核心素养下高中物理实验策略研究

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摘要：在新课改背景之下，国家对高中物理教学提出了更高的要求和标准，强调实验教学作为其重要的有机组成部分，应该加强关注，积极开展实验活动，让学生在具体的实验操作过程当中，实现对物理知识的内化迁移，从不同的维度、不同的层面促进学生核心素养的发展。文章则是基于此，对核心素养下的高中物理实验策略展开了深度的探索和研究。

关键词：核心素养；高中物理；实验策略；教学实践

在传统的教学模式当中，部分物理教育工作者自身教学理念比较落后，教学认知存在偏差，教学目标不够清晰，对实验教学的重视度不高，一味地进行理论性教学，忽视学生的实际学习需求。久而久之，高压的、枯燥的学习氛围，会严重打击学生的学习兴趣。而在核心素养的导向之下，老师应该对高中物理教学做出调整，重视实验教学，积极开展多样化的实验活动，从知识走向素养本位，促进学生的全面发展。

一、高中物理实验教学现状

就当前高中物理教学的实际情况而言，不容乐观。教学改革趋势之下，物理教学模式进行了一定程度的改革，但是仍然受到应试教育的影响，无论是学校层面、教师层面还是学生个人层面，对于物理实验的重视度都不够高。一方面，就学校层面而言，很多的实验设备非常陈旧，已经无法投入使用，相关的设施也没有及时更换、维护，这导致物理实验教学的开展非常困难，无法实现实验教学的有效推进。由于学校层面的不够重视，继而影响老师的教学观念和学生的学习理念。在传统的物理教学模式之下，老师在课堂上占据大量的时间进行理论性知识讲解，没有清晰地认识到实验教学的重要性，一味地以提升学生的物理成绩为目标，灌输式、填鸭式的教学仍然是课堂的主旋律。虽然部分老师已经着手实验教学，但是形式大过于内容，更多的是进行演示实验。学生对物理实验的了解更多的拘泥于观察的层面，没有进行实践操作。有很多学生眼睛动了，但是手没有动，导致学生的动手操作能力比较弱，缺乏良好的实践体验，学生的综合素养难以得到实质性的发展。不可忽视的是，物理这一学科本身具有极强的抽象性和逻辑性，而高中阶段学生物理知识储备相对欠缺，在学习的过程当中会存在很多的思维阻碍，陷入学习困境当中，容易消磨学生的学习热情，磨灭学生的学习动力，学生缺乏学习兴趣，难以全身心、全方位地投入物理实验学习当中，导致整体的教学效果大打折扣。

二、核心素养下高中物理实验教学的重要意义

在高中物理教学当中，借助有效、积极的实验教学活动，能够有效地培养学生的核心素养。一方面，通过实验教学有助于培养学生物理学科观念。物理属于基础性的自然类学科，和生活实际事物存在着密切的关联、微妙的联系。通过物理实验教学，主要是引导学生历经物理现象、发现物理规律总结的整个过程，让学生在预测、观察、验证、操作的过程当中，对物理知识有更深层次的了解，深入探索物理知识的规律，挖掘物理学科的本质，让学生立足于微观的层面和宏观的层面去理解物理知识，形成科学的物理学习观念，对于发展学生的物理核心素养而言，具有重要的助推意义。另一方面，有助于培养学生的科学探究意识和思维能力。物理一节课本身具有极强的实践性可操作性。如果老师一味地进行理论知识的教学，学生对物理知识的探索也仅仅是浅尝辄止，处于比较肤浅的层面。而通过实验教学主要是让学生在实践探究中，实现深度学习，累积多元的实践经验，获得更多的感悟体验，学会从不同的角度去思考问题，探究问题，挖掘问题的本质，找出关键性的线索，解释物理现象的具体成因，总结物理实验规律，探讨物理实验结果。在这一过程当中，学生的创新性思维得到有效的发展，实践动手能力得到有效提高。科学探究精神得到有效强化，继而从不同的维度全面落实对学生核心素养的培养。再者，有助于促使学生养成良好的学习习惯。良好学习习惯的养成是一个长期的过程，也是一件具有难度的事情，不是一朝一夕间简简单单就能够实现的。在核心素养的导向之下，强调高中物理老师应该加强对学生学习方法的指导，学习思维的引导，借助物理实验教学，循序渐进地促使学生养成良好的学习习惯，引导学生形成良好的观察意识，提升学生自主性学习的意识，积极地和他人展开合作等，在良好学习习惯的支撑之下，能够使得学生学科核心素养快速养成。

