基于核心素養(yǎng)下的高中物理實驗教學探究

元明健

摘 要：核心素養(yǎng)就是指能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。隨著新課改的不斷深化，高中物理實驗教學也逐漸開始進行改革和創(chuàng)新，開始重視對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。高中物理教師在進行物理實驗教學時，應設計合適的實驗方案，注重對實驗過程數(shù)據(jù)的精確度，明確物理實驗教學的目標，能夠有效地提高課堂效率，提升教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)。本文通過分析核心素養(yǎng)內(nèi)涵，對高中物理實驗教學策略進行探討，從培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的角度提出一些建議。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中物理;實驗教學

一、物理核心素養(yǎng)內(nèi)涵

核心素養(yǎng)就是指能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，內(nèi)容包括人文底蘊、科學精神、自主發(fā)展、實踐創(chuàng)新等方面。這是針對傳統(tǒng)教學模式下的教學現(xiàn)狀提出的改革方向，實現(xiàn)由傳統(tǒng)教學中只重視理論知識的教育弊端扭轉(zhuǎn)為知識與能力全面發(fā)展的素質(zhì)教育。高中物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學思維、科學態(tài)度與責任、科學探究四個方面。其中物理觀念、科學思維、科學態(tài)度與責任是精神思想方面，它為學習物理知識打下良好的基礎，但科學探究是以上三個方面實現(xiàn)的橋梁?？茖W探究就是在物理實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、發(fā)散思維、積極創(chuàng)新，還要求學生具備良好的動手能力、團隊協(xié)作能力、分析數(shù)據(jù)、交流溝通能力、總結(jié)歸納能力等。因此在高中物理實驗教學中，教師應注重對學生實操能力的培養(yǎng)，增加學生物理實驗的機會，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生能夠積極參與到物理實驗中，體會實驗的魅力;同時充分發(fā)揮學生的主體作用，鼓勵學生大膽發(fā)言表達自己在實驗過程中的疑問與見解，鼓勵學生對物理實驗進行多方面的創(chuàng)新。其次，通過多元化的教學方式，幫助學生掌握物理知識，提高學生物理實驗動手能力，促進學生核心素質(zhì)的發(fā)展。

二、核心素養(yǎng)下高中物理實驗教學策略

（一）開展小組合作

有別于傳統(tǒng)教學，基于核心素養(yǎng)下高中物理實驗教學更傾向于讓學生自己動手進行實驗。為了更好的調(diào)動學生對物理課堂的參與感與積極性，開展小組合作顯然是非常重要的。教師根據(jù)學生的學習特點及學習進度，進行合理的分組安排，明確組內(nèi)分工，使每個學生都負責相應的實驗環(huán)節(jié)。通過小組合作的實驗探究模式，讓學生在動手合作的過程中思維相互碰撞、相互交流，在互幫互助中加強對物理知識的理解，加深對所學物理知識的記憶，在完成實驗時交換實驗心得體會，提高邏輯思維能力。開展小組合作是有效培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的途徑之一，是提高學生高中物理水平的重要手段，是符合新課改要求、深化素質(zhì)教育的教學方式。

