基于核心素养的高中物理实验教学策略：物理学科能力探究

一、树立正确的物理实验教学观

核心素养是当前课程改革的热门话题，虽然教师普遍表示对物理核心素养有一定的了解，但在进行教学设计时仍未把它列入教学目标当中。也就是说，核心素养的培养还没有真正落到实处。同样，教师对应用物理实验培养学生核心素养的认知还在浅层阶段。要想真正将物理实验教学培养学生的核心素养落到实处，教师首先必须要真正了解物理核心素养的内涵，树立正确的以培养学生物理学科素养作为物理实验教学目标核心的观念。

（一）增强教师对物理实验的重视程度

在物理实验教学之前，教师对物理实验的重视程度至关重要，因为这不仅决定了教师实验的次数，也影响着学生对物理实验的态度和重视程度。物理是一门以实验为基础的学科，物理实验是物理教学的基础与核心，物理概念与规律往往是从实验中得出来的。高中学生对物理实验具有较为浓厚的兴趣，并具有强烈的操作欲望。但学生的兴趣点在实验初期可能只是停留在实验对象本身，忽略了对事物本质的认识。这时，教师应多增加演示实验和学生实验的次数，鼓励学生多做实验，多思考。

当学生做的实验多了之后，便能学会透过现象看本质，学会通过物理实验来理解物理过程，对实验数据进行正确的信息加工后总结得出物理概念与规律。此外，学生在实验过程中也将学会发现问题，并积极探索解决问题的方法。教师对物理实验的重视度增强，引导学生多做实验能帮助学生逐渐形成科学探究的思维，有利于物理核心素养培养在实验教学中的落实。

（二）将“物理核心素养”作为实验教学目标核心

随着核心素养的提出，物理教学目标不应该只局限于知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标。在实验教学设计过程中，教师应将“物理核心素养”作为教学目标的核心。在实验教学过程中，教师应明确物理基本知识与物理观念的区别，不仅要注重学生知识的学习过程，更应该注重物理基本观念的培养。物理核心素养要求学生具备实验探究的意识，了解实验探究的过程。教师在教学目标设计中应注重学生问题提出、科学论证、反思交流等要素的培养。此外，教师在教学过程中应将“科学思维”素养的培养显性化，多联系生活实际，渗透“STSE”教学理念，形成以“物理核心素养”为实验教学目标的实验教学形式。

（三）创设良好的实验条件

当前高中物理实验教学完成度不高的一个重要原因就是实验条件的缺乏。学生只有在实验课的时候才会进入物理实验室，在其他时间，实验室并不对外开放。很多物理实验器材被闲置，如果物理实验室能在课程之外的时间开放，学生可以在课后进行实验，对课上疑惑或感兴趣的问题进行进一步的探究，则有利于培养学生科学探究的能力与意识，也可以大大提高物理实验室资源的利用效率。另外，学校应加大物理实验器材的投入，不断完善物理实验器材。笔者曾参观过几所高中的物理实验室，有几所学校的实验器材较为先进，更新及时，DIS数字仪器也在投入购买之中。而多数学校存在实验器材老化、更新不及时等问题。物理实验教学的基础条件是实验设备及器材，若不能满足教学需要，物理演示实验与学生探究实验都将很难开展，更谈不上培养学生的“物理核心素养”。因此，实验器材的更新管理对物理实验教学是至关重要的。

二、加强师生互动，学生自主思考，发展学生物理观念(www.xing528.com)

