基于核心素養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

李新疆

摘 要：核心素養(yǎng)背景下教師需要充分尊重學(xué)生的主體地位，使學(xué)生能夠主動(dòng)地探究各種知識(shí)，了解每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)是怎么形成的，它的本質(zhì)是什么？同時(shí)，在對(duì)知識(shí)探究的過程中形成一定的學(xué)習(xí)能力。但是，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與其他教學(xué)存在較大的差異，且物理屬于理科，具有很強(qiáng)的抽象性，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中會(huì)遇到一定的問題，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)效果也與理想存在較大差異。因此，文章從重要性、概念、問題、策略四個(gè)方面入手，闡述了基于核心素養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；開展方法

實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行有效探究，能夠促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)，可以將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成。所以，在高中階段的物理教學(xué)中，教師需要將核心素養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分融合，確保高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率及質(zhì)量，使學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上得到提升與發(fā)展。下面就高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行了研究，以期為教師帶來一定的啟發(fā)，在推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)的改革創(chuàng)新的同時(shí)，達(dá)到理想的教學(xué)目標(biāo)。

一、基于核心素養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

（一）培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力及思維轉(zhuǎn)換力

動(dòng)手實(shí)踐能力與思維轉(zhuǎn)換能力對(duì)于學(xué)生進(jìn)行物理知識(shí)的學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)探究而言有著十分重要的意義。所以，開展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師需要充分考慮到這兩個(gè)能力的培養(yǎng)，根據(jù)這兩個(gè)能力的特點(diǎn)以及學(xué)生的情況進(jìn)行活動(dòng)設(shè)計(jì)[1]。而教材中的物理知識(shí)具有一定的抽象性，學(xué)生不容易理解及掌握，實(shí)驗(yàn)卻能夠?qū)⒅R(shí)與學(xué)生的生活有機(jī)結(jié)合，所以課堂教學(xué)會(huì)變得異常生動(dòng)、活潑。在動(dòng)手實(shí)踐時(shí)，學(xué)生的動(dòng)手操作能力、觀察能力能夠得到有效提升。此外，教師給予學(xué)生一定的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，使其可以了解各種設(shè)備的原理、操作方法、每個(gè)功能，對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行科學(xué)有效的學(xué)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的流程進(jìn)行深入把握。

（二）理解物理知識(shí)的重難點(diǎn)

物理知識(shí)具有抽象難懂的特點(diǎn)，學(xué)生因?yàn)閷?duì)其了解不深，各項(xiàng)能力還在發(fā)展，所以在自學(xué)過程中會(huì)遇到很多難以理解的問題[2]。即便教師進(jìn)行了詳細(xì)講解，學(xué)生也不一定能夠理解。而實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是具有形象生動(dòng)的特點(diǎn)的，且使學(xué)生成了教學(xué)活動(dòng)的參與者，所以，相關(guān)知識(shí)可以通俗易懂的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行快速有效的理解，解決遇到的各種問題。也就是說，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展，能夠幫助學(xué)生快速有效地理解物理知識(shí)的重難點(diǎn)。

二、高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)概述

物理學(xué)科在高中階段的學(xué)習(xí)中十分重要，核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)生適應(yīng)接下來的學(xué)習(xí)有著一定積極意義。所以教師需要將其重視起來。而在對(duì)學(xué)生的高中物理核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，教師需要對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行深入了解，需要將針對(duì)性的方法利用起來。下面就高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述。

（一）物理觀念

物理所研究的是自然現(xiàn)象，所有知識(shí)都是人對(duì)自然界的屬性的抽象解釋，是人在探究知識(shí)、分析知識(shí)的過程中掌握的基本規(guī)律，內(nèi)容包括但不限于理解運(yùn)動(dòng)觀念、能力觀念等[3]。通過對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，學(xué)生通?？梢粤私馕锢憩F(xiàn)象的形成原因，可以對(duì)微觀世界產(chǎn)生好奇，從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生的物理觀念得到有效培養(yǎng)。

（二）科學(xué)思維

物理科學(xué)思維包括的內(nèi)容較多，如科學(xué)建模思維、懷疑精神及創(chuàng)新精神等。在進(jìn)行高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)，教師適當(dāng)?shù)亟o予引導(dǎo)及啟發(fā)，可以使學(xué)生的思維始終處于活躍狀態(tài)，可以使學(xué)生具備質(zhì)疑的能力。同時(shí)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行深層次的研究及分析，對(duì)問題進(jìn)行預(yù)判，可以有效達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維的目的。

