皮廣軍

【摘要】培育學生學科核心素養(yǎng)是新課程改革提出的基本要求.物理是高中階段的主要科目之一，實驗作為教學過程中不可忽視的重要組成部分，對培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)起到促進作用.物理核心素養(yǎng)理念的提出轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的授課模式，為教師開展實驗教學活動提供了全新的思路，幫助學生明確日后的學習方向，以此保證高中物理實驗教學的質(zhì)量與效率.本文以實驗教學為切入點，對培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)的方法進行探究.

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；高中物理；實驗教學

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科.隨著新課程改革政策的不斷推行，要求教師提高對實驗教學的重視程度，結(jié)合學生的基本學情和課程大綱制定針對性實踐活動，滿足他們的學習需求，實現(xiàn)培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)的教學目標.因此，教師應(yīng)深入解讀核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，及時轉(zhuǎn)變教育理念，摒棄傳統(tǒng)教學中的不足之處，優(yōu)化實驗教學設(shè)計，幫助學生加強對理論知識的理解和運用，為物理核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展奠定良好基礎(chǔ).

1 高中物理實驗教學中培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的作用

1.1 樹立正確物理觀念

物理觀念的形成不是一蹴而就的，需要學生在實驗中不斷積累經(jīng)驗，熟練掌握并應(yīng)用相關(guān)理論知識，進而構(gòu)建完整的知識體系[1].由此可見，在高中物理實驗教學中培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，有利于增強學生的物理觀念。在教師的正確引導下，學生能夠深入分析概念知識，為實驗活動的開展打下基礎(chǔ).另外，物理學科具有一定的抽象性，對學生的邏輯思維和時空想象力具有較高要求，實驗活動能夠?qū)⒃緩?fù)雜的知識點以形象的方式呈現(xiàn)，促使學生在這個過程中主動收集相關(guān)信息，并針對具體的實驗現(xiàn)象展開研究，培養(yǎng)自主探究意識的同時樹立了正確的物理觀念，具備一定的信息處理能力和自主學習能力.

1.2 提高解決問題能力

在高中物理實驗教學中滲透核心素養(yǎng)，使學生轉(zhuǎn)變對該門學科的看法，不僅能夠讓學生樹立正確的物理觀念，積極利用所學知識思考實驗中呈現(xiàn)的不同現(xiàn)象，還可以在自主探究中形成一定的科學思維，進而提升學生的解決問題能力.高中生已經(jīng)具備一定的物理基礎(chǔ)，對于實驗過程中出現(xiàn)的問題，會結(jié)合之前學過的內(nèi)容進行深度研究，嘗試從不同的角度思考問題，掌握正確的學習思路和方法，并及時發(fā)現(xiàn)自身的不足之處，有利于思維能力的培養(yǎng)，同時還能促進他們運用現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)分析實驗原理和現(xiàn)象，有效調(diào)動其學習積極性，促進學科核心素養(yǎng)發(fā)展的同時提高解決問題能力，為日后長遠的學習之路奠定良好基礎(chǔ).也就是說，通過培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)強化了學生的科學思維和探究意識，能夠運用所學內(nèi)容靈活應(yīng)對實驗中出現(xiàn)的問題，達到提高解決問題能力的教育目的.

1.3 培養(yǎng)物理實驗思維

高中物理實驗相比較于初中時期，無論知識難度還是操作流程都變得更加復(fù)雜，雖然學生已經(jīng)具備一定的認知能力，但是受到物理基礎(chǔ)、學習方式、思維品質(zhì)等多方面的影響，他們還無法獨立面對復(fù)雜的實驗活動.實驗為培養(yǎng)學生的思維品質(zhì)提供了真實的問題情境，在不同現(xiàn)象的指引下，調(diào)動他們的好奇心理，積極開動大腦思考問題，形成一種樂觀向上的思維.借助問題情境的引導，有效激發(fā)學生觀察、思考和提出疑問的學習興趣，在理論與實際的結(jié)合中，進一步開拓了他們的實驗思維，增加感性認知的同時豐富大腦表象，使學生將物理知識與思維活動緊密結(jié)合起來，促進形象思維和抽象思維的協(xié)調(diào)發(fā)展.

