李 潤(rùn)

（甘肅省武威第八中學(xué)，甘肅武威 733000）

在物理課堂教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)的地位不言而喻。對(duì)此，我國(guó)的物理學(xué)家朱正元先生也曾明確指出：千言萬語說不清，一做實(shí)驗(yàn)就分明。在高中物理學(xué)習(xí)中，通過實(shí)驗(yàn)操作、探究、思考，有助于學(xué)生完成物理核心概念、物理規(guī)律等深?yuàn)W知識(shí)的探究學(xué)習(xí)。同時(shí)，學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的過程中，也在很大程度上提升了自身的思維品質(zhì)，形成一定的科學(xué)探究能力、觀察能力、操作能力等，并強(qiáng)化自身的科學(xué)觀念，真正滿足高中物理核心素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)。但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，受到多種因素的制約，當(dāng)前高中物理教師在開展試驗(yàn)教學(xué)時(shí)依然束縛在傳統(tǒng)的“以講代做”“紙筆實(shí)驗(yàn)”中，或者是單純地觀看視頻代替實(shí)驗(yàn)操作。在這種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)觀察、思考和動(dòng)手操作，致使物理實(shí)驗(yàn)流于形式，阻礙了物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、物理核心素養(yǎng)下實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

第一，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度不夠，過分開展理論教學(xué)。雖然物理新課程改革已經(jīng)實(shí)施了很長(zhǎng)一段時(shí)間，但部分物理教師依然束縛在“高考第一”的理念中，圍繞高考組織教學(xué)，將課堂教學(xué)重點(diǎn)都集中在理論知識(shí)中，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)只會(huì)浪費(fèi)寶貴的課時(shí)，學(xué)生只要知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論即可。甚至個(gè)別學(xué)校安排的物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)也非常少，缺乏物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施等。這些因素都在很大程度上弱化了物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的地位，制約了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

第二，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過分強(qiáng)調(diào)演示實(shí)驗(yàn)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，雖然演示實(shí)驗(yàn)占據(jù)一定的地位，但并不意味著演示實(shí)驗(yàn)就是物理實(shí)驗(yàn)的全部，還應(yīng)在演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加一些探究實(shí)驗(yàn)。但在教學(xué)實(shí)踐中，由于不少教師依然束縛在傳統(tǒng)的教學(xué)觀念中，在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候依然以講授、演示作為主要的模式。而在物理核心素養(yǎng)下，則對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的目標(biāo)，即：思維品質(zhì)、科學(xué)探究能力、觀察實(shí)踐能力、科學(xué)態(tài)度等，而這些目標(biāo)和素養(yǎng)都需要經(jīng)過學(xué)生的主動(dòng)探究、實(shí)踐操作才能完成。由此可見，單純地依靠演示實(shí)驗(yàn)很難滿足核心素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)。

第三，實(shí)驗(yàn)流程呆板。物理核心素養(yǎng)下，教師還應(yīng)立足于實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力，旨在提升學(xué)生的物理綜合素養(yǎng)。但在教學(xué)實(shí)踐中，基本上都是按照教材上的流程，按部就班地照著流程操作一遍。在這種情況下，學(xué)生在固定的實(shí)驗(yàn)流程中，極容易束縛自己的思維，難以發(fā)展自身的創(chuàng)新能力［1］。

二、創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)

（一）樹立正確的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念

在物理新課程改革的背景下，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)已經(jīng)成為當(dāng)前教育改革的重點(diǎn)。當(dāng)前，由于物理教師對(duì)其認(rèn)知仍處于淺層階段，致使在執(zhí)行時(shí)存在諸多問題。鑒于此，為了真正滿足高中物理核心素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)，教師必須摒除傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，樹立與“物理核心素養(yǎng)”、新課程改革相契合的教學(xué)觀念。

第一，從觀念上重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。物理是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的學(xué)科，復(fù)雜的物理規(guī)律和物理概念都是從物理實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的。學(xué)生在學(xué)習(xí)中，唯有通過大量的物理實(shí)驗(yàn)，才能在物理實(shí)驗(yàn)操作和觀察中，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等，總結(jié)出相應(yīng)的物理規(guī)律和物理概念等。在這一過程中，學(xué)生也會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問題，并通過思考這一方式，探索問題的解決方法。由此可見，教師應(yīng)從思想觀念上重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，明確兩者的內(nèi)在聯(lián)系，并逐漸增加物理實(shí)驗(yàn)的課時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生多操作實(shí)驗(yàn)、多思考。

第二，指向物理核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。物理核心素養(yǎng)的提出，使得物理教學(xué)目標(biāo)不再局限于“三維目標(biāo)”，更加關(guān)注學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)探究、創(chuàng)新、思維等，更加關(guān)注學(xué)生是否能夠通過物理學(xué)習(xí)，獲得能夠促進(jìn)自己發(fā)展的能力和品質(zhì)等。鑒于此，教師必須要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)，指向?qū)W生的物理核心素養(yǎng)，將學(xué)生的“問題提出、科學(xué)論證、反思交流”等都納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，引領(lǐng)學(xué)生通過“觀察分析—提出問題—分析問題—解決問題”這一探究流程，提升自身的綜合素養(yǎng)。

