基于核心素养下高中物理实验的研究

庞训超

(安徽省亳州市第十八中学 安徽亳州 236000)

核心素养是新课改教学政策中的重要思想，通过核心素养的培养将学生在课堂上学习的知识转化为可实践的能力，以此改变传统教育模式下学生“死读书，读死书”的问题，是我国教育改革发展的重要方针。高中物理学科的核心素养是指物理观念和应用、科学探究和交流、科学思维和创新、科学态度和责任这四个方面，在培养学生核心素养的过程中帮助学生养成良好的学习习惯和乐于探究的良好品德，对学生未来的长久发展会产生深远影响。

一、高中物理实验与核心素养的概念探究

实验是高中物理课程中非常重要的一部分，虽然在课本上对各种试验的步骤、器材的使用和实验结果都有了详细的描述，但学生在学习时仍然觉得“纸上得来终觉浅”，不让学生亲自动手、观察和思考，这对学生理解物理理论知识有很大的阻碍。同时，物理实验还是锻炼学生动手探究能力的最佳途径，有助于学生将理论知识灵活应用，把学习到的知识转化为实际的技能，促进学生从形象思维到抽象思维的转变[1]。

高中物理学科核心素养的四个方面，是学生在高中阶段的物理学习中必须掌握的。“物理观念和应用”是指从物理学习的专业视角对事物进行观察，寻找事物内在的规律与联系，基于物理学习的基础，将知识和技能应用于实际问题之中。“科学探究和交流”是指学生根据事实与自己的主观判断，合理地提出质疑，并友好交流各自的观点，协同合作进行讨论的良好品德。“科学思维和创新”是指学生对物理问题进行思考、获取信息并且处理问题的思维，科学的发展和发现离不开勇于质疑与敢于创新。“科学态度和责任”要求学生拥有物理学习下对社会与科学的基本责任感，以及良好的科研态度。

二、目前高中物理实验中存在的教学问题

（一）学生缺乏对物理实验学习的重视

物理是一门理论与实验并重的学科，而学生在过去多年的学习中养成了格外重视理论学习的习惯，并且把这一套学习思维带入到物理学习中来，重理论而轻实践，不重视物理实验学习的机会，也不明白物理实验学习的重要性。即便是在教师的要求下完成了物理实验任务也是应付交差了事，没有专心研究实验步骤、观察实验反应、寻求实验创新，学生对高中物理课程学习的误区导致了对物理实验学习的不重视，而对物理实验学习的不重视则成为了学生物理学习道路上的阻碍。

（二）学生对物理实验学习缺少自主性

新课改的教学政策强调“以生为本”，要求教师尊重学生在教学中的主体地位，而目前高中物理实验学习面临的问题，恰恰是学生在物理实验中缺少学习的自主性。在传统教育模式中，学生养成了被动接受教师传授的习惯，如果没有教师的要求和带领，学生很难自发地完成一次物理实验，也没有自主开展实验的意识。学生离开教师就不能进行实验，并且对物理实验缺少自主发现问题、思考问题和探究问题的积极性，因此学生的物理实验学习能力才迟迟无法得到提升。

（三）物理实验单一

目前，学生进行的物理实验是根据课本上提出的问题和知识点来开展的，课本上提到哪些实验学生就进行哪些实验的练习，不仅实验的内容和类型单一，也不能给学生物理学习眼界的拓宽带来更多帮助，久而久之还会让学生感到物理实验学习的枯燥和无聊，令学生的实验学习有效性大打折扣[2]。

三、核心素养下的高中物理实验教学策略

（一）转变学生态度，提升学生对实验学习的重视程度

在物理课堂中学习的理论知识，无论是公式、定律还是物理现象，都源于一次又一次的物理实验，唯有通过实验才能证明这些理论的正确和公式的成立。因此，物理实验在物理学习中是非常重要的。所以，核心素养背景下的高中物理实验教学，一定要转变学生对待物理实验的学习态度，使其认识到物理实验学习的重要性，调动学生物理实验学习的积极性，从而达到培养学生物理核心素养的目的，提升学生的物理学习综合能力。

例如，学习“自由落体运动”时，教师提出问题：“我们知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，那么我们将一颗5g的砝码和一颗10g的砝码，在同一高度、同一时间向下做自由落体运动，请问哪一颗砝码先落地呢？”这个问题就像“100斤铁和一百斤棉花哪一个更重？”的脑筋急转弯，学生也像几千年前的亚里士多德一样，凭借直觉判定更重的砝码会先一步落地。但很可惜，伽利略的比萨斜塔实验已经告诉我们，自由落体运动中物体的运动与物体本身的质量没有关系。

