淺談基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

摘 要：核心素養(yǎng)是教育改革背景下對(duì)我國(guó)學(xué)科教學(xué)提出的重要目標(biāo)，物理作為高中階段的重要科目之一，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是教師的重要任務(wù)之一。物理是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑，有助于提高學(xué)生的探索和交流能力，塑造良好的實(shí)驗(yàn)思維能力和創(chuàng)新意識(shí)。本文將探討如何通過(guò)高中物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);實(shí)驗(yàn)教學(xué);要點(diǎn);策略

一、 前言

進(jìn)入21世紀(jì)之后，科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動(dòng)了各國(guó)之間的頻繁交流，也使得國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈。在以創(chuàng)新為主題的時(shí)代背景下，具有核心素養(yǎng)的人才資源是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的重要影響因素。因此，我國(guó)在新世紀(jì)推動(dòng)教育改革，希望可以有效改善學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的情況。根據(jù)我國(guó)教育部在2016年9月頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)修訂稿（征求意見(jiàn)稿）》的內(nèi)容，物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育的過(guò)程中逐步形成的適合個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。因此在物理教學(xué)實(shí)踐的過(guò)程中，教師必須重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生核心素養(yǎng)的重要舉措，具有深入研究的意義。

二、 核心素養(yǎng)簡(jiǎn)述

（一） 核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

核心素養(yǎng)這一概念在我國(guó)被正式提出是在2014年，它是指學(xué)生必須具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展中最關(guān)鍵和基礎(chǔ)的素養(yǎng)，是知識(shí)、能力和態(tài)度的綜合表現(xiàn)。教育是發(fā)展核心素養(yǎng)的重要途徑，將核心素養(yǎng)培養(yǎng)引入到教育實(shí)踐中是我國(guó)新時(shí)期教育改革的重要內(nèi)容。

（二） 物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

不同學(xué)科的核心素養(yǎng)既有共通之處，同時(shí)也具有個(gè)性化特征，只有明晰學(xué)科在特定核心素養(yǎng)形成和提升上的教育意義，才能構(gòu)建起學(xué)科和核心素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)，將學(xué)科的育人價(jià)值充分發(fā)掘出來(lái)。根據(jù)核心素養(yǎng)的定義，物理學(xué)科的核心素養(yǎng)主要由四個(gè)部分構(gòu)成，分別是物理觀念與應(yīng)用、物理思維與創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)探究與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

其中物理觀念代表的是對(duì)物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、相互作用以及能量等內(nèi)容的基本認(rèn)知，也就是說(shuō)在高中階段的物理教學(xué)中要使學(xué)生形成經(jīng)典物理觀念，在此基礎(chǔ)上解釋各類自然現(xiàn)象或是解決實(shí)際問(wèn)題。

物理思維和創(chuàng)新主要由科學(xué)推理、科學(xué)論證、模型構(gòu)建、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素構(gòu)成，高中階段的物理教學(xué)要讓學(xué)生逐漸形成構(gòu)建模型、正確運(yùn)用科學(xué)思維進(jìn)行推理、論證的能力以及批判性思維意識(shí)。

實(shí)驗(yàn)探究與交流是指提出物理問(wèn)題，形成猜想和假設(shè)，獲得結(jié)論并做出解釋，并對(duì)整個(gè)探索的過(guò)程進(jìn)行交流、討論和反思。簡(jiǎn)單來(lái)講，在高中物理學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生形成實(shí)驗(yàn)探索的意識(shí)，善于在學(xué)習(xí)和生活中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行猜測(cè)、假設(shè)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)、開(kāi)展探究活動(dòng)，獲得實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果并對(duì)其做出的解釋。

科學(xué)態(tài)度和責(zé)任包含科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)倫理以及STSE等要素，高中階段物理教學(xué)要讓學(xué)生明白科學(xué)的本質(zhì)，具有深入學(xué)習(xí)和研究物理學(xué)科的好奇心和探索欲，同時(shí)要做到事實(shí)就是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，具有節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。

三、 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要點(diǎn)分析

（一） 培養(yǎng)學(xué)生良好的習(xí)慣和優(yōu)秀品質(zhì)