（三）探究能力

實(shí)驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的全過程。在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通常會(huì)根據(jù)自己對(duì)學(xué)生的了解，將其劃分為若干的小組，通過小組合作的方式進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠在問題的引導(dǎo)下進(jìn)行科學(xué)合理的猜想、假設(shè)，利用手邊的工具進(jìn)行探究及驗(yàn)證[4]。

（四）科學(xué)態(tài)度

科學(xué)態(tài)度就是學(xué)生揭露事物的本質(zhì)的心理狀態(tài)。在高中物理學(xué)習(xí)過程中，教師通常會(huì)使學(xué)生深層次地分析物理知識(shí)，做到深入了解其本質(zhì)、了解物理規(guī)律。由于物理知識(shí)的學(xué)習(xí)與探究行為與物理基本規(guī)律與價(jià)值觀密切相關(guān)，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)可以將相關(guān)內(nèi)容有機(jī)聯(lián)系在一起，形成科學(xué)態(tài)度。

三、當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

實(shí)驗(yàn)可以對(duì)所有的理論知識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，是物理教學(xué)的半邊天。但是在一些因素的影響下，當(dāng)前的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在一些問題，對(duì)教學(xué)效果造成了直接影響。首先，教師沒有留出充足的時(shí)間與空間開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，使得學(xué)生只能在實(shí)驗(yàn)課程中看見怎么操作，沒辦法充分參與到實(shí)驗(yàn)過程中，導(dǎo)致其實(shí)驗(yàn)興趣受到了影響；其次，實(shí)驗(yàn)設(shè)備不夠，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展效果與理想存在很大差異；最后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生的主動(dòng)性較弱，不愿意對(duì)知識(shí)進(jìn)行探究，不愿意解決教師提出的問題。

四、基于核心素養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略

（一）提出針對(duì)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

問題能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲，可以使實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利地開展。所以，教師需要了解每個(gè)學(xué)生的情況，通過針對(duì)性問題的設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠進(jìn)行有效探討。

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教師可以將新舊知識(shí)之間的矛盾點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)充分結(jié)合在一起，然后考慮到學(xué)生情況進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效設(shè)計(jì)。站在某種角度上來看，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的第一個(gè)環(huán)節(jié)就是提出相應(yīng)的問題，問題要具有指導(dǎo)意義，以確保學(xué)生能夠產(chǎn)生一定的學(xué)習(xí)興趣。此外，在學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)，教師可以了解學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)的情況，可以使學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)情況、掌握情況充分展現(xiàn)在教師面前。因此，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要留出充足的時(shí)間與空間，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效探究、對(duì)知識(shí)進(jìn)行充分挖掘。例如，在進(jìn)行“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師需要明確本課的目的是什么，即將物理實(shí)驗(yàn)利用起來，使學(xué)生能夠在參與實(shí)驗(yàn)后對(duì)牛頓第一定律進(jìn)行了解，利用學(xué)習(xí)到的物理知識(shí)對(duì)生活中的現(xiàn)象進(jìn)行闡述；知道二力平衡有怎樣的條件，了解力的作用、效果，明確摩擦力是什么。具體需要達(dá)到如下目標(biāo)：1.明確牛頓第一定律的具體內(nèi)容，可以將學(xué)習(xí)到的內(nèi)容利用起來，對(duì)生活中的相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行有效闡述；2.了解兩個(gè)力想要保持平衡需要具備怎樣的條件，明確在這樣的情況下的物體是怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；3.了解摩擦力在自然界中是怎樣存在的，而且，其會(huì)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)造成怎樣的影響，了解對(duì)摩擦力的大小造成影響的因素，明確摩擦力有什么益處、弊端等；4.在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，了解阻力能夠?qū)ξ矬w的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生怎樣的影響；5.對(duì)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究；6.養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度；7.形成辯證唯物主義觀點(diǎn)。

