核心素養視域下高中物理實驗課堂構建探究

鄭益霞

摘要：隨著課程改革的不斷推進，“培養學生學科素養”成為教師的主要任務，這是促進學生全面發展的關鍵因素.若想有效促進學生全面發展，那么教師需要將課堂打造成以學生為主體“群言堂”，以此促進學生自主探究新知識.高中物理是一門科學性學科，其里面涉及許多有趣的實驗.因此，“實驗教學”是高中物理課堂的重要組成部分.然而由于種種外界因素的影響，高中物理教師往往不太重視課堂中的“實驗教學”，導致大多數學生很難有效理解所學知識的本質.這樣的話，學生自然無法有效形成出色的“物理核心素養”.本文圍繞高中物理教學活動展開討論，探討構建高中物理實驗課堂的意義及策略.

關鍵詞：核心素養;高中物理;實驗課堂;構建

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2022）21-0076-03

物理是一門以實驗為基礎的科學性學科，所以教師要意識到“實驗教學”在物理課堂中的重要性.在教學過程中結合各種物理實驗，可以有效激發學生的學習興趣，并且將抽象的知識點變得生動、形象，以此增強課堂教學效果.同時，“實驗教學”還可以促進學生自主探究、合作交流，以此體現他們在課堂中的主體地位.由此可見，以學生為主體構建“物理實驗課堂”，可以有效提高教學效率及質量.

1構建高中物理實驗課堂的意義

很多學校對于實驗教學沒有明確的教學規劃，為了不影響教學進度，同時只為完成教學任務，采取淡化實際操作，不少教師在實際教學當中通過播放視頻或動畫來代替實驗教學，少數教師對實驗探究過程一帶而過，只注重講解書本上的理論知識，學生的實踐探究等能力沒有得到鍛煉.除此之外，許多學生認為實驗課是一節放松課.大多數學生雖然對物理實驗比較感興趣，但他們往往不敢主動參與實驗探究，這顯然不利于提升動手操作、探究、獲取和處理數據的能力.這跟教師的實驗教學方法單一不無關聯，例如分組實驗中，一般情況下教師總要花近一半時間來講解實驗目的、原理等知識，而個別教師提前告知學生實驗該如何一步一步操作，會得出怎樣的結果，然后讓學生按部就班去完成實驗，整個實驗過程學生沒有絲毫自主思考與探究的空間，往往得到幾個數據就算完成實驗，實驗教學收效甚微;無論實驗所得的數據誤差有多大，教師都可解釋為實驗必然存在誤差，在誤差允許的范圍內.長此以往，學生只會機械模仿，不知緣由，對實驗數據沒有反思，使學生喪失質疑能力.此外，教學中還出現教師將實驗當作一種題型，將問題情境建立在假設之上，以做題代替做實驗，此類重視練習而忽視學生實踐的現象也較為嚴重.在素質教育的背景下，以上種種現象都不可取，教師需要將“培養學生物理核心素養”當作教學的出發點，以此令學生的物理水平及實踐操作等能力得到提升.因此，在高中物理課堂中組織好實驗教學非常關鍵，這是促進學生形成出色物理核心素養的關鍵因素.結合相應的物理實驗展開教學，可以有效活躍課堂氛圍.同時，“實驗教學”可以令理論知識形象化、生動化，這有利于幫助學生降低學習難度，以此增強課堂教學效果.由此可見，“實驗教學”是提高教學質量與效率的關鍵教學手段.

2構建高中物理實驗課堂的策略

2.1落實準備工作，設計合適學習目標

任何教學活動都是圍繞教學目標、計劃展開，物理實驗教學同樣如此.若想令實驗教學順利落實并且取得良好效果，那么教師首先需要做好準備工作，設計與實驗內容相符的目標.在核心素養視域下，教師不能只關注基本的知識與技能目標，而且還要設計科學思維、科學態度與責任等方面的目標.學生達到了預設的學習目標之后，物理觀念、科學探究能力才能得到提升，這才符合物理實驗教學的目的.

以必修一第二章第1節“探究小車速度隨時間變化的規律”為例，在正式教學之前，教師需要精心研究本課內容，并且以此為基礎設計學習目標.首先，實驗中需要通過測量紙帶上的計數點來計算小車的瞬時速度，這在第一章第3節的實驗“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”中已經作為重點讓學生練習過，故在此實驗中可直接作為一項技能來用，不是本實驗的教學重點和目標.本實驗的重點在“數據分析”部分，要求學生能用速度-時間圖像描述實驗數據，而且圖像法又是高中物理中分析物理問題的重要的數學方法之一.所以，本實驗教學的目標是讓學生掌握速度-時間圖像的畫法，并且可以用簡練語言描述圖像.同時本實驗是第一次要求學生根據實驗數據作擬合曲線，因此，在數據分析時，可以先引導學生分析表格中的數據，在學生無法得出結論的情況下，讓學生嘗試用速度-時間圖像來研究，并在學生描點完成后，讓其思考怎樣做能使得到的曲線更符合實際規律.可見，本節課的“過程與方法目標”是靈活運用物理圖像描述實驗數據，展示規律;結合猜測、探究，進而發現其中的物理規律.最后，教師還要明確“情感與價值觀目標”——引導學生形成主動思考、探究的學習習慣.確定本課時的學習目標之后，教師便可以圍繞這些目標展開實驗教學，以此提升學生的物理探究能力，并且令他們逐步形成科學的學習態度.學生形成正確、科學的學習態度，物理水平得到提升之后，他們才能形成出色的物理核心素養.