第三，基于生本理念優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。高中物理新課改也明確了“以生為本”的教育理念，對(duì)物理課堂教學(xué)提出了更加明確的要求：結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，靈活開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給學(xué)生提供足夠的時(shí)間和機(jī)會(huì)進(jìn)行操作，使其在經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)操作和分析的過程中高效達(dá)成物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

第四，創(chuàng)設(shè)良好的物理實(shí)驗(yàn)條件。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，缺乏物理設(shè)備是制約物理實(shí)驗(yàn)開展的重要因素。在多數(shù)學(xué)校中，學(xué)生只有在實(shí)驗(yàn)課上才能走進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)室，其他時(shí)間實(shí)驗(yàn)室并不對(duì)外開放。甚至當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)室中大量的物理器材出現(xiàn)了閑置的現(xiàn)象。不僅如此，由于學(xué)生在課外難以走進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)室中，導(dǎo)致學(xué)生在課后無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也無法對(duì)疑惑的問題進(jìn)行探究，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效果。鑒于此，學(xué)校不僅要加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)器材的投入，完善更新物理實(shí)驗(yàn)器材，并適當(dāng)放開物理實(shí)驗(yàn)室，以更好地滿足物理核心素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)［2］。

（二）優(yōu)化物理演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)物理基本觀念

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，按照實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)可將其劃分為探究性實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可或缺的一個(gè)部分，是對(duì)物理原理、物理概念、物理規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證的主要方式。同時(shí)，物理演示實(shí)驗(yàn)也是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵途徑。但演示實(shí)驗(yàn)并不意味著只要按照教材上的實(shí)驗(yàn)方案重新操作一遍即可，而是結(jié)合物理核心素養(yǎng)下的要求，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生在演示物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中，通過“真聽”“真看”“真感受”等感悟其種蘊(yùn)含的物理知識(shí)、規(guī)律和方法，逐漸在學(xué)習(xí)中形成強(qiáng)烈的物理觀念。而要達(dá)到這一目標(biāo)，高中物理教師在日常教學(xué)中，必須要結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容科學(xué)選擇物理實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以貼近學(xué)生實(shí)際生活的素材出發(fā)，優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

例如，在“反沖運(yùn)動(dòng)”的新課程教學(xué)中，為了強(qiáng)化學(xué)生的物理觀念，教師可以結(jié)合本章節(jié)的知識(shí)內(nèi)容，從學(xué)生的實(shí)際生活出發(fā)，給學(xué)生演示三個(gè)物理實(shí)驗(yàn)，即：給氣球充氣，讓氣球朝著不同的方向飛行，觀察其飛行的方向；給學(xué)生播放火箭發(fā)射的視頻；自制一個(gè)反擊式水流機(jī)。這三個(gè)物理演示實(shí)驗(yàn)包含了三種不同的物理觀念，即：物質(zhì)觀念、相互作用觀念和運(yùn)用觀念等。如此，借助優(yōu)化的演示實(shí)驗(yàn)，即可達(dá)到物理核心素養(yǎng)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

同時(shí)，教師還應(yīng)堅(jiān)持“化抽象為直觀”的原則，利用實(shí)物給學(xué)生建立模型，使得學(xué)生在直觀的實(shí)驗(yàn)感知中達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。例如，在“磁場(chǎng)”的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于這一部分知識(shí)具備極強(qiáng)的抽象性，學(xué)生摸不著也看不到，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)中常常處于茫然的狀態(tài)。基于此，物理教師在開展演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，就可以找來一根條形的磁鐵以及多個(gè)小磁針，并將小磁針排列在條形磁鐵的周圍。如此，借助一定的模型，學(xué)生在實(shí)物觀察中就能清晰感知到磁場(chǎng)的方向。

（三）設(shè)置梯度性的問題，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

物理核心素養(yǎng)下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還承擔(dān)著訓(xùn)練學(xué)生思維能力的重任，使其在實(shí)驗(yàn)探究中一邊操作實(shí)驗(yàn)一邊思考問題，最終在問題的引領(lǐng)下發(fā)展自身的思維品質(zhì)。鑒于此，教師應(yīng)緊緊圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體內(nèi)容，從學(xué)生實(shí)際學(xué)情出發(fā)，設(shè)計(jì)出具備挑戰(zhàn)性、探究性的問題，使得學(xué)生在問題的引領(lǐng)下，完成物理實(shí)驗(yàn)的深度探究。