2 高中物理實驗教學中培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的策略

2.1 創(chuàng)設(shè)實驗情境，樹立物理觀念

在新課改背景下，培育學生的學科核心素養(yǎng)成為高中物理實驗教學的主要目標[2].這就要求教師將物理知識與現(xiàn)實生活結(jié)合起來，利用生活中常見的現(xiàn)象組織實驗活動，使學生在熟悉的氛圍中建立實際生活和物理實驗間的聯(lián)系，在教師創(chuàng)設(shè)的真實情境下充分保證教學的質(zhì)量與效率.教材中有很多章節(jié)都選擇了操作性較強且取材容易、成本較低的實驗，既能降低學習難度，又能全面地呈現(xiàn)本課所學內(nèi)容.因此，教師應(yīng)做好物理演示實驗，盡可能多地收集相關(guān)素材，營造真實的實驗場景，幫助學生樹立正確的物理觀念并得到升華.可見，創(chuàng)設(shè)實驗情境的方式有利于培養(yǎng)學生的物理觀念和利用所學內(nèi)容解決實際問題的能力，凸顯培育學科核心素養(yǎng)的必要性.

例如 以魯科版高一必修第一冊“重力與重心”為例，要求學生知道力的概念，會在具體問題情境中區(qū)分受力物體和施力物體，明確“受力”的含義.教師提前準備好鉛筆、橡皮、文具盒等生活中常見的物品，在課程開始之前，帶領(lǐng)學生共同開展一個小實驗，將鉛筆的筆尖向下，嘗試將其立在手指上.學生紛紛表示這是不可能做到的事情，此時，教師引導他們思考若是可以借助外力，如何能將鉛筆的筆尖向下立起來，很快便有人提出將筆尖扎在橡皮中，再用手掌托起橡皮，鉛筆就能穩(wěn)穩(wěn)當當?shù)亓⒅?而后，教師拿出文具盒，將它立著放、側(cè)著放、平著放，詢問大家哪一種方式最穩(wěn)當，最不容易倒.在自由討論中形成濃厚的學習氛圍，為后續(xù)重力與重心相關(guān)內(nèi)容的研究打下基礎(chǔ).通過創(chuàng)設(shè)實驗情境的方式充分體現(xiàn)了物理與生活的關(guān)聯(lián)性，有效培養(yǎng)學生必備的物理觀念和科學態(tài)度.

2.2 立足實驗教學，強化探究能力

物理實驗具有較強的實踐性.考慮到高中生的基本學情，盡管他們已經(jīng)具備一定的物理基礎(chǔ)，但是受應(yīng)試教育影響，以往的學習過程中過于重視理論知識的記憶，動手操作能力相對薄弱，而且課堂時間是有限的，教師不能反復(fù)操作或是照顧到班級中的每一個人，此時便突出小組合作的重要性.教師根據(jù)學生的實際情況將其劃分為四人一組的模式，共同研究本課的實驗活動，組內(nèi)成員各司其職，在共同努力下獲得理想的效果.這也是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，借助實驗教學讓學生感受到團隊的力量，學會從不同的視角分析問題，在交流與討論中深化知識理解，有效強化他們的探究能力.

例如 以魯科版高一必修第二冊“平拋運動”為例，在導入環(huán)節(jié)，教師將垃圾桶放到講臺旁邊，把一個廢棄的粉筆頭沿水平方向向垃圾桶扔過去，結(jié)果扔過了，重新?lián)炱饋?，再一次向垃圾桶扔過去，這次又沒扔到.此時，教師提出問題：“拋出的粉筆頭所做的運動有什么特征？”利用課前小實驗引出本課主題.而后利用多媒體設(shè)備展示平拋豎落儀的實驗，利用動畫模擬的方式將實驗直觀地呈現(xiàn)，要求學生以小組合作的方式討論：（1）夾著的小球被松開后做什么運動？（2）兩球是否同時落地？怎樣判斷它們是否同時落地？（3）平拋運動的小球在豎直方向上做的是什么運動？通過合作的方式加深對實驗原理和現(xiàn)象的理解，知道平拋運動在豎直方向上和自由落體的運動是相同的，在分組活動中切實提高學生的協(xié)作能力以及科學探究精神[3].

2.3 自主設(shè)計實驗，培養(yǎng)科學態(tài)度

物理課程標準明確提出，教師應(yīng)尊重學生的主體身份，圍繞他們的基本學情設(shè)計具體的教學活動，從多個方面培養(yǎng)其綜合能力，促進學科核心素養(yǎng)的發(fā)展.因此，在高中物理實驗教學中，教師應(yīng)引導學生自主設(shè)計實驗，充分發(fā)揮自身的主觀能動性，他們的思維和能力會得到大幅度的提升.自主探究實驗可以使學生全身心投入到課堂中，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并利用所學內(nèi)容進行深度研究，讓他們在質(zhì)疑中進一步提高知識的應(yīng)用技能和解決問題的能力，以此培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和責任.在這個過程中，要求學生對實驗原理有全面的了解，厘清知識之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，完善實驗流程，在自主探究中有利于科學態(tài)度的培養(yǎng)，促進物理核心素養(yǎng)的全面發(fā)展.