三、核心素养下高中物理实验教学策略

（一）基于问题，引导学生设计实验

高中是学生学习的重要阶段，也是学生身心发展的黄金时期，老师在这个阶段应该加强对学生思维的引导，学习的引导，具体可以通过问题教学法在实验课堂当中的应用，激发学生的求知欲、探索欲，让学生在核心问题的引领之下，积极地参与到实验设计中。其一，注重问题的切入。物理实验的设计是展开物理实验活动的基础和前提。而在实验设计环节，老师应该做到问题的切入，自然而然地导入课堂当中，立足于学生原有的知识储备，引入新的知识内容，让学生新旧知识之间产生激烈的碰撞。学生借助于新旧知识之间的矛盾点，结合教学当中的具体内容。基于问题定位实验目标，然后结合自身的认知理解猜测预判积极地展开实验设计。一定程度而言，实验设计的第一步则是提出问题，通过发挥问题的导向价值，调动学生参与实验的积极性和热情。同时通过学生对物理实验的设计，也能够整体反映出学生对知识的把握理解程度。而老师则可以给予学生足够的时间和空间，组织学生自主探索，自主挖掘。让学生在这一环节当中不断发现问题，进而对实验设计作出调整，最终解决问题。比如教学人教版《运动和力的关系》这一模块知识时，老师可以积极地组织学生展开探究加速度与力、质量的关系这一实验探究活动，首先，老师在课前导入环节，可以引导学生回顾加速度的概念，然后提出具体的问题切入课堂当中，激活学生的认知，让学生进一步思考物体加速度的大小与什么样的因素存在着密切的关联。学生可以借助生活当中的事例进行分析。猜想假设小汽车加速到100km/h需要十几秒。但是大货车想要达到这一速度则需要更多的时间。赛车与小汽车质量相差不大，但是赛车有非常强大的发动机，所以赛车大概需要5秒就能够加速到100km/h。基于这两个生活当中的实际例子，学生可以展开大胆的猜测，加速度与质量有关，加速度与物体受力有关，并且两者是处于正比例关系。在这一基础之上，学生可以讨论如何通过实验的设计印证自己的猜想。而老师则可以基于此，提出更高阶的问题，为学生的实验设计方案指明方向：如何确定加速度与力的关系，加速度与质量的关系，如何预测或者比较物体的加速度？怎样测量物体所受恒力？在问题的引导之下，学生可以确立设计的基本思路，然后结合相关的数据分析，不断优化实验设计的方案，继而为实验的开展奠定坚实基础。在这一过程当中，学生的思维品质得到有效的发展。其二，基于目标创建实验模型。在立足于实验设计的基础之上，老师可以引导学生模拟生活当中的实际现象，借助生活当中的案例，基于实验目标的导向，构建实验模型。老师通过问题教学法的优势，引导学生设计速度与力、质量的关系实验方案。在实验方案的依托之下，学生可以借助相关的实验工具即小车模型，展开分组实验。在小车质量一定的情况之下，研究小车加速度和力的关系，在小车受力一定的情况之下，研究小车加速度与质量的关系。学生在实验过程当中，通过对实验数据进行有效的记录分析整合最终得出初步的结论。在这一过程当中，学生积极参与实验，构建良好的多元独特的关系，学生通过合作交流探讨进一步探索物理实验存在的规律，这一过程当中真正体现了学生的学习主体地位，不断强化了学生的实践动手能力、思考能力、探索能力，有助于学生养成严谨科学的实验态度，实事求是的科学精神。

