基于核心素養的高中物理實驗教學探究

肖敏 孫丹

基于核心素養的高中物理實驗教學，教師可以通過實驗教學中，實驗目標的設定、學生自主實驗能力的培養、教師評價總結的發現等幾大教學模式展開教學探究。由此，通過物理實驗的探究，幫助學生提升學科素養，使學生在實驗中了解目標對于學習的重要性，并通過實踐能力的提升、觀察總結能力的培養，展現基于核心素養的實驗教學成效，進而培養合格的物理人才。

一、高中物理實驗教學目標引導

高中物理實驗教學過程中，教師應引導學生注重實驗目標的設定，使學生養成學習過程中設定目標的習慣，以此培養學生良好的目標意識，提升學生物理核心素養。同時，學生通過教師的引導，首先關注實驗的目標，并在這個過程中了解實驗的目的以及意義，為樹立目標意識奠定堅實基礎。因此，高中物理教師可以依據實驗問題的目標管理與引導，有效地提升學生高中物理實驗風向標的管理。

例如，在人教版高中物理《探究加速度與力、質量的關系》實驗中，教師就可以在確定實驗目標后，引導學生進入探究，在探究之前首先對目標進行管理，掌握“加速度與力、質量的關系”探究實驗的目的。學生通過教師的引導，有效地進入到實驗中，并針對目標進行細致分析，以此得出目標“理解物體運動的狀態變化，并通過觀察得知物體運動快慢，也就是加速度，加速度大小與力有關，也與質量有關”。同時，還可以通過這個實驗達成探究加速度與力和質量的定量關系，掌握研究三個物理量之間的關系，并用控制變量的方法實現這個目的。使學生在動手實踐過程中，掌握實驗原理、有效處理實驗數據，繼而得出實驗的結論，以此使學生可以在實驗中，學會分析實驗中的數據表格，尋求物理規律。并能夠通過這樣的實驗目標認知，有效地了解實驗動態發展，達成整體性的有效實驗目標，培養學生目標管理能力，提升高中物理學科中學生的目標管理核心能力，以此展示出學生良好的物理實驗素養，助力學生在高中階段物理實驗能力提升的目標。

在開展實際教學活動時，高中物理教師就可以這樣來安排實驗活動。首先，教師要先引導學生設計實驗，剖析實驗探究思路，為順利利用實驗探究學科知識奠定基礎。針對“探究加速度與力、質量的關系”這一個物理實驗，教師可以這樣對學生進行提問，幫助學生明確實驗目的、確立實現目標：“同學們，我們要通過實驗來探究加速度與力和質量之間的關系。但在同一次實驗之中，我們能夠同時得到三者的關系嗎？”通過設置以上提問，學生將會明確實驗的方向，并設置多組實驗，分別探究“加速度與力”“加速度與質量”之間的關系。然后，教師再繼續對學生進行引導，幫助學生確立實驗方法：“同學們，我們在分別探求這兩個物理量之間關系的過程中，需要另一個物理量處于什么樣的狀態，才能保證實驗結果可靠呢？”經過層層引導，學生不僅會確定清晰的實驗思路，獲得準確的實驗方法，更會在此基礎上進行更深層次地思考。比如，當教師提問學生：“如何改變拉力的大小？”“如何改變質量的大小？”“如何判斷小車的加速度？”等問題時，學生就會進行深度思考，進一步完善實驗步驟。通過問答的方式來設置實驗目標，將能夠引導學生進一步明確實驗目的，規范實驗方向。另外，在開展物理實驗教學過程中，教師還可以引導學生通過學習，自主設立實驗目標的方式，逐步提高學生的自主學習能力與實驗探究能力，培養學生的核心素養。

二、高中物理實驗動手實踐能力

高中物理實驗動手實踐能力的培養，是學生物理思維能力探索與培養的關鍵，教師可以通過積極組織學生展開有效的實驗探究，引導學生帶著疑問進行實驗，并通過自己的實踐操作，展示獨立解決問題能力，提高物理綜合素養。同時，教師作為指導者，應在學生實際體驗中，注重以實驗內容為核心，發散學生的實驗思維，使學生可以在教師指引下，有效完成實踐操作體驗，展示物理實驗綜合核心素養。并在這樣的實驗體驗過程中，可以指導學生以小組為單位，展開實驗活動，相互合作，以培養學生的團隊創新意識。

例如，在人教版高中物理《探究平拋運動的特點》實驗時，在了解實驗目標的基礎上，教師就可以針對實驗內容進行了解，并在教師指導下，以合作小組實驗模式進入實驗體驗中。通過實驗了解什么是拋體運動與平拋運動，了解運動的條件與特點，并在實踐體驗中，思考實驗問題，了解“化曲為直到運動分解到等效替代”實驗思路，掌握平拋實驗中可以分解為水平方向分運動與豎直方向分運動，并了解這兩種實驗的分別是什么樣的運動。同時，通過以小組為單位的合作實驗，了解什么情況下是勻速直線運動，什么情況下是自由落體運動。基于此，針對這個實驗，學生可以在教師指導后，以小組合作實驗的模式，有效地進入到實驗中，通過物理器材的準備、物理實驗步驟的分析、物理原理的探究、實驗結論的得出、實驗數據的匯總，展示實驗在學生實踐探究中的成效，培養學生高中物理綜合實驗能力，達成高中物理實驗中核心素養培養目標。

