基于核心素養的高中物理學生分組實驗教學探索

【摘要】本文探討基于核心素養的高中物理學生分組實驗教學，通過實施分組實驗教學，能夠培養學生實踐能力、合作精神以及科學思維.著重討論實施分組實驗教學的必要性和優勢，并提出一些實踐經驗和方法.研究結果表明，分組實驗教學能夠有效激發學生的學習興趣和主動性，提高學生的學習效果和科學素養，凸顯現代化的物理教學思路.

【關鍵詞】核心素養；高中物理；分組實驗

物理學這門重要的自然科學，對于高中學生學習和成長至關重要.但傳統的課堂教學模式一般過于注重理論知識的灌輸，缺乏實踐和探究的環節，使得學生很難真正理解和應用所學的知識.為了改變這種現狀，近年來教育界逐漸興起了基于核心素養的分組實驗教學新模式.

1 基于核心素養的高中物理學生分組實驗教學的特征

高中物理學習中實驗教學是課堂教學中被廣泛應用的一種重要教學手段.而基于核心素養的高中物理學生分組實驗教學，作為一種獨特的教學模式，具有其獨到之處[1].

首先，核心素養下的高中物理學生分組實驗教學注重培養學生的合作能力，在這種教學模式中，學生不再是孤立地進行實驗，而是分在一個小組中，通過合作來完成實驗任務.每個小組成員的角色和任務不同，需要彼此合作.這種合作模式可以培養學生的團隊合作精神，加強學生之間的溝通和協調能力，使學生能夠更好地和他人合作，并在實驗中取得了比較理想的成績.

其次，基于核心素養的高中物理學生分組實驗教學，注重學生的自主學習，在傳統的實驗教學中，學生往往被動地接受教師的指導和安排.在這種教學模式下，學生將更加主動地參與，并通過小組合作的方式獨立地完成實驗任務，學生應該自主地設計實驗方案、收集數據、對實驗結果進行分析、討論和概括.這種自主學習方式能培養學生的探究精神和創新意識，激發學生對物理學習的興趣和熱情.

再次，基于核心素養的高中物理學生分組實驗教學注重培養學生的問題解決能力.學生在實驗的過程中，不可避免地會產生各種各樣的問題和懷疑.通過小組合作的方式，使學生之間可以相互討論和溝通，共同解決問題.這樣的解題過程，能培養學生的分析和推理能力及解題能力，并提高其思維能力和創造力.

最后，以核心素養為核心的高中物理中學生分組實驗教學，關注學生的情感體驗.在傳統的實驗教學中，學生往往只關注實驗結果的正確與否，而忽視了對實驗的情感體驗.在這種教學模式的指導下，鼓勵學生通過小組合作的方式，共同面對各種挑戰和難題，并努力克服這些困難，最終走向成功.這個過程不僅可以增強學生的自信心，培養學生堅韌的精神，還可以培養團隊意識和集體榮譽感.

2 基于核心素養的高中物理學生分組實驗教學的方法

2.1 分組實驗探究

基于核心素養的分組實驗教學方法對于高中物理學生的學習具有重要的指導意義，通過這種教學方法能讓學生在實踐中養成創新思維、批判性思維、合作交流能力等核心素養.因此，教師在教學中應靈活運用這種教學方CI2VniVMz9MgIyZjJefvQbt6TN2g+1tvQijFvi3Xhbo=法，為學生創造更加積極、有效的學習氛圍，推動學生的全面發展[2].