例如：在進行《科學探究感應電流的方向》的實驗探究教學中，要求學生通過實驗探究影響感應電流方向的因素，感受楞次定律的實驗推導過程，能用楞次定律和右手定則解釋實際生產(chǎn)生活中的電磁感應現(xiàn)象，培養(yǎng)學生觀察實驗，分析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的能力。教師可以先準備好靈敏電流計、螺線管等教學實驗用具，先回顧上節(jié)課與之相關(guān)的實驗過程及探究結(jié)果，通過復習舊課引入新內(nèi)容，引起學生的好奇心及探究欲望，為新的實驗做鋪墊。接著將學生分成若干小組展開電流實驗，實驗結(jié)束后挑選兩組分享自己的實驗結(jié)果，看看是否會出現(xiàn)分歧。全部小組結(jié)果一樣教師給予肯定并總結(jié)結(jié)論：電流從電流計的哪一段流入電流計，電流計的指針偏向哪段。如果有小組得不出相應結(jié)論，則要通過檢查查看哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，加深學生印象。接著上一次的分組情況，繼續(xù)開展小組合作，探究感應電流的規(guī)律。根據(jù)組成的閉合回路，磁鐵插入或拔出螺線管時電流計指針發(fā)生的方向偏轉(zhuǎn)，學生小組展開探究感應電流的方向到底與什么因素有關(guān)及其中的相關(guān)規(guī)律。學生分工合作，對實驗過程及數(shù)據(jù)進行記錄交流，在接連是實驗操作中鍛煉動手能力，培養(yǎng)合作精神。實驗結(jié)束后請小組分別展示實驗結(jié)果，并通過相機拍攝與全班同學共同回顧小組實驗過程中的操作手法。請小組同學進行規(guī)律總結(jié)，通過比對各小組實驗結(jié)果，帶領學生得出結(jié)論：當磁通量增大時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反;磁通量減小時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同。最后引出楞次定律做最后總結(jié)歸納。通過開展小組合作，既培養(yǎng)了學生的動手操作能力，又提高了團隊協(xié)作能力，還活躍了課堂氣氛，讓學生在輕松的教學氛圍中達到教學目標，提高教學有效性。

（二）培養(yǎng)自主探究能力

發(fā)展學生核心素養(yǎng)的基本內(nèi)涵有一點就是要自主發(fā)展，就是能夠有效地管理自己的學習和生活。學會學習，是學生核心素養(yǎng)提高的重要手段。學生通過養(yǎng)成良好的自主學習意識，選擇合適的學習方式，積極主動的進行學習探究，舉一反三，勤學好思，從而認識和發(fā)展自我價值，促進綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。培養(yǎng)學生的自主學習探究能力，課堂就要以學生為教學主體，充分發(fā)揮學生的主體作用，反映高中物理實驗教學探究中，教師可以先帶領學生進行實驗，通過一系列的實驗引入新的課程，在實驗結(jié)束后再詳細講解知識內(nèi)容，通過分析實驗誤差幫助學生逐步理解重難點。同時，在實驗探究及分析總結(jié)過程中，不僅可以培養(yǎng)學生的自主學習探究能力，還可以培養(yǎng)學生嚴謹客觀的科學態(tài)度，鍛煉邏輯思維，在日常物理學習中不斷擴大物理知識框架，完善物理知識體系，構(gòu)建現(xiàn)代物理科學價值觀。

例如：對于《摩擦力》知識點的教學，由于高一學生在初中只對摩擦力進行簡單的概念了解，并未接觸過力的相關(guān)知識，而這一章節(jié)又是很多物理知識學習的基礎，如果這個時候沒有打好基礎，這一章節(jié)學習程度的好壞直接影響到以后力學相關(guān)知識的學習。因此教師就要通過一些簡單易懂又貼近生活的小實驗，給予學生充分的時間進行自主探究，這樣不僅可以調(diào)動學生的積極性，激發(fā)學生的學習興趣，還可以幫助他們更好的掌握本節(jié)內(nèi)容，加深對物理知識的理解。教師先提出一些與摩擦力有關(guān)的例子，如滑冰、傳送帶、輪胎花紋等，幫助學生開闊思維，讓學生自己舉例生活中相關(guān)的摩擦力開始本節(jié)課的內(nèi)容學習。接著利用朗威數(shù)字傳感器進行實驗并展開猜想，讓學生將實驗數(shù)據(jù)整理、分析、歸納總結(jié)出結(jié)論，并對實驗結(jié)果進行交流溝通，對實驗誤差進行探討：實驗誤差來自哪個方面？拉動小木塊的速度是否勻速？選用的實驗方法是否合適？如何進一步修正實驗誤差？還可以在課前進行小的動手實驗，比如：在家利用瓶裝大米，通過一個小木棍讓學生提起來，或是拿一個碗，在不碰到外側(cè)及上下邊沿的情況下把它提起來。結(jié)合課堂實驗，進而能夠正確區(qū)別靜摩擦力與滑動摩擦力，知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件及規(guī)律，知道最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，可以根據(jù)物體的平衡條件對摩擦力的大小進行簡單計算。通過大量的實驗操作，讓學生深刻地體會摩擦力的狀態(tài)，讓學生積極參與到實驗教學中，成為課堂教學的主體。

