陳華雄

【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)中重要的環(huán)節(jié)之一，也是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的關(guān)鍵手段.新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)，在物理教學(xué)中，教師需要開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生能更好地理解物理概念、掌握物理規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展.

【關(guān)鍵詞】高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；核心素養(yǎng)

在物理教學(xué)過程中，教師既要注重基本概念、基本理論知識(shí)的教學(xué)，同時(shí)也要組織學(xué)生開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)讓學(xué)生把理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)[1].因此在實(shí)際教學(xué)中，高中物理教師需要結(jié)合課標(biāo)要求、核心素養(yǎng)要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)學(xué)生高效學(xué)習(xí).

1 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與核心素養(yǎng)培養(yǎng)

1.1 物理實(shí)驗(yàn)與物理觀念

物理觀念是物理核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)部分，其涉及物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念、能量觀念等多個(gè)方面.是物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉與升華，是從物理學(xué)視角解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)[2].在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生需要對(duì)實(shí)驗(yàn)原理有充分了解，弄清物體間相互作用、運(yùn)動(dòng)規(guī)律等，當(dāng)然，在此過程中，教師應(yīng)給予學(xué)生及時(shí)指導(dǎo)，讓學(xué)生能更好地查缺補(bǔ)漏，完善學(xué)生知識(shí)體系，這對(duì)于學(xué)生形成正確的物理觀念很有幫助[3].

1.2 物理實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有很多因素都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，學(xué)生必須對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)分析，找出實(shí)驗(yàn)中的主要問題，構(gòu)建相應(yīng)的模型，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生能結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，選擇正確實(shí)驗(yàn)方法，通過實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)分析得出正確結(jié)論[4].并且通過實(shí)驗(yàn)還可以改變傳統(tǒng)課堂沉悶的氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度，學(xué)生更加愿意進(jìn)行問題思考，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)的發(fā)展.

1.3 物理實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)探究能力

在物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)中，實(shí)驗(yàn)探究不僅能體現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)，也能夠鍛煉學(xué)生的綜合能力，所有的物理猜想都需要通過實(shí)驗(yàn)來論證.教師在實(shí)際教學(xué)中，需要結(jié)合學(xué)生的發(fā)展需求，引領(lǐng)學(xué)生獨(dú)立完成物理實(shí)驗(yàn)，逐步提升學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中逐步提升自信心，教師趁此機(jī)會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行情境引導(dǎo)，設(shè)計(jì)問題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，讓學(xué)生深度思考在實(shí)驗(yàn)中如何選擇正確的實(shí)驗(yàn)方法，思考如何最大限度地控制實(shí)驗(yàn)誤差等[5].學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中更容易深度感知自身的理論知識(shí)，理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，能全面提升學(xué)生的綜合能力和素養(yǎng).

1.4 物理實(shí)驗(yàn)與科學(xué)態(tài)度

通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生能達(dá)成正確的價(jià)值觀，形成必備的品格并且獲取關(guān)鍵的能力，教師需要引導(dǎo)學(xué)生合理地選擇各種實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生也可以更好地借助實(shí)驗(yàn)來了解生活與物理之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度及責(zé)任意識(shí)[6].學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，如果出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合規(guī)律的情況，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行認(rèn)真分析，找出原因，避免同類錯(cuò)誤的發(fā)生，使學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.

2 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略

2.1 引導(dǎo)學(xué)生參與，形成物理觀念

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師首先要做的就是引導(dǎo)學(xué)生充分參與到實(shí)驗(yàn)中去，并且教師要在此過程中加強(qiáng)物理觀念教育.物理知識(shí)之間聯(lián)系緊密，在物理實(shí)驗(yàn)中，涉及的物理觀念并不是只有一個(gè)，一個(gè)觀念的形成往往是建立在其他觀念基礎(chǔ)上[7].因此教師要將學(xué)生物理觀念的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的問題，讓學(xué)生能在解決問題的過程中逐步提升自身的物理觀念.對(duì)高中生來說，在形成了物理觀念以后，解決問題時(shí)無法聯(lián)系到相應(yīng)的知識(shí)，或者是學(xué)生難以做到理論與實(shí)際的良好結(jié)合，對(duì)此教師還應(yīng)該借助實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)點(diǎn)撥，幫助提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力.

