核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

【摘要】新時(shí)代對學(xué)生教育的要求推動課程教學(xué)的不斷革新，核心素養(yǎng)開始走入高中課堂教學(xué)。高中物理實(shí)驗(yàn)以其實(shí)驗(yàn)性、探究性、富有結(jié)論性等特點(diǎn)，對學(xué)生思考能力、探索能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培育起著至關(guān)重要的作用，符合學(xué)生核心素養(yǎng)培育要求。本文立足核心素養(yǎng)，結(jié)合筆者自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極探索高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，在提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)? 高中物理實(shí)驗(yàn)? 能力培育? 課程教學(xué)

【中圖分類號】G633.7 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2022）04-0121-03

1.引言

物理知識立足于物理實(shí)驗(yàn)，是在歷經(jīng)種種實(shí)驗(yàn)后，得出物質(zhì)運(yùn)動的最一般規(guī)律?，F(xiàn)有的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏對實(shí)驗(yàn)操作的重視，過多的集中于老師講授的教學(xué)方式，使得物理知識的獲得失去靈活性、創(chuàng)造性。同時(shí)，學(xué)生只能從老師講授的知識中想象實(shí)驗(yàn)，死記硬背實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)論，這使得學(xué)生對知識的理解浮于表面，難以真正掌握相關(guān)的物理知識，極大地影響學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展與各種能力的提升，對學(xué)生未來發(fā)展極為不利[1]。此外，高中時(shí)期是學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展、關(guān)鍵能力養(yǎng)成的重要階段，物理實(shí)驗(yàn)以其實(shí)踐性、趣味性、富于知識性等特點(diǎn)對高中學(xué)生核心素養(yǎng)的培育具有重要意義。老師通過物理實(shí)驗(yàn)以達(dá)到對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，學(xué)生通過做實(shí)驗(yàn)以吸收、深化實(shí)驗(yàn)中所蘊(yùn)含的豐富知識，并在不斷的思考與探索中，發(fā)展新的理論成果，最終達(dá)到對知識的真正掌握。因此，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，老師從旁講授為輔，給學(xué)生獨(dú)立思考的空間，逐漸培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并最終解決問題的能力，以便于學(xué)生構(gòu)建新的知識體系，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

2.核心素養(yǎng)的概念

“核心素養(yǎng)”是伴隨著新課程教學(xué)不斷深入而出現(xiàn)的，是學(xué)校在落實(shí)立德樹人目標(biāo)時(shí)所要達(dá)到的對學(xué)生綜合能力評判的基本要求，也是新一輪課程革新的主要方向。核心素養(yǎng)的整體概念是，學(xué)生所具備的關(guān)鍵能力和重要品格，以適應(yīng)個(gè)人未來發(fā)展、社會發(fā)展的需要，例如創(chuàng)新創(chuàng)造能力、明辨是非能力;愛國情懷、責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)?。核心素養(yǎng)是從多方面對學(xué)生所具備的能力進(jìn)行評判，所以，學(xué)生所要發(fā)展的核心素養(yǎng)的真正內(nèi)涵在于培養(yǎng)全面發(fā)展的人，這是核心素養(yǎng)的重要目標(biāo)[2]。同時(shí)，核心素養(yǎng)也包含三個(gè)基礎(chǔ)內(nèi)容，分別是文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展以及社會參與。對于高中物理實(shí)驗(yàn)課堂，其核心素養(yǎng)基礎(chǔ)便是立足于三維教學(xué)目標(biāo)，逐漸形成一種延伸能力;其核心素養(yǎng)內(nèi)涵在于物理學(xué)觀念、探究能力、科學(xué)思維以及科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度。此外，核心素養(yǎng)的提出，不僅把學(xué)校教育方針從抽象變?yōu)榫唧w，還明確了學(xué)校培育學(xué)生應(yīng)具備何種能力和品格，為學(xué)校教育指明了發(fā)展方向。總之，核心素養(yǎng)對我國學(xué)生發(fā)展有著重要影響，對我國教育事業(yè)有著重要意義。

