基于核心素養(yǎng)的高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂完善策略

□福建省南平市政和縣第一中學(xué) 劉聲根

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科，其與人們的日常生活聯(lián)系十分緊密。核心素養(yǎng)視域下，教育部門要求教師發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，創(chuàng)新教學(xué)理念和教學(xué)方式，融入教育信息化2.0 時(shí)代，加強(qiáng)對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用。因此，本文立足核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求，針對(duì)高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂完善策略展開(kāi)討論，分析高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)現(xiàn)狀等內(nèi)容，希望可以給高中物理教師提供一定的借鑒價(jià)值。

物理學(xué)科素養(yǎng)側(cè)重對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理基本觀念教育，使其掌握科學(xué)探究方法，形成良好科學(xué)思維和正確科學(xué)態(tài)度，發(fā)展學(xué)生的合作與探究科學(xué)精神等。可見(jiàn)高中物理教學(xué)工作的重要性。為了推動(dòng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成，教師要立足核心素養(yǎng)，以電學(xué)實(shí)驗(yàn)為教學(xué)案例，采用多樣化的教學(xué)措施，助力高中物理教學(xué)工作實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。

一、高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)現(xiàn)狀

（一）學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱

學(xué)生是參與物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的重要組成部分，學(xué)生的基礎(chǔ)直接影響著物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。但是通過(guò)對(duì)當(dāng)前高中學(xué)生進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，部分高中學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱的問(wèn)題，如缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的了解，難以正確掌握實(shí)驗(yàn)操作的步驟，甚至在實(shí)驗(yàn)操作中表現(xiàn)出一定的被動(dòng)性。同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中很難主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，主要依靠教師提出問(wèn)題一起去解決，阻礙了學(xué)生的發(fā)展。核心素養(yǎng)視域下，教師需要關(guān)注學(xué)生的物理基礎(chǔ)情況，加強(qiáng)訓(xùn)練，幫助學(xué)生掌握更多物理知識(shí)。

（二）實(shí)驗(yàn)器材不足

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要方式，學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中掌握物理原理、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。然而，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要眾多儀器和設(shè)備的支持，但是目前部分高中學(xué)校針對(duì)物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)器材較少，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法借助實(shí)驗(yàn)器材完成相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)，影響了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

（三）缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)知

意識(shí)指導(dǎo)行為，教學(xué)理念會(huì)影響教學(xué)方式的選擇，在高中物理教學(xué)中，部分教師沒(méi)有認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展所起到的積極作用，認(rèn)為開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)只會(huì)耽誤學(xué)生的時(shí)間，降低學(xué)習(xí)效率，所以在課堂中往往會(huì)采用演示的方式講解知識(shí)，不利于學(xué)生理解物理原理。同時(shí)，也有部分物理教師單純地利用多媒體教學(xué)設(shè)備展示實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程，學(xué)生缺乏動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，降低了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性。

二、基于核心素養(yǎng)的高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂實(shí)踐

（一）立足教材，加強(qiáng)對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的整理

教材是教師開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要材料，核心素養(yǎng)視域下，教師只有立足教材，從教材出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的研究和整理，才能夠?yàn)楹罄m(xù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以及促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展做好充足的準(zhǔn)備。

1.梳理教材內(nèi)容。

教師要從高中物理教材中找出與電學(xué)相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類，并找出電學(xué)實(shí)驗(yàn)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。落實(shí)到具體教學(xué)活動(dòng)中，教師可以從簡(jiǎn)單的電表構(gòu)造、原理，即從電流計(jì)改裝到電流表、電壓表再到多用電表；從伏安法測(cè)電阻，過(guò)渡到其他方法測(cè)電阻，分析滑動(dòng)變阻器兩種接法及選擇。對(duì)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；各種電表的讀數(shù)、分類列表這些方面入手，梳理高中物理階段關(guān)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作。

2.建立思維導(dǎo)圖。

當(dāng)前，高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包括描繪小電珠的伏安特性曲線、測(cè)定金屬的電阻率、把電流表改裝成電壓表、測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻以及用多用電表探測(cè)黑箱內(nèi)的電學(xué)元件。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都對(duì)學(xué)生提出了較高的實(shí)驗(yàn)要求，為此，教師可以加強(qiáng)對(duì)思維導(dǎo)圖的應(yīng)用，為學(xué)生梳理實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)以及關(guān)鍵內(nèi)容，以幫助學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這也能夠體現(xiàn)出高中物理教學(xué)的邏輯性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

（二）加強(qiáng)對(duì)NOBOOK 虛擬仿真軟件的應(yīng)用

人工智能時(shí)代背景下，越來(lái)越多的仿真軟件和技術(shù)開(kāi)始在電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用。其中，NOBOOK虛擬仿真軟件是物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用十分廣泛的技術(shù)，教師可以充分利用NOBOOK 虛擬仿真軟件的優(yōu)勢(shì)，提高電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