2.2促進合作探究，實施實驗教學的關鍵

物理實驗教學可以將抽象知識點形象化，這有利于提高教學效率，“小組合作探究”是構建高效課堂的重要教學手段.因此，教師在實施實驗教學過程中要注重促進學生之間的合作探究，以此讓他們在共同交流的過程中解決學習問題、完成物理實驗.借此方式，課堂氛圍會變得更加活躍，學生的合作探究等學習能力可以得到鍛煉.由此可見，在高中物理實驗教學的過程中，靈活運用“小組合作學習模式”非常重要，這是保證實驗教學順利推進并且取得良好效果的關鍵因素.

在教學必修一第2章第1節“探究小車速度隨時間變化的規律”時，教師首先需要明確本次實驗教學的任務：通過實驗數據畫出V-t圖像，隨后以此為基礎總結小車速度隨時間變化的規律.在正式實驗之前，教師結合學生的物理水平等因素進行分組，分配好學習小組之后，教師便可以設計“合作學習任務”——回顧如何根據紙帶上面的點去測量小車的速度以及其中涉及到的物理原理是什么？如何記錄數據，需要設計怎樣的表格？布置完任務之后，教師便可以組織學生正式開始實驗.在此之前，教師要仔細觀看每個學習小組的表現.如果某位學生不主動參與小組的實驗探究活動，那么教師要及時引導這位學生改變學習態度，以此令他自覺參與小組的實驗探究活動;實驗數據收集完后，請學生小組討論如何處理數據以更好發現小車運動的規律？學生通過對表格中初步分析發現不太容易發現規律，這時引導學生畫速度-時間圖像，從圖像中發現規律.如果有小組不會使用v-t圖像進行實驗數據分析，教師要在一旁及時指點引導，以此幫助這個學習小組成功完成任務.通過畫速度-時間圖像可以形象地看出規律——是一條傾斜的直線.學生通過合作探究不僅鍛煉了學生的合作精神，也讓學生切實體會了圖像法在分析數據找規律過程發揮著獨特的作用，這樣的探究式實踐過程的教學效果要比教師講授要好很多.

總而言之，教師要做好實驗教學中的引領組織工作，以此令“合作學習模式”順利融入至實驗活動中，這才有利于鍛煉學生的各項學習能力，進而令他們逐步形成出色的物理核心素養.

2.3結合信息技術，直觀展示課本實驗

高中物理實驗有多種類型，并不是所有實驗都適合在課堂中展示.同時，教師也不是可以將所有實驗都準確無誤地向學生演示出來.因此，教師可以結合信息技術進行實驗教學，用多媒體平臺演示相對抽象的物理實驗，將它們直觀地展現在學生面前.借此方式有利于幫助學生降低理解難度，以此令實驗教學順利落實.由此可見，在實驗教學中靈活運用信息技術非常重要，這是攻破某些抽象實驗的有效手段.

以必修三第13章“電磁感應現象及其應用”為例，“電磁感應現象”屬于微觀層次的實驗.如果教師在課堂中結合相應器材完成該實驗，那么學生很難有效理解產生感應電流的條件——閉合回路的磁通量發生變化.其中，直觀地展示磁通量就可以借助現代信息技術來實現.因此，教師可以在實驗教學中結合相應的視頻片段、PPT課件，通過多媒體平臺展示各種“電磁感應現象”中閉合回路磁通量的變化，將電磁感應現象的原理形象地展現在學生面前.最后，教師引導學生總結產生感應電流的條件——閉合回路的磁通量發生變化.除此之外，教師在介紹“電荷守恒定律”“摩擦生電現象”等內容時，同樣可以結合信息技術展開教學，以此將相對抽象、模糊的物理現象變得形象、直觀，學生才能有效掌握這些知識點.

2.4引導學生反思，增強實驗教學效果

“實驗教學”以學生為主體，教師是引領者、組織者.學生的實驗水平以及認知能力有限，所以在實驗過程中往往會出現各種問題.因此，教師在結束實驗之后要及時引導學生反思總結，以此找出實驗過程中的不足之處.隨后，教師要充分發揮自身的“引領組織作用”，幫助學生完善不足之處，以此令他們逐步提升實驗能力、物理水平.由此可見，“總結反思”是物理實驗教學不可或缺的一部分.

在高中物理課堂中組織實驗教學，可以有效促進學生自主探究、合作交流，這是形成物理核心素養的關鍵因素.為了有效增強實驗教學的效果，教師要靈活運用信息技術，并且及時組織學生總結反思實驗步驟.總而言之，教師要明確學生在課堂中的地位，然后圍繞學生展開教學，這才有利于推動實驗教學并且取得良好效果.

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