实验课教学应通过加强师生互动、学生自主思考来完善物理观念。学生是学习的主体，核心素养要求充分发挥学生的主观能动性，强调学生在课堂上的主体地位，高中物理实验课应对此加强重视。强调学生的主体性，并不意味着要将课堂完全交还给学生。高中生处于青春发展期，思维发育仍不完全，需要教师在教学中“穿针引线”。在学生实验出错时，教师应及时加以纠正指导。比如，在探究合力与分力之间是否遵循平行四边形定则时，教师将实验的权利交给学生，允许学生自主探究，并只在整个过程中适量引导。学生通过自主探究，发现“平行四边形定则”。在探究几何光学中的全反射现象时，学生分组合作、实验探究，找出现象发生时的临界角。教师作为辅助者，“旁敲侧击”帮助学生进行实验探究，完善学生的物理观念。实验教学中的任何一部分都是为学生的学服务的，教师要扮演好学生学习促进者的角色，不能逾距。教师进行演示实验时，应积极与学生互动，激发学生的学习兴趣，把学生从“观众”转变为“参与者”。教师在演示时，应不断地向学生抛出精心设计的问题，有来有回地完成课堂实验教学。学生在教师的引导下完成实验，明确实验步骤，完善物理观念，有效培养学生物理学科核心素养中的物理观念。

三、暴露实验缺陷，引导学生思考，发展学生的科学思维能力

在实验课教学中，教师应不惧暴露实验中的不完美，鼓励学生思考解决不完美的方法。在改进实验的同时，培养学生物理学科核心素养中的科学思维。即使是精心设计过的实验，在动手操作时，仍然会有状况出现。在实验教学中，教师对于这种差错是避之不及的，实验课教学需要做的不是避免这种失败，而是敢于面对实验中的不完美。教师与学生共同探讨，鼓励学生积极参与，将更多的时间和空间留给学生思考，引导学生自主解决不利因素，完善实验。

比如，在进行摩擦起电实验时，教师向学生提供气球，让学生用气球摩擦毛皮，然后将气球粘在墙上。通过生活常识，学生知道，气球会很容易粘在墙上。但在学生摩擦气球之后却发现，气球很难依附在墙上。反复试验多次，情况并没有好转。这是为什么呢？学生会产生疑问，究竟是什么原因使得气球不能牢牢粘在墙上呢？接下来，教师引导学生思考摩擦起电的本质，学生回答出摩擦起电的产生原因是组成物体原子中的电子，在摩擦的作用下脱离了原子核的束缚而使物体带电的现象。接下来，教师进一步引导得出无论是干燥的情况还是湿润的情况下，摩擦都是能起电的，刚刚下过雨，空气比较湿润，依然能够摩擦起电，进而向学生提问：“那为何现在也处在湿润条件下，却不能摩擦起电了呢？”在学生充分思考之后，若还未有思路，教师可进行进一步提醒：“空气湿润，表示空气中有大量的水分，而水是会导电的。”在教师一步一步的带领下，学生得出答案，由于空气中的水分会导电，因此使得物体在摩擦起电时，电荷会经过空气中的水分放掉。也就是说，电荷“跑到空气里”去了，所以气球在摩擦之后不能吸在墙壁上。紧接着，教师向学生提问如何做才能解决这种问题，学生顺理成章地就能说出将空气变干燥这样的解决办法。因此，可以采取开空调或打开大功率灯等方法去除空气中的湿气。在进行此实验时，事先没有采取除湿措施，导致实验没有达到理想目标，展示出实验的不完美。几乎每个实验都有不完美之处，让学生怀有一颗好奇的心去思考、去找寻实验失败的原因和解决问题的方法，加强师生互动，让学生真正参与进实验。实验课教学中，通过学生思考，解决实验中的不完美，培养学生的科学思维。