2.2 結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，培養(yǎng)科學(xué)思維

高中生的科學(xué)思維相對(duì)比較弱，在學(xué)習(xí)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無法找到實(shí)驗(yàn)方法、難以理清實(shí)驗(yàn)思路的情況.并且學(xué)生在遇到困難后很少主動(dòng)思考問題的處理方式，而是直接向教師尋求幫助，如果教師直接告訴學(xué)生相應(yīng)思路和處理方式，那么學(xué)生的科學(xué)思維水平很難得到良好提升[8].對(duì)此，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要注意將實(shí)驗(yàn)主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，開展實(shí)驗(yàn)探究，教師則起著監(jiān)督、引導(dǎo)的作用，學(xué)生在尋求幫助時(shí)，教師應(yīng)該先引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理來思考實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并在此過程中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)關(guān)鍵信息進(jìn)行分析，促進(jìn)學(xué)生的思維能力發(fā)展.

2.3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提升實(shí)驗(yàn)探究能力

完整、正確的實(shí)驗(yàn)方案是學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的重要依據(jù)，在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，為了促進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，教師還需要引領(lǐng)學(xué)生科學(xué)合理地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)大多是學(xué)生通過小組合作的方式進(jìn)行，所以教師也需要結(jié)合學(xué)生的能力強(qiáng)弱，對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理分組，然后引領(lǐng)學(xué)生以小組合作的方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，便于學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的推進(jìn).在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理，自主設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，然后小組中每個(gè)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行交流討論，最后小組選出最合適的實(shí)驗(yàn)方案.此外，教師也需要對(duì)各組學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，幫助學(xué)生完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，便于學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的有序進(jìn)行.

2.4 規(guī)范實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)該充分尊重學(xué)生的主體作用，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行規(guī)范，便于學(xué)生科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng).高中生在思維、心智等方面都存在一些不足，難免會(huì)出現(xiàn)粗心大意的情況，而在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生很有可能因?yàn)榇中拇笠獬霈F(xiàn)不規(guī)范操作的情況，造成了實(shí)驗(yàn)失敗.對(duì)此教師在實(shí)驗(yàn)中需要注重對(duì)學(xué)生的操作過程進(jìn)行指導(dǎo)，糾正學(xué)生的不規(guī)范行為，同時(shí)，在分組實(shí)驗(yàn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生吸取他人身上的優(yōu)點(diǎn)，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短.

3 案例分析

為了更好地分析高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略，下面以“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，展開分析.在本節(jié)課中，學(xué)生需要通過自主實(shí)驗(yàn)操作來掌握相應(yīng)的知識(shí)，為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的有序進(jìn)行，教師需要結(jié)合核心素養(yǎng)要求，設(shè)置明確的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，具體包括：

（1）物理觀念目標(biāo)，引領(lǐng)學(xué)生形成正確的能量觀，正確理解實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路.

（2）科學(xué)思維目標(biāo)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理和構(gòu)建的模型，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)步驟，準(zhǔn)確地對(duì)各個(gè)物理量進(jìn)行測(cè)量.

（3）實(shí)驗(yàn)探究目標(biāo)，能根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析、論證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，找出實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因，修正實(shí)驗(yàn)方案.

（4）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任目標(biāo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行認(rèn)真分析，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生正確的價(jià)值觀.

3.1 實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入

在進(jìn)入課堂后，教師首先給出學(xué)生問題，通過問題來啟發(fā)學(xué)生思維：機(jī)械能守恒的條件是什么？在常見的模型中，哪些模型只有重力、彈力在做功？學(xué)生經(jīng)過之前的學(xué)習(xí)，可以準(zhǔn)確地回答出機(jī)械能守恒的條件、表達(dá)式，鞏固了學(xué)生的理論基礎(chǔ)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)推進(jìn)提供了保障.同時(shí)在第二個(gè)問題中，教師還可以借助問題來培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí)，讓學(xué)生能形成完善知識(shí)體系.接著教師拋出本節(jié)課的話題：通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.讓學(xué)生結(jié)合教材，分組討論該如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn).以此激發(fā)學(xué)生的探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維.

3.2 實(shí)驗(yàn)思路

首先教師提出問題：如果讓你們自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，你們會(huì)利用哪種模型完成實(shí)驗(yàn)?zāi)兀吭趯?shí)驗(yàn)中需要對(duì)哪些物理量進(jìn)行測(cè)量呢？要用到哪些實(shí)驗(yàn)器材呢？這一環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生結(jié)合自身學(xué)到的物理知識(shí)，深度分析需要測(cè)量的物理量，進(jìn)而判斷實(shí)驗(yàn)中哪些方法是可行的，提高了學(xué)生的問題分析能力，同時(shí)也培育了學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，促進(jìn)了學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展.