例如 以“用打點計時器測速度”的實驗為背景，我們可以將學生劃分為幾個小組，每個小組由3～5名學生組成，這樣可以更好地發揮學生的團隊合作和交流能力，同時也能激發學生的創新思維和批判性思維.在實驗開始之前，教師應向學生介紹實驗目的和步驟，并對打點計時器的工作原理進行簡要講解，既能激發學生的學習熱情，又能讓學生對實驗過程有一個初步的認識，在這個過程中，教師可以借助一些有趣的故事、實例或者問題激發學生的思考和好奇心，從而培養學生的創新和批判性思維.之后教師可以根據學生的學習興趣和能力水平分成不同的小組，在組建團隊之后，可以采用一定的差異化策略，相互借鑒.例如，將學生分為對實驗感興趣、擅長數據分析、有設計創新天分等各類學生.從而讓學生在合作中相互學習，相互幫助，共同完成試驗，促進核心素養的發展.在實驗過程中，教師要充分發揮指導和輔導的作用.可以通過觀察、指導、提問等活動來指導學生思考，幫助學生掌握實驗的關鍵步驟和操作方法.在啟發學生自主探究，創新思考，培養解決問題的能力，在學生實驗時，可以讓學生有一定的自主權，讓學生自主設計測速實驗方案，培養學生的創新思維.在實驗結束后，教師應當及時對學生進行評價和反饋，可以設置小組展示環節，讓每個小組向全班學生展示其實驗和思考成果.通過對不同組別的比較評價可以激發學生的競爭意識、提高學習動力、同時也有利于學生合作交流能力的發展.

2.2 合理劃分小組角色

基于核心素養的高中物理分組實驗教學中，通過合理劃分小組角色的教學方法，能夠發展學生的核心素養和合作能力，激發學生的學習熱情和實踐動手能力，該方法讓學生在實踐過程中理論與實踐相結合，培養學生解決問題的能力及創造力，從而為學生的學習及今后的成長打下扎實的基礎[3].

例如 在講解“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗時，合理劃分小組角色的教學方法，旨在培養學生的核心素養和合作能力，該方法不僅可以激發學生的學習熱情，還可以加強學生實踐動手能力和問題解決能力的培養.教師在教學中首先應明確實驗內容和目的，對學生應掌握的知識和技能有一個確切的了解.例如，在解釋小車速度隨時間變化的規律實驗時，要讓學生了解速度概念、速度與時間的關系，并具備一定的實驗操作能力.在分組時，教師可根據學生的能力、興趣和學習風格將學生分成不同的角色.包括實驗操作員、數據記錄員、理論解釋員、實驗報告撰寫員等.通過對不同人物的指派，能夠讓學生們更好的合作，各顯特長，共同完成實驗任務.實驗操作員操作實驗設備，控制小車運動，記錄實驗數據.學生需要具備細致入微和耐心的性格，以及卓越的觀察力，以確保整個實驗過程的準確性和穩健性.數據記錄員記錄在實驗過程中所測量到的數據，并整理成表格和圖表，學生必須具備卓越的數據處理和分析能力，能夠準確地繪制速度與時間的關系圖，以幫助其他學生進行更深入的分析和解釋.理論解釋員要對試驗結果進行分析和說明.學生需要深入研究速度與時間的交互作用，并根據實驗數據給出恰當的解釋.理論解釋員還要引導其他小組成員的思維，激發學生的思維和探究.實驗報告撰寫者負責整理實驗結果，撰寫實驗報告，為了確保實驗報告的完整性和準確性，學生必須具備卓越的文本和組織表達能力.

通過合理劃分小組角色，能讓學生在實踐中理論聯系實際，鍛煉自己的能力.教師可以在實驗中給予適當的引導和指導，幫助學生解決遇到的種種難題，啟發學生的創造力和思維能力.此外，教師還可以在小組中設置比賽和合作，增強學生的競爭意識和合作精神.如，可以設速度測量準確度比賽，督促學生在實驗中精確測量速度，與其他組進行比較.

2.3 激勵學生自主設計實驗

實驗在高中物理學的學習中至關重要，通過親身實踐，能使學生觀察和感知物理現象，繼而加深理解理論知識.但是僅僅是實驗還不足以激發學生的學習熱情，這就需要讓學生自主設計實驗.同時，傳統的實驗教學模式中，教師一般都會提前給出實驗步驟和要求，學生也只會按部就班地做實驗，這種被動接受的方式使得學習效果大打折扣，相比之下，基于核心素養的分組實驗教學更能調動學生的學習動力.

