浅谈基于核心素养培养的高中物理实验教学

摘 要：核心素养是教育改革背景下对我国学科教学提出的重要目标，物理作为高中阶段的重要科目之一，在教学中培养学生的学科核心素养是教师的重要任务之一。物理是一门实验学科，物理实验教学是培养学生核心素养的重要途径，有助于提高学生的探索和交流能力，塑造良好的实验思维能力和创新意识。本文将探讨如何通过高中物理实验培养学生的核心素养。

关键词：核心素养;实验教学;要点;策略

一、 前言

进入21世纪之后，科学技术和社会经济的快速发展推动了各国之间的频繁交流，也使得国家之间的竞争变得越来越激烈。在以创新为主题的时代背景下，具有核心素养的人才资源是国家竞争力的重要影响因素。因此，我国在新世纪推动教育改革，希望可以有效改善学生核心素养培养的情况。根据我国教育部在2016年9月颁布的《普通高中物理课程标准修订稿（征求意见稿）》的内容，物理核心素养是学生在接受物理教育的过程中逐步形成的适合个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。因此在物理教学实践的过程中，教师必须重视学生核心素养的培养。实验教学是提高学生核心素养的重要举措，具有深入研究的意义。

二、 核心素养简述

（一） 核心素养的内涵

核心素养这一概念在我国被正式提出是在2014年，它是指学生必须具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生成长发展中最关键和基础的素养，是知识、能力和态度的综合表现。教育是发展核心素养的重要途径，将核心素养培养引入到教育实践中是我国新时期教育改革的重要内容。

（二） 物理核心素养的内涵

不同学科的核心素养既有共通之处，同时也具有个性化特征，只有明晰学科在特定核心素养形成和提升上的教育意义，才能构建起学科和核心素养的关联，将学科的育人价值充分发掘出来。根据核心素养的定义，物理学科的核心素养主要由四个部分构成，分别是物理观念与应用、物理思维与创新、实验探究与交流、科学态度与责任。

其中物理观念代表的是对物质、运动、相互作用以及能量等内容的基本认知，也就是说在高中阶段的物理教学中要使学生形成经典物理观念，在此基础上解释各类自然现象或是解决实际问题。

物理思维和创新主要由科学推理、科学论证、模型构建、质疑创新等要素构成，高中阶段的物理教学要让学生逐渐形成构建模型、正确运用科学思维进行推理、论证的能力以及批判性思维意识。

实验探究与交流是指提出物理问题，形成猜想和假设，获得结论并做出解释，并对整个探索的过程进行交流、讨论和反思。简单来讲，在高中物理学习的过程中，教师要引导学生形成实验探索的意识，善于在学习和生活中发现新问题，并对其进行猜测、假设，在此基础上设计、开展探究活动，获得实验探究结果并对其做出的解释。

科学态度和责任包含科学本质、科学态度、科学伦理以及STSE等要素，高中阶段物理教学要让学生明白科学的本质，具有深入学习和研究物理学科的好奇心和探索欲，同时要做到事实就是、严谨认真，具有节能环保和可持续发展意识。

三、 高中物理实验教学中培养学生核心素养的要点分析

（一） 培養学生良好的习惯和优秀品质

对于一个志于学习的人而言，良好的习惯是十分必要的，因为它会直接影响到学习的成效。在物理实验教学中，引导学生形成良好的习惯对于其核心素养的培养具有积极促进作用，它是科学态度、学科观念、思维能力培养的基础。在实验中可以让学生形成的良好习惯包括认真观察、友好交流等，认真观察可以让学生更好地掌握物理实验的特质。友好交流沟通则可以帮助学生了解不同意见，取长补短，变得更加优秀。除此之外，科学品质也是核心素养培养中不可缺少的，科学品质包括实事求是的态度、坚持真理的精神以及百折不挠的意志等。

（二） 注重物理观念的建构

物理观念是物理学科的最基本内容，在高中阶段，包括物质、运动、能量和相互作用等。高中物理实验教学的目标不是为了让学生掌握解题的方法技巧，而是让其领悟实验中所包含的思维逻辑，在体验探索的过程中感受物理学科的魅力，形成良好的行为习惯和能力意识，而这一切都依托于物理观念建构的这一过程，只有了解物理实验的原理，具备物理观念的概念，才能真正理解实验的奥妙和内涵，实现核心素养的提高。

（三） 注重培养科学思维和创新能力

在21世纪，创新已经成为时代发展的主题，只有创新才能为社会建设和发展提供不竭的动力，因此创新能力被纳入学生核心素养之中。在高中物理实验教学中，创新能力是发展学生核心素养不可缺少的一个环节。而实验教学本身在创新能力培养上具有显著的优势，学生在参与实验的过程中，对实验现象进行观察、对实验原理进行分析、对实验数据进行理解、对实验结果进行探讨交流等行为都有助于创新意识和能力的形成，而这一切的基础都要求学生积极自主的参与并完成实验过程。

