淺析核心素養(yǎng)下高中物理創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐

成玉芳

摘要：在新課改持續(xù)深入的背景下，廣大教育人士愈發(fā)重視起物理學(xué)科在整體高中課程體系內(nèi)的占比，并不斷對其作出系統(tǒng)性創(chuàng)新。就高中眾多學(xué)科而言，物理學(xué)科的知識內(nèi)容更加復(fù)雜難懂，是一門關(guān)鍵學(xué)科，想要學(xué)好該學(xué)科對多數(shù)高中生來說較為吃力，再加上傳統(tǒng)教學(xué)模式下，大多物理教師還未深刻認(rèn)識到設(shè)計與實踐創(chuàng)新實驗的重要性，忽視培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，導(dǎo)致實踐教學(xué)不甚理想。因此，本文主要研究以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的高中物理創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中物理;創(chuàng)新實驗;設(shè)計;實踐

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的高中物理實驗教學(xué)，需要廣大教師遵守新課改的具體要求，引導(dǎo)學(xué)生高效理解并掌握所學(xué)知識，夯實實驗操作技能，以幫助學(xué)生實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、靈活學(xué)習(xí)，促使其綜合學(xué)習(xí)能力得到有效培養(yǎng)與提升。此外，通過物理創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐，還有利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神，使其物理核心素養(yǎng)與文化水平得到同步提升。

一、創(chuàng)新實驗的功能認(rèn)識

（一）演示實驗

由教師作為主要指導(dǎo)者，帶領(lǐng)學(xué)生展開示范表演性實驗的即為演示實驗。通過演示實驗?zāi)軌虬严嚓P(guān)的物理研究現(xiàn)象直觀呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，并逐步引導(dǎo)學(xué)生做出思考與觀察，同時借助小組討論或直接講授等方式引導(dǎo)學(xué)生掌握規(guī)律并完成物理概念的建立。通過高中物理演示實驗的開展，能夠使學(xué)生對部分問題形成直觀、感性地認(rèn)識。相關(guān)物理過程與現(xiàn)象都可以通過演示實驗得以呈現(xiàn)，從而豐富學(xué)生感性知識，使其更為鮮明認(rèn)識物理表象，進(jìn)一步激發(fā)認(rèn)知沖突，確保能夠建立正確的物理概念，給后續(xù)學(xué)習(xí)打下扎實基礎(chǔ)。此外，借由演示實驗還可順利引出課題，有效激發(fā)學(xué)生探究興趣，使其將注意力始終集中在課堂。通過演示實驗促使思維得到訓(xùn)練、引發(fā)思維沖突，有利于強化理性思維，拓寬學(xué)習(xí)視野，提升認(rèn)知水平。在此背景下，演示實驗的設(shè)計與實踐對教師提出更高要求，需要教師在示范實驗技能、流程及操作方法的過程中始終秉持嚴(yán)肅認(rèn)真的作風(fēng)和實事求是的態(tài)度，在潛移默化中帶給學(xué)生一定影響。

（二）分組實驗

設(shè)計分組實驗就是在教師帶領(lǐng)下讓學(xué)生自己動手完成各項操作，如得到結(jié)論、收集數(shù)據(jù)和資料，并展開分析與交流的過程，該實驗過程是學(xué)生學(xué)習(xí)與應(yīng)用、掌握科學(xué)方法的核心環(huán)節(jié)，便于對學(xué)生展開有關(guān)科研的啟蒙教育。主要的分組實驗方式具體包括：（1）徒手完成的分組小實驗，不需要使用復(fù)雜的實驗材料，借助學(xué)生雙手就能完成的實驗，其具備較強適應(yīng)性，優(yōu)勢在于不受材料制約，具有較強的親近感;（2）通過自組器材的方式，精心設(shè)計分組實驗，針對實驗的設(shè)計，要致力于追求簡潔操作、簡單器材、全員參與和現(xiàn)象明顯;（3）設(shè)計趣味性、探究性較強的大實驗，主要目的在于使學(xué)生深刻體會提問、假設(shè)、設(shè)計、實施、研究與交流的探究過程。

二、高中物理創(chuàng)新實驗設(shè)計與實踐現(xiàn)狀

（一）教學(xué)模式傳統(tǒng)

大多數(shù)教師在帶領(lǐng)學(xué)生開展物理創(chuàng)新實驗時以教師為主要執(zhí)行者，忽視學(xué)生動手操作，只讓其在旁觀察，很多學(xué)生都不能認(rèn)真仔細(xì)觀察實驗，難以透徹理解其中包含的物理知識，并不能切實發(fā)揮物理實驗具備的實際作用。遇到重難點知識的講解時，普遍實施題海戰(zhàn)術(shù)，制約學(xué)生發(fā)展其創(chuàng)新思維，降低物理學(xué)習(xí)興趣。