其次教師要針對(duì)學(xué)生提出的各種觀點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理，便于學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的規(guī)范進(jìn)行.在此階段，教師需要肯定學(xué)生的思路，同時(shí)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范的重要性，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng).

3.3 實(shí)驗(yàn)步驟

在實(shí)驗(yàn)中，教師先將學(xué)生分成多個(gè)小組，讓各組學(xué)生根據(jù)合理的實(shí)驗(yàn)原理，按照自己組設(shè)計(jì)的思路，選擇相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，整理出相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟.隨后教師對(duì)學(xué)生各種準(zhǔn)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，以便于實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利完成.如在自由落體實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)原理是滑塊的重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能的增加量相同.實(shí)驗(yàn)中用到的器材包括紙帶、鐵架臺(tái)、電源、滑塊、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺等.接著教師指引學(xué)生安裝好各種實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作.各組學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中，教師需要做好監(jiān)督巡視工作，同時(shí)教師還可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，給出問題：動(dòng)能增加量和勢(shì)能減少量都一樣嗎？是什么原因造成的？學(xué)生經(jīng)過實(shí)驗(yàn)計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，動(dòng)能的增加量稍微小于勢(shì)能減少量，學(xué)生根據(jù)這一結(jié)果可以得出在實(shí)驗(yàn)過程中存在阻力.接著教師繼續(xù)提出問題：實(shí)驗(yàn)中的阻力主要來源于哪里？有什么方法可以減少誤差？在學(xué)生思考活動(dòng)結(jié)束后，教師帶領(lǐng)學(xué)生做出總結(jié)，空氣阻力屬于系統(tǒng)誤差，很難徹底消除，在一定誤差允許范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)依舊是成功的，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒.

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要將實(shí)驗(yàn)操作的主導(dǎo)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生有充足的時(shí)間及空間進(jìn)行操作.學(xué)生之前經(jīng)過理論學(xué)習(xí)，已經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)所需要測(cè)量的物理量有充分了解，結(jié)合這些信息，學(xué)生需要反推出實(shí)驗(yàn)需要的器材，增強(qiáng)學(xué)生推理能力.學(xué)生通過小組合作，可以討論出實(shí)驗(yàn)的整體構(gòu)架，這對(duì)于學(xué)生探究能力的培養(yǎng)也是有很大幫助，并且學(xué)生在小組交流中還可以提高自身的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及總結(jié)表達(dá)能力.教師在引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)時(shí)，需要保持總結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)性、完整性，規(guī)范科學(xué)用語，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度.此外在實(shí)驗(yàn)中，考慮到誤差的存在，引起了動(dòng)能、勢(shì)能變化量不同的情況，教師需要指引學(xué)生對(duì)誤差展開分析，從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的精神，促進(jìn)學(xué)生正確能量觀的形成.

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要引領(lǐng)學(xué)生通過小組討論，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)中的不足、改進(jìn)之處、相關(guān)注意事項(xiàng)等，讓學(xué)生能在總結(jié)中提升自身的實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)，并且能防范學(xué)生同類錯(cuò)誤的發(fā)生.學(xué)生通過問題分析、問題處理能促進(jìn)學(xué)生的綜合能力提升，滿足了學(xué)生的物理核心素養(yǎng)發(fā)展所需.

4 結(jié)語

綜上所述，核心素養(yǎng)的形成對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)至關(guān)重要.高中物理教師在實(shí)際教學(xué)中，必須考慮到學(xué)生全面而有個(gè)性的發(fā)展，靈活運(yùn)用多元化教學(xué)手段來組織開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中提高自身的學(xué)習(xí)自覺性，深化學(xué)生對(duì)物理基本概念、基本物理規(guī)律的把握，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

[1]李池華.核心素養(yǎng)視角下的高中物理實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)策略[J].物理之友，2022，38（10）：17-19.

[2]吳正飛.學(xué)科核心素養(yǎng)融入高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略探究[J].數(shù)理化解題研究，2021（24）：70-71.

[3]張小虎.核心素養(yǎng)背景下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略探究[J].考試周刊，2021（86）：124-126.

[4]王維.核心素養(yǎng)視域下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考與實(shí)踐[J].課程教育研究，2021（22）：117-118.

[5]張海燕，耿培娟，朱賀.淺談如何在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教學(xué)研究），2021（29）：56.

[6]熊亞林.核心素養(yǎng)下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展策略[J].教學(xué)管理與教育研究，2021，6（17）：90-91.

[7]熊亞林.基于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)方法研究[J].求知導(dǎo)刊，2021（45）：65-67.

[8]葉曉強(qiáng).高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].西部素質(zhì)教育，2022，8（09）：91-93.