（四） 注重问题解决能力的培养

在高中物理实验教学中，不能让学生死板的记住物理概念、实验原理等内容，还需要在此基础上进一步拓展延伸，将其应用于解决实际问题中，如此才能将物理学习的价值发挥出来。这要求教师在教学设计和实施的过程中重视情境的创设，在学习生活中注重自主发现、探索问题，建立物理学习和生活实践之间的联系。

四、 在高中物理实验教学中培养学生核心素养的策略研究

物理实验在高中物理教材中占据了很大的一部分，实验的类型也是各种各样，侧重点也不同。在进行物理实验教学的过程中，想要有效培养学生的核心素养，应在准确把握其要点的基础上，选择科学合理的策略，如此才能取得理想的效果。接下来笔者将结合实例提出几点策略。

（一） 结合教材进行演示实验

就当前我国高中物理教学实践来看，课堂教学占据了大部分的时间，而且很多教材中包含的实验都会在课堂上进行演示，教师应充分利用实验演示培养学生的核心素养。在实际操作的过程中，一般由教师演示，学生观察。在观摩教师演示实验的过程中，教师要预先设置一定的问题，让学生有目的地进行观察，这样更能够集中学生的注意力，使学生形成良好的实验态度和实验习惯。例如，在《自由落体运动》这一课的教学中，教师可以选择一些生活中常见的失误，如硬币、粉笔、羽毛等分别在真空环境下演示下落，会发现它们到达底部的时间相同，这种异于“常识”的现象能够有效吸引学生的注意力。

此外，教师还可以利用先进的教学技术工具对教材中的实验素材进行挖掘以培养学生的核心素养，例如在进行《分子热运动》这一课的教学中，可以组织学生使用光学显微镜对布朗运动进行观测，同时利用多媒体技术将显微镜下的画面直接投影到教室前面的幕布上，这样可以使所有学生同时观察。目前，一些经济实力雄厚的高中都已经在教室中建立了数字实验室系统，很多难以测量的实验都可以依托该系统完成。

（二） 组织学生开展分组实验、提升其物理核心素养

在进行高中物理实验的过程中，为了使所有学生都能够实际参与到实验中，教师要对学生进行合理的分组，使每个学生都承担一定的分工，共同配合完成整个实验探究的过程。在小组之内，各成员根据自己的擅长点进行工作的分配，如动手操作能力强的可以进行器材调试，理论知识扎实的可以进行实验方案的设计。这样一来所有学生都可以直接获得学习体验，参与到实验观察和操作中，获得更加深刻的体验。

综合来看，分组实验对于学生观察能力、实践操作能力的培养具有显著作用，学生可以充分发挥自身的优势，运用物理知识和自身的能力解决实际问题，将理论和实践有机地结合起来。

（三） 充分利用课后探究性实验培养学生的核心素养

在高中物理教材中设置课后探究性实验的目的是全面培养学生的核心素养，给出特定的研究课题，让学生独立设计实验并实施，其意义在于激发学生的主观能动性，塑造其创造性思维，提高其解决实际问题的能力。在进行探究性实验教学的过程中，教师要引导学生进行提出问题、提出假设、设计实验、精确观察测量、深入思考分析、综合推理活动规律。在这一过程中，学生往往会经过多次的失败和调整优化之后才能获得最佳的方案，这有利于学生科学探索精神和品质的培养。而教师所发挥的作用就是对学生提供正确的指导，通过启发式教学帮助学生找对思路，或是为学生提供所需的參考资料和器材，对学生的实验方案和结果做出评价。

（四） 鼓励学生积极参加物理竞赛，培养核心素养

在学生物理核心素养培养的过程中，创新性实验具有巨大的价值，现如今，很多学校都会定期组织开展物理创新类活动，这些活动贴近生活，形式丰富，可以有效地激发学生的创新性思维和创造力。因此在日常教学中，教师应鼓励学生去参加这类物理竞赛类活动，在活动中，学生需要根据具体的题目独立进行问题的设计、实验的设计以及实验的实施、结论的总结，不断创新、完善自我，这对学生的思维能力、模型建构能力、问题解决能力都是不小的挑战。

五、 结语

综上所述，在高中物理教学中，实验教学是培养学生核心素养的重要途径，教师应根据学生的特点以及核心素养的内容采取科学合理的教学策略，让学生深度参与到实验探索过程中，获得最通透的知识和理念，实现核心素养的提升。

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作者简介：

潘文永，浙江省绍兴市，浙江省绍兴市新昌县澄潭中学。