3.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用

3.1物理知識的學(xué)習(xí)更加直觀

物理學(xué)科教學(xué)和以圖文教學(xué)為主的其他學(xué)科相比，其主要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，這使得知識的傳授更加精準(zhǔn)深刻。比如，老師在講授“法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象”時(shí)，會采用線圈等實(shí)驗(yàn)工具。通過生動的課堂實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生清晰地看到“磁生電”現(xiàn)象，從而切實(shí)感受到物理知識的無限魅力，幫助學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣;在學(xué)習(xí)物體運(yùn)動的“加速度”時(shí)，老師帶領(lǐng)學(xué)生做小球重力掉落實(shí)驗(yàn)，在同一位置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，通過捕捉小球運(yùn)動路徑，可以讓學(xué)生切實(shí)感受到小球下落過程具有加速度，同時(shí)記錄小球下落時(shí)間，通過高度和時(shí)間，便可計(jì)算出真正的加速度;在學(xué)習(xí)物體在不同位置的“受力分析”時(shí)，可以用繩子的拉力體現(xiàn)，通過觀察繩子的變化，讓學(xué)生親眼看到不同力作用于物體上。

3.2抽象知識具體化

物理學(xué)的研究范圍大至宇宙、小到粒子，這使得很多內(nèi)容與現(xiàn)象無法通過肉眼觀察，比如磁場變化、電子運(yùn)動以及力的效應(yīng);物體的加速度、天體運(yùn)動以及電磁場的變化等。但是通過做實(shí)驗(yàn)，借助必要的實(shí)驗(yàn)器材或者進(jìn)行物理建模，我們便可以將抽象的知識具體化，讓學(xué)生觀察到現(xiàn)象，加深學(xué)生對知識的理解與感悟。

3.3增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能一味地老師示范、講解，而是發(fā)揮學(xué)生主體的最大作用，讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)操作中，與老師一起探索實(shí)驗(yàn)背后所蘊(yùn)藏的豐富知識。學(xué)生通過實(shí)際操作，在加深對理論知識深刻理解的同時(shí)，增強(qiáng)了實(shí)踐動手能力，達(dá)到對實(shí)驗(yàn)工具的有效掌握，有利于學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)為實(shí)際應(yīng)用，并在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新，最終形成新的知識體系。

4.基于核心素養(yǎng)目標(biāo)下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

4.1重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

物理學(xué)科以其獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)性、探究性以及富有結(jié)論性等特點(diǎn)，對學(xué)生思考能力、探索能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培育起著至關(guān)重要的作用。在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師需要做到對教學(xué)重點(diǎn)的有效把握，應(yīng)以實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)為主，理論知識講解為輔，讓理論知識更好地服務(wù)于物理實(shí)驗(yàn)，并從實(shí)踐中反證理論，有利于學(xué)生更好地理解知識內(nèi)容，深化吸收物理知識，提高學(xué)習(xí)熱情，養(yǎng)成科學(xué)探究的邏輯思維。學(xué)生是一切課堂教學(xué)的主體，老師應(yīng)尊重學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中的主體地位，同時(shí)發(fā)揮自己的引導(dǎo)作用，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師應(yīng)讓學(xué)生主動參與討論交流，感受物理學(xué)科的趣味和無限魅力，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的熱情。此外，老師在做物理實(shí)驗(yàn)時(shí)所表現(xiàn)出的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，也會對學(xué)生在今后的物理學(xué)科所持態(tài)度產(chǎn)生重要影響。因此，在教學(xué)之初，老師便應(yīng)肩負(fù)起樹立良好榜樣的責(zé)任，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)正確的實(shí)驗(yàn)規(guī)范。演示實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮髦薪嚯x地觀察到實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的現(xiàn)象，并在不斷的操作實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)科學(xué)的規(guī)律，從而得出正確的結(jié)論，這有利于學(xué)生構(gòu)建新的邏輯思維和正確的知識體系。對于操作條件十分嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)，老師應(yīng)詳細(xì)地為學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)過程，并通過自身態(tài)度去影響學(xué)生對待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，進(jìn)而達(dá)到對學(xué)生科學(xué)思維的培育，提高學(xué)生的實(shí)操能力;同時(shí)，老師應(yīng)對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題加以引導(dǎo)，幫助學(xué)生進(jìn)行深入思考，鼓勵(lì)學(xué)生將物理知識運(yùn)用到實(shí)際生活中，有效地?cái)U(kuò)寬知識涵蓋范圍，最終達(dá)到學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。比如，老師在講授光的反射這一內(nèi)容時(shí)，可以向?qū)W生演示“黑鼠變白鼠”的實(shí)驗(yàn)過程來進(jìn)行趣味教學(xué)。老師將事先準(zhǔn)備好的黑鼠垂直放入裝有水的玻璃器皿中，在某些條件下學(xué)生可以清楚地觀察到水中的黑鼠變成了“白鼠”。這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程可以引發(fā)學(xué)生思考其所蘊(yùn)藏的物理知識，老師再進(jìn)行以往知識的復(fù)習(xí)鞏固，同時(shí)巧妙地導(dǎo)入新的知識點(diǎn)，可以讓學(xué)生充分理解光的反射與光的調(diào)節(jié)的物理知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力。