例如，在“自感”的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師就可以從學(xué)生“被電”的過程出發(fā)，遵循從“簡(jiǎn)單到復(fù)雜”的原則，給學(xué)生設(shè)計(jì)出具備梯度性的實(shí)驗(yàn)問題，即：“我們?nèi)绾尾拍軐ⅰ浑姟母杏X運(yùn)用電學(xué)元件體現(xiàn)出來？”在這一問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生結(jié)合這一物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容以及所學(xué)的物理知識(shí)，提出了“運(yùn)用小燈泡代替人的感受，用小燈泡的亮度將電壓的高低情況呈現(xiàn)出來”。接著，教師再次提出問題：“電建斷開之后，小燈泡的亮度會(huì)發(fā)生什么樣的變化？其變化發(fā)生的原因是什么？如果要想探究小燈泡中的電流方向，還應(yīng)在電路中加入一個(gè)什么電學(xué)元件？”這三個(gè)問題層層遞進(jìn)，使得學(xué)生逐漸進(jìn)入到物理規(guī)律和知識(shí)探究的內(nèi)部，不僅契合了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，也有助于學(xué)生在觀察、分析和探究的過程中，形成一定的科學(xué)思維。最后，教師再次提出問題：“以展示的實(shí)驗(yàn)電路作為基礎(chǔ)，自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，如何增加電學(xué)元件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠直接表達(dá)自感現(xiàn)象的電路？”由于學(xué)生之前已經(jīng)具備了一定的知識(shí)，這一問題要求學(xué)生從已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，發(fā)動(dòng)自己的腦筋進(jìn)行創(chuàng)新，進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

（四）親自探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)

學(xué)生唯有親身參與到物理實(shí)驗(yàn)中，通過物理實(shí)驗(yàn)操作、思考和探究，才能在親身經(jīng)歷的過程中感悟物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，了解實(shí)驗(yàn)知識(shí)的生成和論證過程，從而最終在物理規(guī)律的探究中，提升自身的綜合素養(yǎng)?；诖耍咧形锢斫處煈?yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教育模式，將物理實(shí)驗(yàn)課堂交給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生以學(xué)習(xí)小組作為載體，在明確的分工中共通合作共同完成實(shí)驗(yàn)探究。如此，學(xué)生才能真正從被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)下解放出來，以知識(shí)建構(gòu)者的身份經(jīng)歷知識(shí)的生成、發(fā)展等過程，提升自身的物理核心素養(yǎng)。

例如，在學(xué)習(xí)了“牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械守恒定律”之后，為了發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，教師可以給學(xué)生展示一座非常老式的落地?cái)[鐘，上好發(fā)條之后，這座老式的擺鐘就開始工作了。此時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生觀察擺鐘工作的狀態(tài)，并在觀察中提出問題，開展探究。在學(xué)生觀察和小組商量的過程中，教師提出了一系列的問題，包括：擺鐘在擺動(dòng)過程中能量的轉(zhuǎn)化是怎么樣的？如何能夠讓擺鐘長(zhǎng)時(shí)間擺動(dòng)？擺動(dòng)一次的時(shí)間和什么因素相關(guān)？接著，引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組依據(jù)自己提出來的問題結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械守恒定律理論知識(shí)，通過思考和交流，確定實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案選擇實(shí)驗(yàn)儀器。之后，再引導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)方案操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，圍繞實(shí)驗(yàn)觀察的數(shù)據(jù)展開分析。如此一來，學(xué)生在小組實(shí)驗(yàn)的過程中，不僅感悟到物理實(shí)驗(yàn)的魅力，也在上述的實(shí)驗(yàn)過程中強(qiáng)化了“單擺周期和能量轉(zhuǎn)化”的相關(guān)理論知識(shí)，高效達(dá)成了物理核心素養(yǎng)下的知識(shí)目標(biāo)。同時(shí)，學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)操作、觀察和分析探究的過程中，也拓展了自身的思維素養(yǎng)、綜合探究能力等，并形成了基本的物理觀念。

（五）基于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)

新課標(biāo)下，物理教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，還應(yīng)關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新能力，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)中產(chǎn)生一定的創(chuàng)新意識(shí)，形成一定的創(chuàng)新能力。以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，很少有學(xué)生會(huì)經(jīng)過思考，提出新的觀點(diǎn)和想法，不敢對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行創(chuàng)新。而在物理核心素養(yǎng)下，高中物理教師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“教材觀”。鑒于高中生在以往的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了一定的物理知識(shí)，思維也異?；钴S，在日常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行創(chuàng)新。另外，高中物理教師也應(yīng)在實(shí)驗(yàn)課堂中給學(xué)生留有足夠的空間進(jìn)行創(chuàng)新。

例如，在“牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生先結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案對(duì)教材上的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行操作，并思考“這一實(shí)驗(yàn)方案是否完美？還存在哪些弊端？”學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作和思考，提出了：傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案中常常會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)系統(tǒng)誤差，即在操作中常常無法滿足“小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量、平衡摩擦力過程時(shí)總會(huì)出現(xiàn)過度和不夠的情況”。針對(duì)這些問題，教師要指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行思考，敢于打破教材的束縛，對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新。

三、結(jié)語

綜上所述，面對(duì)物理核心素養(yǎng)下的要求，如何提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，如何借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，是擺在所有物理教師面前的一道難題。鑒于此，高中物理教師應(yīng)結(jié)合新課程下的要求，對(duì)當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行理性的思考和審視，樹立正確的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不斷提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，促使學(xué)生在多樣化的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中形成一定的物理核心素養(yǎng)。