（二）實驗設(shè)計匱乏

物理學(xué)科得以持續(xù)發(fā)展的根本就是開展大量的實驗。然而，就國內(nèi)高中物理教學(xué)現(xiàn)狀而言，依然擺脫不了應(yīng)試教育的束縛，很多教師都忽視了實驗教育的重要意義，不能提供給學(xué)生更多實驗機會，出于強化學(xué)生做題能力的目的，部分教師會占用學(xué)生在實驗室實驗的時間，導(dǎo)致學(xué)生缺少學(xué)習(xí)主動性，有著較大學(xué)習(xí)壓力，心理負(fù)擔(dān)沉重，學(xué)習(xí)效率不斷下降。其次，現(xiàn)階段的實驗主要按照課本內(nèi)容開展，學(xué)生缺少親自參與設(shè)計實驗環(huán)節(jié)的機會，難以體會到實驗樂趣，浪費學(xué)習(xí)時間。

三、核心素養(yǎng)下高中物理創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐

核心素養(yǎng)背景下，教師在組織物理課堂教學(xué)的時候，不僅僅要重視物理知識、物理解題的教學(xué)，還要關(guān)注物理實驗教學(xué)?；诟咧形锢韺W(xué)科特點，加強物理實驗教學(xué)，對于激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣、深化物理知識、培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)具有十分重要的價值。因此，教師必須要重視物理實驗教學(xué)，并持續(xù)優(yōu)化物理實驗教學(xué)方法，設(shè)計符合學(xué)生實際情況的實踐活動，不斷提升學(xué)生的物理綜合素養(yǎng)。

（一）開發(fā)實驗器材，培養(yǎng)物理觀念

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向進(jìn)行高中物理創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐時，針對實驗器材開發(fā)這一部分，理應(yīng)選取身邊的常見材料。例如：生活中的廢舊物品，不僅能夠降低材料成本，而且還便于制作，可操作性較強，便于學(xué)生更快上手，使物理概念得到提煉與升華的同時，促使學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力得到有效培養(yǎng)。如某校進(jìn)行高中物理教學(xué)時，主要使用了愛迪生實驗器材，如多功能教學(xué)畫圖儀、多普勒效應(yīng)演示儀、安培力演示教具等，以上器材的創(chuàng)新設(shè)計，一部分以物理概念原理為依據(jù)，另一部分是結(jié)合對應(yīng)課程完成的設(shè)計，有利于學(xué)生更加深入、容易地理解抽象的物理概念，促使其操作能力得到提升。此外，教師還可引導(dǎo)學(xué)生有機結(jié)合生活與課堂實驗，指引學(xué)生站在物理角度剖析科學(xué)史實，促進(jìn)物理綜合能力的有效提升。通過創(chuàng)新實驗器材的方式，能夠更好體現(xiàn)出物質(zhì)觀念、能量觀念及其應(yīng)用等因素，便于學(xué)生更好理解相互作用于物質(zhì)運動等基礎(chǔ)知識，使其深刻理解相關(guān)的物理概念與物理規(guī)律。例如：在組織“自由落體規(guī)律”的探究性實驗教學(xué)時，教材中是利用打點計時器來進(jìn)行物體下落速度的測量，這不僅本身有著較大的實踐難度，并且對于只能在學(xué)校環(huán)境中才能滿足的條件下來看，學(xué)生對打點計時器無法熟練使用，因此難以達(dá)到理想的實驗教學(xué)效果。這時教師可鼓勵學(xué)生利用頻閃照片或是電火花計時器等手段來進(jìn)行物體下落速度的測量，指導(dǎo)其具體的使用方法與注意事項，不僅改變了單一的實驗教學(xué)模式，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還為學(xué)生創(chuàng)造了自主探究的機會，有利于其創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

（二）創(chuàng)新實驗氛圍，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

進(jìn)行高中物理教學(xué)時，需要教師從學(xué)生角度思考來進(jìn)行創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐，考慮到現(xiàn)階段學(xué)生的學(xué)習(xí)與動手能力，對實驗難易步驟做出科學(xué)安排，以消除學(xué)生對物理創(chuàng)新實驗的畏懼感，使學(xué)生更樂于接受創(chuàng)新實驗的開展。高中物理創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐還有利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識與創(chuàng)造性思維，使其探究學(xué)習(xí)與動手實踐能力得到相應(yīng)提升，這是傳統(tǒng)教學(xué)難以達(dá)成的效果。因此，教師要充分重視學(xué)生的參與感，打造趣味性課堂，激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣，使其積極投入到高中物理創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐中，帶領(lǐng)學(xué)生通過實驗探索物理答案。

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的高中物理創(chuàng)新實驗教學(xué)是高度契合于高中生發(fā)展的教學(xué)方式，不僅可以使學(xué)生在探索過程中不斷鞏固和掌握基礎(chǔ)的物理知識，而且還可以使學(xué)生的創(chuàng)新意識與思維得到有效培養(yǎng)和鍛煉，增強其實踐動手能力?？偟膩碚f，進(jìn)行高中物理創(chuàng)新實驗的設(shè)計與實踐時，需要教師重視根據(jù)現(xiàn)階段學(xué)生的心理發(fā)展情況，對實驗內(nèi)容和方法進(jìn)行科學(xué)、合理設(shè)計，善于對實驗氛圍的建設(shè)進(jìn)行創(chuàng)新，借助于演示實驗和分組實驗來激發(fā)學(xué)生興趣，點燃其實驗熱情，引導(dǎo)學(xué)生積極探索，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量與效率的穩(wěn)步上升。

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