4.2合理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生探究能力

物理學(xué)科以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，而實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循兩個(gè)原則，分別是科學(xué)性原則、簡單性原則。所謂科學(xué)性原則，便是實(shí)驗(yàn)過程中的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，老師應(yīng)根據(jù)學(xué)生對知識的掌握能力，設(shè)計(jì)符合學(xué)生特點(diǎn)、符合現(xiàn)實(shí)情況的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這樣在保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的同時(shí)學(xué)生能很好地理解、吸收知識。所有實(shí)驗(yàn)都離不開科學(xué)性這一原則。而簡單性原則，便是在物理課堂教學(xué)中，老師應(yīng)把復(fù)雜的知識內(nèi)容簡單化，易于學(xué)生理解，這有利于學(xué)生高效、快速地了解物理實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)知識，吸引學(xué)生對重點(diǎn)知識的關(guān)注，從而幫助學(xué)生減輕學(xué)習(xí)的壓力，讓知識學(xué)習(xí)有輕重緩急之分，以便于學(xué)生更好地思考，幫助學(xué)生提高物理成績。此外，生活中處處蘊(yùn)藏著物理知識，老師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真觀察生活，發(fā)現(xiàn)生活中的所用到的物理知識，同時(shí)讓學(xué)生利用簡單易得的材料，應(yīng)用物理知識對材料進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造，這使得學(xué)生把理論應(yīng)用于實(shí)踐，全面掌握知識的同時(shí)提高了動手實(shí)踐能力，培養(yǎng)了思考能力、探究能力以及創(chuàng)新創(chuàng)造能力，從而形成自己的思維體系，為以后的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。例如，靜電除塵器的設(shè)計(jì)，老師要求學(xué)生利用所學(xué)知識設(shè)計(jì)一個(gè)靜電除塵器，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生參考教材、收集資料、抓住重點(diǎn)，幫助學(xué)生把抽象內(nèi)容具體化;在材料使用上，鼓勵(lì)學(xué)生利用生活中的廢棄材料，變廢為寶，更好地體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)價(jià)值，從而幫助學(xué)生全面掌握知識，融會貫通，提高學(xué)生物理實(shí)踐能力，將物理知識與生活材料切實(shí)地聯(lián)系起來并形成實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有利于學(xué)生物理知識體系的完善。

在高中物理實(shí)驗(yàn)課堂中，問題導(dǎo)向型的實(shí)踐探索可以顯著增強(qiáng)學(xué)生的探究能力。比如，老師在講解超重知識點(diǎn)時(shí)，可以采用繩子拉石頭的實(shí)驗(yàn)方式，一根繩子去拉不同重量的石頭，等到繩子拉斷，便是拉力達(dá)到極限的時(shí)候，此時(shí)便處于超重狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，老師要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，得出石頭重量。在實(shí)驗(yàn)過程中，幫助學(xué)生理解物理知識，驗(yàn)證物理理論，有利于學(xué)生物理素養(yǎng)的培育。比如，在研究物質(zhì)運(yùn)動的加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，老師可以分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會使用控制變量法進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，得出相對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)他們分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)藏其中的物理規(guī)律，再要求他們以思維導(dǎo)圖的方式展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)規(guī)律。通過物理實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生提高思考能力、分析能力，還可以提升學(xué)生的探究能力、實(shí)踐動手能力，從而發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