（三）進行實驗創(chuàng)新

核心素養(yǎng)下的高中物理實驗教學，不僅體現(xiàn)在自主與合作上，還要積極開展對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。隨著社會的發(fā)展，科技的進步，在大環(huán)境的迅速變更下國際競爭日益激烈，創(chuàng)新是保障我國占據(jù)有利地位，掌握話語權(quán)的重要保障。教師要對實驗教學模式進行創(chuàng)新，如不再沿用老舊的實驗方式方法，不再日復一日的進行自己早就提不起興趣的實驗過程，教師對自身課堂失去教學熱情，很容易影響學生對該學科的學習興趣及態(tài)度。同時還要鼓勵學生對實驗過程進行創(chuàng)新，有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能。例如：在進行“向心力”相關(guān)實驗時，讓大家利用桌子上準備的道具，嘗試用繩子拉著小球在桌面上做圓周運動體驗學生對手的拉力，再用繩子拴住小球在桌面上做圓周運動并撤去繩子進行對比，沒有繩子的拉力小球就飛出去了，不能繼續(xù)做圓周運動了。通過實驗使學生感受小球在桌面上做圓周運動時受到了幾個力的作用，并說出這幾個力的合力都沿什么方向。在體驗向心力的實驗設計中，讓學生通過實驗操作觀察思考一個輕球如何才能做到拉住一個瓶子不掉下去。通過不同的物理實驗，知道影響向心力大小的因素，探究影響向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系，通過精確實驗得出向心力的表達式。并在實驗過程中掌握實驗探究的步驟與方法，進一步體會控制變量法在實驗過程中的應用，體會從定性到定量的實驗方法，提高物理實驗探究的能力。在進行這些相關(guān)實驗時，所用到的實驗器具有些是生活中隨處可見的，那么是否可以利用生活中的廢棄物品進行物理實驗工具的二次創(chuàng)造？對實驗工具進行制作的過程中是否可以對其中的零部件進行再次創(chuàng)新？如將向心力實驗中拉小球的繩子換成彈簧會對實驗結(jié)果造成什么影響？小球換成大球力的方向會發(fā)成改變嗎？等這些問題。讓學生通過觀察生活，思考生活現(xiàn)象，通過一些廢置物品進行創(chuàng)造，不僅是對學生動手能力、創(chuàng)新思維的一種培養(yǎng)，還能夠提高學生的節(jié)儉意識，降低實驗成本?；蛘呓處熆梢栽趯嶒炦^程中通過提出不同的問題引發(fā)學生的思考，通過引導正確的思考方向拓展學生思維，讓學生運用不同的實驗方法進行操作。在學生對問題進行思考、對操作過程展開反復實驗的過程中，學生或許會對某個環(huán)節(jié)表現(xiàn)出自己的想法，說不定學生就對物理實驗環(huán)節(jié)的創(chuàng)新打開了大門，激發(fā)了學生的創(chuàng)新性思維，讓學生體會物理實驗的激情與魅力，有效開展對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

結(jié)束語

在現(xiàn)代社會背景下，核心素養(yǎng)已然成為學科教育的重點教學方向，而物理實驗的教學方式也勢必要隨著時代的發(fā)展而發(fā)生改變。對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)絕非一日之功，基于核心素養(yǎng)下的高中物理實驗教學探究需要不停的思考與實踐。這要求教師做到全面的改革與創(chuàng)新，在高中物理教育中應轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學觀念，重視對實驗操作能力的培養(yǎng)，通過開展小組合作、培養(yǎng)學生自主探究能力、實驗創(chuàng)新等教學方式，改善教學現(xiàn)狀、完善學生物理知識理論體系，提高學生物理實驗動手能力，促進學生核心素質(zhì)的發(fā)展，為學生今后的學習及生活注入新的活力。

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