（二）参与实验探究，掌握实验方法

由于高中物理知识具有极强的抽象性和逻辑性，学生在学的过程当中会遇到很多的难题，遇到很多无法攻克的难关，所以导致学生本身对于物理学习具有一定的畏惧心理和害怕情绪，学生难以积极投入物理学习中。为了改善这一现实情况，老师应该注重加强对学生实验方法的指导，让学生对于实验步骤方法有清晰明确的认知，这样学生心里有底，才会更有信心，更有动力参与到实验当中。其一，分步操作，控制变量。加强对变量的控制在物理实验过程当中非常的关键，指的是通过人为的操作对影响事物变化规律的各个因素进行有效的调整，这样的话能够探索独立因素对事物变化规律的影响，了解各个因素彼此之间的联系。控制变量法在物理实验过程当中是普遍使用的一种实验方法。在具体的实验过程当中，一般都需要不同的步骤进行实验操作，而其核心在于对于变量的控制，则指的是通过对条件的变化，对同一个过程进行重复性的操作。比如在教学人教版匀变速直线运动的研究这一模块知识时，老师可以组织学生展开探究小车速度随时间变化的规律这一实践活动。在具体的实践过程当中，老师可以对其中相关的变量进行有效的调整，然后让学生重复之前的操作，进行有效的实验。通过加强对变量的控制，老师可以对拉力等关键要素进行调整，以此探究影响实验的相关变量。学生通过对变量的控制探究，明确不同速度下不变的等量关系。在这一事件过程当中，学生能够切实地运用变量控制的方法完成实验的操作，有助于让学生在实验的过程当中获得乐趣和成就感。学生以一个饱满的情绪和更高昂的热情参与到后续的实验学习当中，这对于发展学生的核心素养而言，具有重要的意义。其二，有效记录实验当中的数据。在实践的过程当中，通过模型的建立，学生积极地展开实验，而在这一环节对数据的提取非常的关键，数据的记录能够有效体现变量之间存在的密切联系。通过数据的记录，让学生能够获得更直观的实验感触，进而通过对数据的分析处理能够促使学生由形象思维逐渐发展为抽象思维，引导学生逐渐由低阶思维向高阶思维转换，这对于学生的物理实验学习而言，具有重要的意义和深远的影响，能够让学生的整个实验过程变得更加顺利高效有序。

（三）创新实验教学方法

传统的教学模式之下，老师开展的实验教学形式过于单一，方法过于机械化，且由于很多设备器材等方面的局限性，导致老师没有办法展开具体的实验操作，而是以演示实验为主，这导致学生的整体体验感不佳，学习效果不够理想，同时也难以提升学生的实验兴趣。因此，为了改善这些现实情况，打破当前物理实验教学存在的瓶颈，突破传统教学模式的桎梏，老师应该注重对实验环境的创设，对实验教学方法持续性研究。首先，老师应该加强和学校方面的联系，积极地更新实验设备，完善实验器材，构建一个良好的物质环境，使得物理实验活动能够得以顺利进行，为学生构建一个更广阔的实验平台，让他们在以这个平台当中能够自由发挥，自主创造，自主设计，自主操作，让学生能够充分发挥自己的想象能力，创造能力，为实验注入更多新鲜的血液。其次，老师应该改变以实验为主的形式，而是积极地组织学生参与到具体的实践探究活动当中实地操作实地演示，让学生亲自历经实验的整个过程。老师可以将学生合理地分配为多个小组，以小组为单位展开实验。小组学生积极合作，积极分工，有效协调，为小组的实验探究活动贡献自己的聪明才智。

四、总结

总而言之，在高中物理实验教学过程当中，老师积极地开展实验教学活动，应该以核心素养为导向，借助问题的引领，引导学生积极地参加实验设计，加强对学生思维的引导，让学生切实掌握实验的方法；通过合作教学的形式，帮助学生在合作探究过程当中实现全面发展，不断强化其物理综合能力。

参考文献

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作者:彭俊勉 单位:甘肃省兰州市第六十一中学