對(duì)于一個(gè)志于學(xué)習(xí)的人而言，良好的習(xí)慣是十分必要的，因?yàn)樗鼤?huì)直接影響到學(xué)習(xí)的成效。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生形成良好的習(xí)慣對(duì)于其核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有積極促進(jìn)作用，它是科學(xué)態(tài)度、學(xué)科觀念、思維能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)中可以讓學(xué)生形成的良好習(xí)慣包括認(rèn)真觀察、友好交流等，認(rèn)真觀察可以讓學(xué)生更好地掌握物理實(shí)驗(yàn)的特質(zhì)。友好交流溝通則可以幫助學(xué)生了解不同意見(jiàn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，變得更加優(yōu)秀。除此之外，科學(xué)品質(zhì)也是核心素養(yǎng)培養(yǎng)中不可缺少的，科學(xué)品質(zhì)包括實(shí)事求是的態(tài)度、堅(jiān)持真理的精神以及百折不撓的意志等。

（二） 注重物理觀念的建構(gòu)

物理觀念是物理學(xué)科的最基本內(nèi)容，在高中階段，包括物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、能量和相互作用等。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)不是為了讓學(xué)生掌握解題的方法技巧，而是讓其領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)中所包含的思維邏輯，在體驗(yàn)探索的過(guò)程中感受物理學(xué)科的魅力，形成良好的行為習(xí)慣和能力意識(shí)，而這一切都依托于物理觀念建構(gòu)的這一過(guò)程，只有了解物理實(shí)驗(yàn)的原理，具備物理觀念的概念，才能真正理解實(shí)驗(yàn)的奧妙和內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的提高。

（三） 注重培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新能力

在21世紀(jì)，創(chuàng)新已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的主題，只有創(chuàng)新才能為社會(huì)建設(shè)和發(fā)展提供不竭的動(dòng)力，因此創(chuàng)新能力被納入學(xué)生核心素養(yǎng)之中。在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，創(chuàng)新能力是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身在創(chuàng)新能力培養(yǎng)上具有顯著的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行理解、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行探討交流等行為都有助于創(chuàng)新意識(shí)和能力的形成，而這一切的基礎(chǔ)都要求學(xué)生積極自主的參與并完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

（四） 注重問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不能讓學(xué)生死板的記住物理概念、實(shí)驗(yàn)原理等內(nèi)容，還需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展延伸，將其應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題中，如此才能將物理學(xué)習(xí)的價(jià)值發(fā)揮出來(lái)。這要求教師在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施的過(guò)程中重視情境的創(chuàng)設(shè)，在學(xué)習(xí)生活中注重自主發(fā)現(xiàn)、探索問(wèn)題，建立物理學(xué)習(xí)和生活實(shí)踐之間的聯(lián)系。

四、 在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略研究

物理實(shí)驗(yàn)在高中物理教材中占據(jù)了很大的一部分，實(shí)驗(yàn)的類型也是各種各樣，側(cè)重點(diǎn)也不同。在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，想要有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，應(yīng)在準(zhǔn)確把握其要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇科學(xué)合理的策略，如此才能取得理想的效果。接下來(lái)筆者將結(jié)合實(shí)例提出幾點(diǎn)策略。

（一） 結(jié)合教材進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)

就當(dāng)前我國(guó)高中物理教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，課堂教學(xué)占據(jù)了大部分的時(shí)間，而且很多教材中包含的實(shí)驗(yàn)都會(huì)在課堂上進(jìn)行演示，教師應(yīng)充分利用實(shí)驗(yàn)演示培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。在實(shí)際操作的過(guò)程中，一般由教師演示，學(xué)生觀察。在觀摩教師演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師要預(yù)先設(shè)置一定的問(wèn)題，讓學(xué)生有目的地進(jìn)行觀察，這樣更能夠集中學(xué)生的注意力，使學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。例如，在《自由落體運(yùn)動(dòng)》這一課的教學(xué)中，教師可以選擇一些生活中常見(jiàn)的失誤，如硬幣、粉筆、羽毛等分別在真空環(huán)境下演示下落，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們到達(dá)底部的時(shí)間相同，這種異于“常識(shí)”的現(xiàn)象能夠有效吸引學(xué)生的注意力。