例如 在進行“討論了加速度與力、質量的關系”這一實驗時，教師要首先引導學生回顧相關的理論知識，比如牛頓的第二定律等.再分組進行實驗設計.每組需自主提出實驗問題，并構思實驗方案.這樣的自主設計激發了學生的思維和創作，讓學生成為實驗的主導者而非被動執行者.學生們學習時得到的啟迪和思考已經不受束縛，可以充分發揮自己的想象力，去設計一些更加有趣和富有挑戰性的實驗.其中教師不再是實驗過程中傳統意義上的“授課者”，而是引導者和指導者，有效地激勵學生進行自主的研究和思考，并在必要的情況下為學生提供所需的支持和方向性的指導.學生們在實驗過程中會產生種種疑惑和不解，教師的適時指導能夠幫助學生們解決難點，同時也能夠加深對于物理現象理解.這種互動式的教學方式讓學生通過實踐活動不斷摸索，不斷學習，真正將理論知識轉化為實踐能力.學生們通過獨立設計的實驗，不僅可以更深入地理解“討論了加速度與力、質量的關系”這一實驗主題，還可以培養學生的實驗思維能力和團隊合作精神.在小組合作中，學生之間要相互分工合作，共同解決問題.每個人在社會上扮演著不可或缺的角色，其意見與貢獻得到人們的極大尊重與認可.這種合作式的學習方式不僅加強了學生團隊合作精神的培養，還培養了學生責任心與自我自信.基于核心素養的分組實驗教學方法將學生置于實踐的中心地位，讓學生成為學習的真正主動者和創造者.這種教學方法不僅可以激發學生的學習興趣和動力，還可以培養學生的實驗能力、科學思維和團隊合作精神.通過自主設計實驗既能讓學生更深入地理解物理現象，又能培養創造力和提高解題能力.這種教學方法既讓學生得到了知識的豐富和提高，又得到了心智和思維能力的全方位發展.

2.4 實驗完成后的分享報告

高中物理學生分組實驗教學中，分享與報告實驗結論是至關重要的一環，旨在培養學生的核心素養與科學思維能力.在此環節學生將自己的實驗結果展示出來，總結出實驗存在的問題及解決辦法，并嘗試提出實驗設計改進建議.

在實驗后的分享與匯報環節中，教師應預先設計好學生分組，由每組學生從分組中選出具有代表性的實驗結果展示，這樣可以確保每個學生都有機會參加實驗后的分享與報告，同時還有利于小組合作中團隊意識和協作能力的發展，在實驗完成之前，學生分享和報告實驗的過程，教師應該引導學生進行反思和總結，在這個環節上學生可以思考實驗中遇到的問題、解決問題時使用的方法以及實驗取得成功的原因.在實驗過程中的反思總結，能使學生更加深刻地理解物理原理和實驗方法，并且在分享與報告中進行表述.在實驗后的分享與報告中，學生應以清晰簡潔的語言表達實驗結果與結論.學生具備利用圖表、數據等多樣手段展示實驗成果的能力，并能根據物理學的核心理念進行深度的分析和探討.同時學生們還應該對實驗結果有自己的看法和理解，并且要對實驗過程有改進建議.這樣既可以鞏固學生對物理知識的理解和把握，又可以培養學生的創新思維和科學探究能力.此外，在實驗后進行分享與報告，還可以使學生展示學生在實驗過程中所產生的疑問與困惑，并與學生及教師共同探討解決辦法.這不僅能提高學生的學術能力，還能培養學生的批判性思維和問題解決能力.同時，教師也可以借此機會解答和指導學生的問題和困惑，促進學生的學習和成長.最后，教師應在實驗后分享、報告，及時反饋、評價.既有口頭的贊許與激勵，又有文字的評價與建議.教師通過反饋和評價學生，可以幫助學生發現自己的優勢和不足，指導其進一步提升核心素養和科學思維能力.

3 結語

綜上所述，以核心素養為基礎開展高中物理學生分組實驗教學是一種有效的教學模式，教師需要在實踐中合理組建實驗小組，明確分工和任務，并引導學生總結和分享實驗經驗，讓每個學生在小組合作中貢獻應有的力量，找到解題方法，深化對知識的記憶程度.希望本文能夠為高中物理教學改革和創新提供一些啟示.

參考文獻：

[1]郭家豐，唐興華.任務驅動式教學模式在高中物理分組實驗中的應用——以用單擺測量當地重力加速度為例[J].數理天地（高中版），2024（02）：94-97.

[2]王潔潔.支架式教學在高中物理實驗教學中的應用研究[D].揚州：揚州大學：2023.

[3]鄒家俊.高中物理“學生必做實驗”教學現狀的調查研究[D].廣州：廣州大學：2023.