以“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”教學(xué)為例，本次實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求正確地選擇實(shí)驗(yàn)器材和電路，能夠熟練地測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究精神，并促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的發(fā)展。在進(jìn)行本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以利用NOBOOK 虛擬仿真軟件展開(kāi)實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)。

首先，教師可以利用NOBOOK 虛擬仿真軟件錄制測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的操作步驟。具體如下：第一步，確定電流表、電壓表的量程，按照教材所示電路將器材連接好。第二步，把電阻器的滑動(dòng)片移到最右端。第三步，閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣方法測(cè)量并記錄幾組ι、U 值。第四步，斷開(kāi)電鍵，整理好器材。第五步，數(shù)據(jù)處理。用原理中的方法計(jì)算或在U—ι 圖中找到E、r。教師利用NOBOOK 虛擬仿真軟件直觀地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)步驟，能夠幫助學(xué)生建立對(duì)本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程的全面了解，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。

其次，充分利用NOBOOK 虛擬仿真軟件的實(shí)驗(yàn)器材。NOBOOK 虛擬仿真軟件中包含著眾多的實(shí)驗(yàn)器材，有基本器材和高級(jí)器材，可滿足不同程度的用戶做實(shí)驗(yàn)的要求，無(wú)論是初中的基本串并聯(lián)電路實(shí)驗(yàn)，還是高中階段的歐姆定律、伏安法測(cè)電阻、滑動(dòng)變阻器的分壓或限流實(shí)驗(yàn)、半偏法測(cè)電流電壓等，都有相應(yīng)的器械來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。在本次實(shí)驗(yàn)操作中，教師則可以利用NOBOOK 虛擬仿真軟件，為此次實(shí)驗(yàn)提供被測(cè)電池（干電池）、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵以及導(dǎo)線。

最后，做好學(xué)生NOBOOK 虛擬仿真軟件的實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)。教師可以為學(xué)生講解NOBOOK 虛擬仿真軟件的操作方法，并引導(dǎo)學(xué)生注冊(cè)NOBOOK 虛擬仿真軟件賬號(hào)，自主登錄該軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在這期間，教師還要及時(shí)關(guān)注學(xué)生在應(yīng)用NOBOOK 虛擬仿真軟件中存在的問(wèn)題，幫助學(xué)生及時(shí)解決實(shí)驗(yàn)難題，為順利地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作提供保障。

（三）加強(qiáng)對(duì)多媒體教學(xué)設(shè)備的應(yīng)用

伴隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)開(kāi)始進(jìn)入信息化時(shí)代，現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備也如同雨后春筍般發(fā)展起來(lái)。在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以融入信息時(shí)代，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備的應(yīng)用，為學(xué)生呈現(xiàn)更加直觀的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生重新定義實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)。

以“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)為例，本節(jié)課主要教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生會(huì)用多用電表測(cè)電壓、電流以及電阻，會(huì)用多用電表測(cè)量二極管的正反向電阻，通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)操作，幫助學(xué)生形成嚴(yán)格謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度，發(fā)展學(xué)生的動(dòng)手操作能力。

在明確教學(xué)目標(biāo)后，首先，教師可以利用多媒體設(shè)備呈現(xiàn)這些內(nèi)容。在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師利用多媒體為學(xué)生展示多用電表的圖片，并在圖片中進(jìn)行批注，讓學(xué)生了解多用電表的基本構(gòu)成、功能和作用。

其次，教師借助多媒體為學(xué)生展示多用電表的使用步驟，如如何測(cè)量小燈泡的電壓、如何測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流以及如何測(cè)量電阻等，以直觀化的呈現(xiàn)，幫助學(xué)生感受到電學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性。

最后，教師要做好學(xué)生評(píng)價(jià)工作。多媒體教學(xué)設(shè)備在電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中的應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，但是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中不可避免地存在一些問(wèn)題，如被教師呈現(xiàn)的多媒體內(nèi)容轉(zhuǎn)移注意力，降低實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的效率等。所以，教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生的課堂參與程度，在此基礎(chǔ)上為每一個(gè)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性打分，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)不足，及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)方式，掌握更加完善高效的學(xué)習(xí)策略。

三、基于核心素養(yǎng)的高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂完善策略

（一）夯實(shí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握對(duì)整個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的完善具有重要的影響，核心素養(yǎng)視域下，針對(duì)部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)不扎實(shí)的問(wèn)題，教師應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生教育工作，幫助學(xué)生筑牢實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

