堂氣氛，讓學生在輕松的教學氛圍中達到教學目標，提高教學有效性。

（二）培養自主探究能力

發展學生核心素養的基本內涵有一點就是要自主發展，就是能夠有效地管理自己的學習和生活。學會學習，是學生核心素養提高的重要手段。學生通過養成良好的自主學習意識，選擇合適的學習方式，積極主動的進行學習探究，舉一反三，勤學好思，從而認識和發展自我價值，促進綜合素質的全面發展。培養學生的自主學習探究能力，課堂就要以學生為教學主體，充分發揮學生的主體作用，反映高中物理實驗教學探究中，教師可以先帶領學生進行實驗，通過一系列的實驗引入新的課程，在實驗結束后再詳細講解知識內容，通過分析實驗誤差幫助學生逐步理解重難點。同時，在實驗探究及分析總結過程中，不僅可以培養學生的自主學習探究能力，還可以培養學生嚴謹客觀的科學態度，鍛煉邏輯思維，在日常物理學習中不斷擴大物理知識框架，完善物理知識體系，構建現代物理科學價值觀。

例如：對于《摩擦力》知識點的教學，由于高一學生在初中只對摩擦力進行簡單的概念了解，并未接觸過力的相關知識，而這一章節又是很多物理知識學習的基礎，如果這個時候沒有打好基礎，這一章節學習程度的好壞直接影響到以后力學相關知識的學習。因此教師就要通過一些簡單易懂又貼近生活的小實驗，給予學生充分的時間進行自主探究，這樣不僅可以調動學生的積極性，激發學生的學習興趣，還可以幫助他們更好的掌握本節內容，加深對物理知識的理解。教師先提出一些與摩擦力有關的例子，如滑冰、傳送帶、輪胎花紋等，幫助學生開闊思維，讓學生自己舉例生活中相關的摩擦力開始本節課的內容學習。接著利用朗威數字傳感器進行實驗并展開猜想，讓學生將實驗數據整理、分析、歸納總結出結論，并對實驗結果進行交流溝通，對實驗誤差進行探討：實驗誤差來自哪個方面？拉動小木塊的速度是否勻速？選用的實驗方法是否合適？如何進一步修正實驗誤差？還可以在課前進行小的動手實驗，比如：在家利用瓶裝大米，通過一個小木棍讓學生提起來，或是拿一個碗，在不碰到外側及上下邊沿的情況下把它提起來。結合課堂實驗，進而能夠正確區別靜摩擦力與滑動摩擦力，知道靜摩擦力的產生條件及規律，知道最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，可以根據物體的平衡條件對摩擦力的大小進行簡單計算。通過大量的實驗操作，讓學生深刻地體會摩擦力的狀態，讓學生積極參與到實驗教學中，成為課堂教學的主體。

（三）進行實驗創新

核心素養下的高中物理實驗教學，不僅體現在自主與合作上，還要積極開展對創新能力的培養。隨著社會的發展，科技的進步，在大環境的迅速變更下國際競爭日益激烈，創新是保障我國占據有利地位，掌握話語權的重要保障。教師要對實驗教學模式進行創新，如不再沿用老舊的實驗方式方法，不再日復一日的進行自己早就提不起興趣的實驗過程，教師對自身課堂失去教學熱情，很容易影響學生對該學科的學習興趣及態度。同時還要鼓勵學生對實驗過程進行創新，有效培養學生的創新意識，激發學生的創新潛能。例如：在進行“向心力”相關實驗時，讓大家利用桌子上準備的道具，嘗試用繩子拉著小球在桌面上做圓周運動體驗學生對手的拉力，再用繩子拴住小球在桌面上做圓周運動并撤去繩子進行對比，沒有繩子的拉力小球就飛出去了，不能繼續做圓周運動了。通過實驗使學生感受小球在桌面上做圓周運動時受到了幾個力的作用，并說出這幾個力的合力都沿什么方向。在體驗向心力的實驗設計中，讓學生通過實驗操作觀察思考一個輕球如何才能做到拉住一個瓶子不掉下去。通過不同的物理實驗，知道影響向心力大小的因素，探究影響向心力大小與半徑、角速度、質量的關系，通過精確實驗得出向心力的表達式。并在實驗過程中掌握實驗探究的步驟與方法，進一步體會控制變量法在實驗過程中的應用，體會從定性到定量的實驗方法，提高物理實驗探究的能力。在進行這些相關實驗時，所用到的實驗器具有些是生活中隨處可見的，那么是否可以利用生活中的廢棄物品進行物理實驗工具的二次創造？對實驗工具進行制作的過程中是否可以對其中的零部件進行再次創新？如將向心力實驗中拉小球的繩子換成彈簧會對實驗結果造成什么影響？小球換成大球力的方向會發成改變嗎？等這些問題。讓學生通過觀察生活，思考生活現象，通過一些廢置物品進行創造，不僅是對學生動手能力、創新思維的一種培養，還能夠提高學生的節儉意識，降低實驗成本。或者教師可以在實驗過程中通過提出不同的問題引發學生的思考，通過引導正確的思考方向拓展學生思維，讓學生運用不同的實驗方法進行操作。在學生對問題進行思考、對操作過程展開反復實驗的過程中，學生或許會對某個環節表現出自己的想法，說不定學生就對物理實驗環節的創新打開了大門，激發了學生的創新性思維，讓學生體會物理實驗的激情與魅力，有效開展對核心素養的培養。

結束語

在現代社會背景下，核心素養已然成為學科教育的重點教學方向，而物理實驗的教學方式也勢必要隨著時代的發展而發生改變。對學生核心素養的培養絕非一日之功，基于核心素養下的高中物理實驗教學探究需要不停的思考與實踐。這要求教師做到全面的改革與創新，在高中物理教育中應轉變傳統教學觀念，重視對實驗操作能力的培養，通過開展小組合作、培養學生自主探究能力、實驗創新等教學方式，改善教學現狀、完善學生物理知識理論體系，提高學生物理實驗動手能力，促進學生核心素質的發展，為學生今后的學習及生活注入新的活力。

參考文獻

[1]魏剛.基于高中物理實驗教學的學科核心素養培育研究[J].教育界：基礎教育，2019（10）.

[2]龍見彬.基于培養物理核心素養的實驗教學——以探究功與速度變化的關系為例[J].數碼設計（下），2019（05）.

[3]文代紅.新時代背景下基于核心素養的高中物理實驗教學探究[J].女報：時尚版，2020（04）.

[4]李宏偉.核心素養下高中物理實驗翻轉課堂的教學探究[J].科學咨詢（科技·管理）.2020（01）.

[5]吳文鎮.核心素養背景下高中物理實驗教學探究[J].中學課程輔導（教師通訊）.2020（18）.