例如 以魯科版高一必修第三冊“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”為例，本課主要內(nèi)容是了解串聯(lián)和并聯(lián)電路的連接方式，掌握二者的電流和電壓特點，了解電流表的原理，知道什么是滿偏電流和滿偏電壓.教師提前準備好電源、開關(guān)、兩個燈泡和若干導線，引導學生以小組為單位設(shè)計電路圖，并親自展開實驗，讓燈泡亮起來.在他們討論過程中，教師不要直接告知正確的做法，而是給出適當?shù)奶崾荆膭顚W生結(jié)合之前學過的知識大膽嘗試.教師在巡視時能夠指出可行和不可行的地方，明確告知學生錯誤的地方和原因.在自主設(shè)計中最終確定基本的兩種連接方法，也就是本課即將學習的串聯(lián)和并聯(lián).學生自行設(shè)計實驗流程，重點考察他們對知識的掌握情況和應(yīng)用能力，組內(nèi)成員間既能相互啟發(fā)、幫助，又可以激活個人潛力，促進思維的靈活發(fā)展，進而有效培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和責任.

2.4 建立物理模型，提高科學思維

科學思維在物理核心素養(yǎng)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位[4].很多學生認為物理知識晦澀難懂，加上過于傳統(tǒng)的授課方式導致他們感受不到該門學科的樂趣，實驗教學能在一定程度上緩解這一問題，為課堂增加活力與生命力.為了培養(yǎng)學生的科學思維，教師可以通過建立模型的方式將原本復(fù)雜的實驗直觀地呈現(xiàn)出來，幫助學生將理論知識更好地融入到實驗中，達到強化科學思維的目的.教材中有很多經(jīng)典實驗，考慮到它們所需的器材比較復(fù)雜，教師很難將其帶到課堂中真實地展現(xiàn)，為了發(fā)揮出實驗教學的最大價值，建模是行之有效的一種方法，將實驗器材轉(zhuǎn)化為生活中經(jīng)常見到的物品，同樣可以驗證理論知識，切實提高物理實驗教學的整體質(zhì)量.另外，建模思想的應(yīng)用也能降低學習難度，使學生在實踐中形成科學思維，更深層次地提高物理核心素養(yǎng).

例如 以魯科版高二選擇性必修第一冊“科學驗證：動量守恒定律”為例，教學目標是理解動量守恒定律的確切含義和表達，知道定律的運用條件和適用范圍，會用牛頓運動定律推導動量守恒定律，并會用動量守恒定律解決簡單的實際問題.本課的實驗需要用到氣墊導軌、滑塊等器材，為了保證教學效果，教師利用多媒體設(shè)備建立模型：光滑冰面上40kg的甲用100N的恒力拉質(zhì)量為50kg的乙，由靜止開始運動，假設(shè)連接兩個人的細線足夠長，試求出人開始運動后1s末、2s末、3s末以及ts末兩個人動量及系統(tǒng)的總動量，以表格的形式呈現(xiàn).通過建立實驗?zāi)Ｐ?，將本課重點內(nèi)容以生活化的方式展現(xiàn)，教師還可以鼓勵學生積極開動大腦，思考還能建立哪些實驗?zāi)Ｐ?，充分發(fā)揮自己的主體意識，通過對本課重難點內(nèi)容的深入思考對它們形成全新的認知，實現(xiàn)培育學科核心素養(yǎng)的課程目標，在實踐中找尋物理的痕跡，促進科學思維的進一步提高.

3 結(jié)語

綜上所述，在高中物理實驗教學中培育學生的學科核心素養(yǎng)是教育改革的必然趨勢，切實提高實驗教學的針對性和實效性.基于物理核心素養(yǎng)理念的指導，教師應(yīng)不斷創(chuàng)新授課手段，為學生營造真實的實驗情境，引導他們以合作的方式展開研究，加深對物理知識的理解，進而培養(yǎng)其自主探究能力和科學態(tài)度與責任，在豐富的實驗教學中促進學生科學思維的進一步發(fā)展.

參考文獻：

[1]張順平.核心素養(yǎng)視野下的高中物理實驗教學策略探析[J].中學課程輔導，2022（35）：108-110.

[2]李景明.核心素養(yǎng)引領(lǐng)下高中物理實驗教學的現(xiàn)狀與改善[J].新課程，2022（42）：58-60.

[3]李秋洲.基于核心素養(yǎng)導向的高中物理實驗教學策略研究[J].考試周刊，2022（46）：121-125.

[4]張雙弟.核心素養(yǎng)視角下高中物理實驗教學探究[J].讀寫算，2022（31）：105-107.

[5]潘家料，林國.基于核心素養(yǎng)的高中物理實驗探究課堂評價設(shè)計[J].福建基礎(chǔ)教育研究，2022（10）：107-109.