基于此，教師可以在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)一些問題，使學(xué)生能夠進(jìn)行有效猜想、分析。比如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)加速度的概念進(jìn)行回顧，然后提出針對(duì)性的問題，使學(xué)生能夠基于自己的認(rèn)知思考加速度的大小與什么因素有關(guān)。同時(shí)，教師可以引入如下案例：小汽車加速度到每小時(shí)100千米時(shí)需要十幾秒，大貨車卻需要更長(zhǎng)的時(shí)間。賽車與小汽車的質(zhì)量一樣，但是賽車的發(fā)動(dòng)機(jī)非常強(qiáng)大，只需要5秒就能夠加速度到每小時(shí)100千米。基于案例及前面提出的問題，學(xué)生能夠進(jìn)行有效猜測(cè)。在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，教師可以適當(dāng)?shù)靥岢鲆恍└唠A的問題，在提高設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)有效性的同時(shí)，提升教學(xué)效果。

（二）引入生活中的內(nèi)容，充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)價(jià)值

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生的生活有著密切的聯(lián)系，如果教師能夠?qū)⑸钪械膬?nèi)容引入，可以進(jìn)一步體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，可以使學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上得到提升。因此，教師需要對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)匾胍恍┥钪械膬?nèi)容。

例如，在教學(xué)“摩擦力”的相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師就需明確，教學(xué)目標(biāo)為：1.知道怎么才能產(chǎn)生靜摩擦力、怎么才能產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力，了解這兩個(gè)摩擦力的方向應(yīng)該怎么去判斷；2.在學(xué)習(xí)的過程中，明確摩擦力的大小的影響因素，了解滑動(dòng)摩擦力和壓力的關(guān)系；3.了解最大靜摩擦力是什么，它和正壓力的關(guān)系是什么；4.使學(xué)生能夠?qū)?shí)驗(yàn)進(jìn)行有效觀察及分析，形成相應(yīng)的學(xué)習(xí)能力；5.對(duì)學(xué)生的語言表達(dá)能力進(jìn)行有效培養(yǎng)及提升；6.有效滲透一些研究的方法；7.使學(xué)生形成一定的辯證思想?；谶@些目標(biāo)教師可以引入一些生活中的內(nèi)容，使學(xué)生能夠根據(jù)生活進(jìn)行深層次的研究及思考，樹立一定的學(xué)習(xí)理念、形成較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力及核心素養(yǎng)，為學(xué)生更好地進(jìn)行物理知識(shí)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

比如，教師可以將一些生活中常見的摩擦力的物理現(xiàn)象引入，包括但不限于：塑料瓶蓋上有一些豎紋，增大摩擦；機(jī)械手表戴久了要給它上油，減小摩擦；車子陷在泥里，墊上草，使車子出來，增大摩擦；在皮帶傳動(dòng)中，拉緊皮帶在皮帶上涂“皮帶蠟”增大摩擦；在機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)部分安裝滾動(dòng)軸承加潤(rùn)滑油，減小摩擦；車輪上的花紋，增大摩擦；磁懸浮列車，減小摩擦；給二胡的弓上涂松香，增大摩擦；車輪做成圓的，減小摩擦；用滑輪溜冰鞋走路，減小摩擦……在呈現(xiàn)這些現(xiàn)象后，教師可以提出為什么的問題，使學(xué)生進(jìn)行思考。在學(xué)生有了一定的答案后，教師可以將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引入，使學(xué)生在教室的地面上滑行，對(duì)自己能滑出多遠(yuǎn)進(jìn)行記錄。隨后在地面上灑水，在有水的地面上滑行看看，自己又能夠滑出去多遠(yuǎn)，然后將這兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生能夠切實(shí)發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)與生活的聯(lián)系，能夠建立學(xué)以致用的意識(shí)及觀念，將實(shí)驗(yàn)的價(jià)值最大限度地體現(xiàn)出來，對(duì)學(xué)生的核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與生活中的一些事物有機(jī)結(jié)合，可以使學(xué)生能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行有效學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生在探究分析的過程中形成物理核心素養(yǎng)，提高教學(xué)活動(dòng)的有效性。

（三）開展小組合作學(xué)習(xí)活動(dòng)，鍛煉學(xué)生核心素養(yǎng)