此外，教師還可以利用先進(jìn)的教學(xué)技術(shù)工具對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)素材進(jìn)行挖掘以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，例如在進(jìn)行《分子熱運(yùn)動(dòng)》這一課的教學(xué)中，可以組織學(xué)生使用光學(xué)顯微鏡對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)利用多媒體技術(shù)將顯微鏡下的畫面直接投影到教室前面的幕布上，這樣可以使所有學(xué)生同時(shí)觀察。目前，一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的高中都已經(jīng)在教室中建立了數(shù)字實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，很多難以測(cè)量的實(shí)驗(yàn)都可以依托該系統(tǒng)完成。

（二） 組織學(xué)生開(kāi)展分組實(shí)驗(yàn)、提升其物理核心素養(yǎng)

在進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，為了使所有學(xué)生都能夠?qū)嶋H參與到實(shí)驗(yàn)中，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理的分組，使每個(gè)學(xué)生都承擔(dān)一定的分工，共同配合完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程。在小組之內(nèi)，各成員根據(jù)自己的擅長(zhǎng)點(diǎn)進(jìn)行工作的分配，如動(dòng)手操作能力強(qiáng)的可以進(jìn)行器材調(diào)試，理論知識(shí)扎實(shí)的可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。這樣一來(lái)所有學(xué)生都可以直接獲得學(xué)習(xí)體驗(yàn)，參與到實(shí)驗(yàn)觀察和操作中，獲得更加深刻的體驗(yàn)。

綜合來(lái)看，分組實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生觀察能力、實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)具有顯著作用，學(xué)生可以充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用物理知識(shí)和自身的能力解決實(shí)際問(wèn)題，將理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

（三） 充分利用課后探究性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)

在高中物理教材中設(shè)置課后探究性實(shí)驗(yàn)的目的是全面培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，給出特定的研究課題，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并實(shí)施，其意義在于激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，塑造其創(chuàng)造性思維，提高其解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行提出問(wèn)題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、精確觀察測(cè)量、深入思考分析、綜合推理活動(dòng)規(guī)律。在這一過(guò)程中，學(xué)生往往會(huì)經(jīng)過(guò)多次的失敗和調(diào)整優(yōu)化之后才能獲得最佳的方案，這有利于學(xué)生科學(xué)探索精神和品質(zhì)的培養(yǎng)。而教師所發(fā)揮的作用就是對(duì)學(xué)生提供正確的指導(dǎo)，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)幫助學(xué)生找對(duì)思路，或是為學(xué)生提供所需的參考資料和器材，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果做出評(píng)價(jià)。

（四） 鼓勵(lì)學(xué)生積極參加物理競(jìng)賽，培養(yǎng)核心素養(yǎng)

在學(xué)生物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的過(guò)程中，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)具有巨大的價(jià)值，現(xiàn)如今，很多學(xué)校都會(huì)定期組織開(kāi)展物理創(chuàng)新類活動(dòng)，這些活動(dòng)貼近生活，形式豐富，可以有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和創(chuàng)造力。因此在日常教學(xué)中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生去參加這類物理競(jìng)賽類活動(dòng)，在活動(dòng)中，學(xué)生需要根據(jù)具體的題目獨(dú)立進(jìn)行問(wèn)題的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、結(jié)論的總結(jié)，不斷創(chuàng)新、完善自我，這對(duì)學(xué)生的思維能力、模型建構(gòu)能力、問(wèn)題解決能力都是不小的挑戰(zhàn)。

五、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)以及核心素養(yǎng)的內(nèi)容采取科學(xué)合理的教學(xué)策略，讓學(xué)生深度參與到實(shí)驗(yàn)探索過(guò)程中，獲得最通透的知識(shí)和理念，實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的提升。

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作者簡(jiǎn)介：

潘文永，浙江省紹興市，浙江省紹興市新昌縣澄潭中學(xué)。