在開展實際教學活動時，教師可以這樣來對學生進行引導與教學，培養學生的動手和實踐能力，讓學生在實驗操作之中獲得物理知識、提升學科素養。以《研究平拋運動運動的特點》這一單元實驗探究作為案例，教師可以讓學生以小組合作的方式，進行共同實驗探究，將“曲線運動”與“直線運動”兩部分物理知識建立起聯系。比如，教師可以這樣來對學生進行引導：“我們所有的同學分為三個小組，A小組同學進行‘平拋運動實驗操作，將物體從水平面，以不同的水平速度拋下。而B組的同學進行‘自由落體運動實驗操作，將與 A組完全相同的物體從水平面，從靜止狀態拋下。而C組的同學雖然并不是直接進行實驗操作，但大家對于實驗同樣重要——C組的同學觀察A、B兩組同學的實驗狀況，記錄下實驗數據。”通過設置以上實驗任務，全班同學將會有秩序、分工明確地開展實驗操作，共同探究實驗結果。另外，高中物理教師在開展實驗教學時，不僅要培養每一位學生的實驗操作能力，讓學生親自動手進行實驗，同時，也要培養學生的多方面能力。比如，學生在進行實驗操作之前，教師可以先對學生進行“實驗示范”，將所要開展的實驗探究進行展現，并故意設置常見的錯誤，考驗學生是否能夠及時發現并改正。以“連接電路”這一個實驗操作步驟為例，教師在為學生進行實驗操作示范時，可以故意將串聯電路中的“滑動變阻器”設置為“最小阻值”，觀察學生是否能夠及時發現。通過設置多樣化實驗教學環節，教師將能夠有效培養學生實驗操作能力，提高學生物理核心素養。

三、高中物理實驗教學評價總結

高中物理實驗教學的評價總結，基于學生實驗素養培養至關重要，學生通過教師的總結評價，可以明確自己在實驗中具體表現，以及實驗過程中針對實驗目標、實驗準備、實驗過程、實驗結論、實驗概括等一系列實驗過程是否正確。因此，高中物理教師可以在教學過程中，根據學生的具體表現，進行有效地實驗總結，在總結評價過程中，可以通過分組評價的模式展開，加強學生團隊實驗意識，凝聚團隊士氣，提升學生的合作學習能力。

例如，教師可以在總結中，具體概括出每個小組的實驗表現，如第一小組在實驗的過程中，對于實驗器材的準備環節表現得非常細致，并將實驗器材進行全面的檢查，在檢查中發現實驗器具有出現問題的情況，這就是科學實驗必備的細致精神。第二小組的同學們在實驗的過程中，分工明確，有的同學負責準備實驗器材，有的同學負責問題的羅列，還有的同學負責實驗的操作、記錄，這是很優質的合作實驗模式，大家應學習他們小組的科學、合作實驗分工。第三小組也有值得表揚的地方，他們將實驗過程中出現的問題詳細地記錄了下來，并在實驗過程中，每個小組成員都能積極參與到討論，這也是值得大家學習的。教師通過這樣的評價總結，培養學生實驗活動參與積極性，提升實驗自信心，掌握有效的實驗操作技巧，為綜合實驗能力的提升奠定堅實有效的基礎，展示評價與總結在實驗教學中的有效性。

另外，高中物理教師還可以設置豐富的實驗操作活動，以更加具有生動性、激勵性的方式，調動學生學習興趣，引導學生積極提升實驗操作能力。比如，教師可以在班級范圍內設計“實驗操作比賽”，讓學生通過自主思考、實驗設計以及實驗操作等一系列的物理活動，來深度思考物理問題、解決物理問題，獲得全面發展。比如，針對“電阻的測量”這一實驗操作，教師就可以帶領學生以“實驗比賽”的方式，來進行探究與學習。在開展實際教學活動時，教師可以這樣對學生進行引導：“同學們，大家都知道電阻的計算公式，那么大家會不會通過實驗來測量電阻呢？我們可以通過哪些方法來測量電阻呢？通過哪種方式測量電阻，所得到的數據更加準確呢？接下來，大家可以進行自由組隊，選擇一個隊友，也可以‘單槍匹馬參與比賽，大家進行一個小比拼，看看誰測量出的電阻數值更加準確！”通過設置以上實驗操作活動，學生將會以比賽的形式參與其中，并分別進行“內接法”“外接法”這兩種實驗操作，在此基礎上進行深度思考，探究物理知識。而教師則可以對學生進行“比賽評價”，以更加具有生動性的方式對學生提出建議、進行指正，幫助學生不斷提升實驗操作能力，培養物理思維，提高學科素養，實現全面發展與進步。作為高中物理學科的教師，應注重實驗總結過程，并進行以激勵為目標的實驗評價，激發出學生的實驗探究興趣，使學生掌握合理、科學、有效的高中實驗方法，提升綜合實驗技能，呈現實驗素養。

基于核心素養的高中物理實驗教學，是高中階段物理教學的重要內容。因此，作為物理學科教師，可以針對有效地實驗教學過程，進行教學模式的創新，通過對學生實驗目標的引導、實驗過程的實踐體驗、教師在實驗后的評價總結，達成有效的實驗素養培養目標的同時，提升學生綜合實驗能力以及物理學科學習能力，展示核心素養教學理念下學科教學成效，培養出時代需要物理科學的接班人。