4.3搭建實(shí)驗(yàn)平臺，增強(qiáng)合作精神

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，就要讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)過程中，讓學(xué)生從切身實(shí)驗(yàn)中達(dá)到對知識的全面掌握，錘煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、分析問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維邏輯和良好的科學(xué)素養(yǎng)。因此，老師應(yīng)該為學(xué)生提供一個(gè)能夠自由設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、交流討論實(shí)驗(yàn)以及共同完成實(shí)驗(yàn)的平臺，讓學(xué)生進(jìn)行沉浸式實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在獨(dú)立設(shè)立實(shí)驗(yàn)的過程中，會進(jìn)行積極思考，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)問題及不足時(shí)，可以與其他同學(xué)進(jìn)行交流討論，有效的交流討論可以讓學(xué)生思維產(chǎn)生碰撞，找到新的設(shè)計(jì)思路，擴(kuò)寬學(xué)生的知識面，也增強(qiáng)了互幫互助精神。如，老師在進(jìn)行重力和彈力教學(xué)時(shí)，關(guān)于物體重心位置的測量，老師可以為學(xué)生搭建實(shí)驗(yàn)平臺。提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)用品：一根一端貼有橡皮泥的鉛筆、一個(gè)尖尖的底座;實(shí)驗(yàn)要求是確定鉛筆的重心在哪個(gè)位置。然后老師讓學(xué)生自由設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，合作完成物體重心位置的測量。學(xué)生在了解實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?，開始獨(dú)自思考實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與過程，并與其他同學(xué)討論實(shí)驗(yàn)的可行性。在交流討論中，有人提出從鉛筆受到兩個(gè)平衡力中確定鉛筆的重心位置;有人提出將鉛筆放在底座保持穩(wěn)定，便可找到鉛筆的重心;而也有人提出鉛筆一端有橡皮泥增加了其重力，那重心應(yīng)該更靠近橡皮泥一端，等等;交流討論擴(kuò)寬了實(shí)驗(yàn)思路以及實(shí)驗(yàn)的各種可能情況，幫助學(xué)生規(guī)劃實(shí)驗(yàn)操作過程，在一次次的改善中完善實(shí)驗(yàn)過程，最終找到可行的實(shí)驗(yàn)。這種老師創(chuàng)建的實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生參與思考討論的教學(xué)課堂，幫助培養(yǎng)學(xué)生思維能力、主動發(fā)現(xiàn)問題并解決問題能力，增強(qiáng)學(xué)生合作精神，提升課堂教學(xué)質(zhì)量，對學(xué)生核心素養(yǎng)的培育以及學(xué)校培養(yǎng)高素質(zhì)人才有著重要意義。

4.4創(chuàng)新、整合教學(xué)手段，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平

現(xiàn)階段的物理實(shí)驗(yàn)課堂，仍有許多老師直接套用課本上的理論知識，為了應(yīng)對學(xué)科考試開展填鴨式教學(xué)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上缺乏自主實(shí)踐，教學(xué)手段上缺乏創(chuàng)新，以至學(xué)生對知識掌握不夠透徹，在解決物理問題中只會生搬硬套公式，無法進(jìn)行知識的深化與拓展，實(shí)驗(yàn)水平也停滯在固有化的試題中，止步不前，這極大地阻礙了學(xué)生核心素養(yǎng)的培育，對學(xué)校促進(jìn)人才的全面發(fā)展極為不利。而新時(shí)代信息技術(shù)的快速發(fā)展增加了電子資源的豐富性與可獲得性，也為學(xué)科課堂注入了新的動力，因此，老師在進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上充分利用電子信息資源、借助多媒體開展新穎的教學(xué)模式，幫助學(xué)生提高對物理知識的興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決物理問題的基本能力。如，老師在講授功與速度變化關(guān)系時(shí)，首先采用實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生對知識進(jìn)行掌握，達(dá)到對功與速度的變化關(guān)系的認(rèn)識，再通過尋找一些涉及做功與速度內(nèi)容的視頻和圖片資源，利用多媒體為學(xué)生播放，不僅可以加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，還激發(fā)學(xué)生的探知興趣;然后老師拋出問題：“做功與動能之間的關(guān)系究竟是什么樣的？”鼓勵(lì)學(xué)生主動思考、探究問題，當(dāng)學(xué)生找到問題的相關(guān)知識時(shí)，老師再針對問題進(jìn)行解答，并用多媒體展示做功與受力示意圖，再手動畫出示意圖指導(dǎo)學(xué)生作圖規(guī)范，這種在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過視頻和圖形的教學(xué)方式，使得學(xué)生能夠正確理解知識點(diǎn)，更好地吸收、深化知識，對學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)起到很大的改善效果，從而增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平，對老師的教學(xué)能力也有一定的提升作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]魏俊莉.高中物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵與培養(yǎng)策略[J].高考，2020（34）.

作者簡介：

賴光耀（1979年9月-），男，漢族，福建寧化人，寧化一中一級教師，本科學(xué)歷，研究方向：高中物理教學(xué)。