學(xué)生才是主體。怎樣才能使學(xué)生的主體充分體現(xiàn)出來呢？教師需要盡可能地為學(xué)生提供一些思考或者動(dòng)手操作的環(huán)節(jié)。但是，學(xué)生之間存在很大的差異，在學(xué)習(xí)過程中，可能會(huì)遇到這樣那樣的問題，導(dǎo)致學(xué)生的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)并不是很理想，而小組合作學(xué)習(xí)能夠充分解決這一問題，為教學(xué)質(zhì)量提供保障。所以，教師需要將課堂教學(xué)的情況進(jìn)行深入把握，適時(shí)地引入小組合作學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中能夠有所收獲，能夠形成一定的核心素養(yǎng)。

例如，在教學(xué)“電路及其應(yīng)用”相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師就需要明確，這部分內(nèi)容的抽象性較強(qiáng)，而且教學(xué)目標(biāo)是這樣的：1.理解掌握電路問題中的基本物理概念：電源、電動(dòng)勢(shì)、電壓、電阻、電流，知道它們的測(cè)量方法和決定性因素。2.理解掌握電路問題中的基本物理規(guī)律：電阻定律、電路的串并聯(lián)規(guī)律、電流及電阻的計(jì)算方式、掌握區(qū)分它們的成立條件、能夠在實(shí)際問題中靈活應(yīng)用其解決相關(guān)問題。3.認(rèn)識(shí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基本器材，了解它們的使用方法。理解電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要求，復(fù)習(xí)掌握物理規(guī)律的圖像描述。學(xué)會(huì)分析誤差與誤差產(chǎn)生的原因。4.培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本能力、培養(yǎng)學(xué)生利用物理規(guī)律創(chuàng)新設(shè)計(jì)儀器儀表解決實(shí)際問題的能力。5.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理規(guī)律分析電路故障及各物理量相互關(guān)系的能力。6.發(fā)展與培養(yǎng)學(xué)生歸納與綜合、分析與判斷及邏輯推理能力、應(yīng)用能力。7.養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重事實(shí)的良好習(xí)慣，為唯物主義世界觀的形成奠定基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生研究問題中的科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生應(yīng)用規(guī)律、聯(lián)系實(shí)際、積極創(chuàng)新、解決問題的進(jìn)取精神與意識(shí)。所以，必須要讓學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，同時(shí)，需要借助合作學(xué)習(xí)活動(dòng)，幫助學(xué)生形成核心素養(yǎng)。首先，教師需要將調(diào)查法、試卷法利用起來，基于此了解每個(gè)學(xué)生的情況，了解的內(nèi)容包括但不限于學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況、學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)情況、核心素養(yǎng)培養(yǎng)情況，然后按照一定的原則將學(xué)生劃分為若干個(gè)小組。在劃分好小組后，教師可以選擇綜合素質(zhì)最強(qiáng)的學(xué)生為小組長(zhǎng)，由其負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分配組織工作。比如，操作能力較弱的學(xué)生可以對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄，理論知識(shí)較強(qiáng)的學(xué)生可以對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，操作能力較強(qiáng)的學(xué)生可以對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整……在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，每個(gè)學(xué)生都能參與實(shí)驗(yàn)，都能運(yùn)用自己的優(yōu)勢(shì)為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利開展提供保障，所以他們會(huì)獲得一定的成就感，會(huì)在原有的基礎(chǔ)上得到提升。小組合作學(xué)習(xí)活動(dòng)的有效應(yīng)用，可以使學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的參與者，在發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)得到成長(zhǎng)；可以對(duì)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)，使其能夠更好地進(jìn)行接下來的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果自然也能夠得到提升。

結(jié)束語

綜上所述，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為物理教學(xué)的重要組成部分，但是受一些因素的影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果并不是很理想，所以核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也沒有落到實(shí)處。所以，本文從提出針對(duì)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；引入生活中的內(nèi)容，充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)價(jià)值；開展小組合作學(xué)習(xí)活動(dòng)，鍛煉學(xué)生核心素養(yǎng)等方面入手進(jìn)行了深層次的研究及探索，教師可以結(jié)合實(shí)際情況將其運(yùn)用起來。如此一來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)就可以與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行充分融合，學(xué)生就能夠通過實(shí)驗(yàn)操作夯實(shí)基礎(chǔ)，形成核心素養(yǎng)，課堂教學(xué)的效果就能得到提升，學(xué)生就能在原有的基礎(chǔ)上更好地成長(zhǎng)與發(fā)展。不過，教學(xué)方法還是有很多的，教師可以進(jìn)行進(jìn)一步的研究及探索。

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