以“描繪小燈泡的伏安特性曲線”教學(xué)為例，這是高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中十分重要的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在此次實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生需要掌握非常多的實(shí)驗(yàn)核心知識(shí)點(diǎn)。因此，教師要針對(duì)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)方面的不足，為其講解關(guān)鍵的知識(shí)。比如，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師可以為學(xué)生講解滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用原理和使用方法，分析此次實(shí)驗(yàn)的原理，并為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)操作步驟和過(guò)程，尤其是對(duì)需要注意的事項(xiàng)作出科學(xué)的解釋和分析，促使高中學(xué)生知其然也知其所以然，幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前已經(jīng)做好充足的準(zhǔn)備，能夠游刃有余地利用已經(jīng)具備的物理知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作。除此之外，學(xué)生也應(yīng)該樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的理念，在日常生活中，通過(guò)多種途徑了解與高中物理實(shí)驗(yàn)操作相關(guān)的知識(shí)，如請(qǐng)教教師、利用計(jì)算機(jī)查閱相關(guān)資料等，這些都是十分有益的學(xué)習(xí)方式。

（二）加大實(shí)驗(yàn)器材投入

實(shí)驗(yàn)器材是保障學(xué)生能夠有序開(kāi)展電學(xué)實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)器材不足的問(wèn)題應(yīng)該引起高中學(xué)校管理者的高度重視，加大在該方面的投入。

首先，學(xué)校要做好高中物理實(shí)驗(yàn)器材的了解和分析，明確不同年級(jí)、不同課程中對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的基本需求，掌握學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)器材的數(shù)量和情況，并在此基礎(chǔ)上建立實(shí)驗(yàn)器材檔案，為后續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的引進(jìn)創(chuàng)造條件。

其次，加大在實(shí)驗(yàn)器材方面的資金投入。比如，教育部門、財(cái)政部門以及學(xué)?？梢月?lián)合開(kāi)展實(shí)驗(yàn)器材招標(biāo)工作，提高對(duì)招標(biāo)企業(yè)的要求并增加預(yù)算，為高中學(xué)校提供質(zhì)量更加有保障的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，為學(xué)生開(kāi)展安全實(shí)驗(yàn)操作保駕護(hù)航。

最后，加強(qiáng)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。高中學(xué)校數(shù)字化電學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以引入新型器材，如教師演示臺(tái)、教師椅、教師主控電源、智慧納米黑板、ops 電腦、高拍儀、錄播主機(jī)、錄播拾音器等，基于新型教學(xué)軟件搭建教學(xué)管理平臺(tái)，為更好地進(jìn)行新型的物理教學(xué)做好硬件準(zhǔn)備。

（三）轉(zhuǎn)變對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)知

核心素養(yǎng)視域下，實(shí)驗(yàn)成為物理教學(xué)中應(yīng)用最為廣泛的方式，教師需要從理念方面進(jìn)行轉(zhuǎn)變，認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，并將實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理學(xué)科中進(jìn)行落實(shí)。

首先，加強(qiáng)宣傳工作。學(xué)?？梢詫?shí)驗(yàn)教學(xué)融入校園文化中，以校園文化引領(lǐng)教師實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，逐漸形成物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意識(shí)。同時(shí)，學(xué)校也可以加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代化信息傳播媒介的應(yīng)用，利用微信、抖音等向廣大物理教師宣傳開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性和可行性，促使教師在環(huán)境和氛圍中發(fā)生教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變。

其次，組織開(kāi)展教育工作。學(xué)校可以就物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織教師進(jìn)行專題培訓(xùn)，從實(shí)驗(yàn)教育的重要意義、教師自身實(shí)驗(yàn)操作與教學(xué)能力提升、實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)、新技術(shù)的利用等維度闡釋高中物理實(shí)驗(yàn)研究方面的思想精華，以高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的諸多生動(dòng)案例介紹實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的理論成果。學(xué)校組織開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)專題培訓(xùn)活動(dòng)，能夠豐富教師的知識(shí)儲(chǔ)備，加深教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而提升教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

最后，做好教師績(jī)效考核?？?jī)效考核是學(xué)校對(duì)教師進(jìn)行的一種管理，績(jī)效考核與教師的生活水平以及幸福感相掛鉤。在新時(shí)期，學(xué)?？梢詫?shí)驗(yàn)教學(xué)水平作為物理教師日常績(jī)效考核評(píng)價(jià)的重要方面，以起到增強(qiáng)教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念的作用。

轉(zhuǎn)變教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，學(xué)校需要將這項(xiàng)工作作為長(zhǎng)期性的任務(wù)來(lái)抓，循序漸進(jìn)、逐步滲透。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨著智能時(shí)代的到來(lái)，信息技術(shù)成為改善人們學(xué)習(xí)和生活方式的重要工具。物理學(xué)科作為基礎(chǔ)性學(xué)科，與生活的聯(lián)系更是十分密切，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中普遍應(yīng)用的方式，教師可以將信息技術(shù)與以電學(xué)實(shí)驗(yàn)為代表的實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的作用，推動(dòng)我國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。相信在不久的將來(lái)，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)將會(huì)在信息技術(shù)的作用下朝著更加科學(xué)化和規(guī)范化的方向發(fā)展，學(xué)生的物理核心素養(yǎng)也會(huì)得到長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。