四、将实践机会交还学生，教师辅助实验，发展学生的科学探究能力

实验课教学中，倡导学生亲历探究过程，才能有效发展学生的科学探究能力。物理学科核心素养不仅重视学生理论知识的习得，还注重学生探究能力的培养。教师在实验课教学中，应摒弃以往“教师说得多，学生做得少”“教师做得多，学生实践少”“教师操作，学生看”的模式，将实验课教学重点放在学生实验的探究过程中。在条件符合的情况下，教师应尽可能让学生亲历科学探究的过程。教师应避免过多地使用演示实验和PPT展示实验过程的方法代替学生的动手操作。实验是物理知识得来的本源，教师不应将实验时间减少，把剩余时间用到物理理论知识教授和习题讲解中。科学探究能力只有通过学生经历实践才能培养，学生缺乏动手的机会，就相当于鸟儿没有了翅膀，还如何指望学生的探究能力“展翅高飞”呢？在物理实验课教学中，教师要充分发挥学生主观能力性，将实践机会还给学生。物理实验课教学让学生亲历实验探究过程，培养学生物理学科核心素养中的科学探究能力。

五、利用生活物品，力求创新，发展学生科学态度与责任

物理实验课教学需紧系生活，培养学生的创新能力，才能发展学生物理学科核心素养中的科学态度与责任。受应试教育的影响，学校的教学框架对培养学生的核心素养具有一定的约束性。这就需要教师明确教学方向，设计出贴合学生日常生活的实验。物理来源于生活，物理实验脱离了生活就没有了生机，科学性也会降低，达不到物理学科核心素养的要求。因此，教师需鼓励学生走近生活，在实际生活中探索物理规律，为课堂实验教学提供充足的直接经验和感性认识。例如，在生活中观察透过玻璃糖纸的光发生的变化，为之后光的色散现象的学习做铺垫。让学生懂得生活各处都存在物理知识，需要我们有一双善于发现的眼睛去探索、去体验。高中物理教学阶段，学生认为学习物理知识是无用的，物理理论脱离实际，根本无法运用到实际生活中。由于课堂时间有限，教师专注于理论知识的教授，没有足够的时间进行知识点的生活化拓展，形成了学生学习物理无用论的看法。教师应在教学中改变学生的刻板印象，贴近生活创造情境，调动学生积极性，引导学生正确实验。例如，在学习金属电阻率时，将生活中经常可以用到的电线带到课堂，让学生动手测量；在学习伏安法测量电阻值时，可用到2B铅笔芯，测量铅笔芯的导电性能。学生在进行生活化实验中，感受到生活与物理息息相关。在潜移默化中，养成学生积极探索生活中物理现象的好习惯，培养学生的科学态度与责任。

现在提倡基于物理学科核心素养进行实验教学，教学的关键就在于创新，创新教育是高中物理实验教育中极其重要的内容。在实验教学中，若学生具备创新思维和创新能力，不仅可以提高学生动手实验的兴趣，促进个人的个性发展，在不久的将来，他们步入社会之后还能促进社会的长足进步。比如，在“验证力的平行四边形定则”实验中，由于实验误差的存在，导致实际结果和理想结果之间存在偏差，教师可以鼓励学生一起创新实验方案，鼓励学生不断思考。物理学科核心素养是高中生有效学习，获得全面发展的重要支撑。教师应创新实验教学，合理组织实验活动，关注学生核心素养的培育。比如，在研究分子热运动时，关于气体分子不断扩散的内容，教师可以改变以往烧碘使试纸变色的方法，而采用氨水使酚酞变红的新点子，不仅操作更加便捷，学生观察到的现象也清晰明显。关于固体分子不断扩散的内容，教师会用两个表面平滑的铅块紧压，这两个铅块因分子引力“粘”在一起，并能承受一定的拉力却不分开。但由于两个铅块是实心的，实验效果其实并不理想。如果将铅块进行加工，将它打磨成中空的圆柱形铅块，那么实验的效果就会好很多。静电现象章节，学生见多了摩擦玻璃棒吸引小纸片的实验，会觉得乏味无趣，教师进行实验创新，用摩擦过的玻璃棒吸引易拉罐滚动或带动四周缠有硬币的轻质圆盘转动等，能够让学生耳目一新，激发学习兴趣。将生活融入实验课教学，提倡培养学生创新精神，才能有效培养学生的科学态度与责任。