借助这个经典的实验让学生发现在物理实验的重要性。

（二）引导学生创新，培养学生的物理实验创新思维

物理的新发现离不开勇敢的质疑和大胆的创新。教师在物理实验教学过程中，应给予学生自主探究和学习的充足空间，并鼓励学生跳出既定思维的局限，勇敢地提出自己的想法和创意，在一次次的创新尝试中培养学生的创新思维[3]。

例如，学习“导体的电阻”时，教师带领学生开展“金属电阻率测量”的实验，首先测量的就是我们生活中最常见的电线，而且是金属电线。学生应用了伏安法，学习了不同情况下连接滑动变阻器电路的接法，以及游标尺、螺旋测微器的应用方法。完成实验后教师提出问题：“能不能用刚刚学习的伏安法测量生活中一些物体是否带有导电性呢？它们的电阻值是多少？”一方面，学生刚刚完成金属电阻率的实验，在此基础上进行自主实验的难度不大。另一方面，这个要求虽然为学生规划了方向和内容，但也给予了学生很大的自由发挥空间，很多学生兴致勃勃地拿橡皮、铅笔、玻璃片等物品展开了试验，既培养了学生的物理实验创新思维，又巩固了学生刚刚学习的物理实验技能。当然，学生最后也确实发现了一些带有导电性的物品，比如2B铅笔的笔芯。

（三）联系实际生活，拓宽学生物理实验学习的眼界

我们常说“知识源于生活”，这并不是一句空话。牛顿发现万有引力的契机是一个熟透掉落的苹果，阿基米德洗澡发现浮力的原理，科学的巧妙之处在于它无处不在，只看你能不能发现。所以，高中物理实验教学也要联系实际生活，教师要引导学生用善于发现的眼睛在生活中探知物理的存在，培养学生的科学探究精神，拓宽学生物理实验学习的眼界，从而让学生更加积极地投入到自主探究与实验学习中，培养学生的物理核心素养。

例如，学习“力的合成和分解”时，教师联系实际生活向学生提出了一个问题，“一桶水，一个人能提起两个人也能一起提起，请问一个人提跟两个人一起提施加的力是否相同呢？”学生联想到生活中的很多场景，比如在超市买了一大袋东西，一个人提虽然费力但也能提得动，但两个人就会感觉轻松不少。基于这些生活经验，学生认为虽然一个人和两个人提水的效果是一样的，但是两个人一起提施加的力要小于一个人提施加的力。为了验证这一结论，不仅学生进行物理实验的积极性提升了，也拉近了生活与物理之间的距离。

（四）借助信息技术，创设良好的物理实验环境

物理是一门对人类发展有重大贡献的科学，要体现出物理学习的重要价值，教师可以选择借助信息技术的帮助，一方面让学生直观感受到物理学习能够给社会、国家乃至整个人类带来的帮助，另一方面可以降低学生的物理实验学习难度，提升学生的学习效率[4]。

例如，学习“磁场 磁感线”时，教师应用了新颖的信息技术教学工具，为学生播放了虚拟的磁场动画，介绍了几种常见的磁场，像直流与电流周围的磁场、环形电流磁场以及通电螺线管磁场等。信息技术还可以应用于磁现象实验的教学中，将实验步骤与发生的实验反应录制成教学视频或者实验动画，让学生更深刻地体会到物理学习的重要意义。

（五）创建评价机制，巩固学生的物理实验学习基础

高中物理实验学习分为发现问题、探究问题、实验验证和总结评论这几步，创建高中物理实验评价机制的目的在于帮助学生巩固基础，保证实验学习的有效性，以及培养学生科学探究与交流的素养。

例如，学习“变压器”时，教师带领学生完成了对变压器线圈两端电压与匝数关系的探究实验，并在实验的最后为学生留出了总结交流的时间。学生以小组为单位展开实验，在实验结束后不仅要记录所有的实验数据，还要对本次实验进行经验总结，如他们是如何确定变压器线圈两端的电压和匝数有关系的，通过简单的总结交流巩固学生的物理实验学习基础。

四、结束语

综上所述，高中物理是一门理论与实践并重的课程，在物理实验教学过程中，学生有更多的机会发挥自己的能力，物理实验也是培养学生科学意识和创新思维的最佳渠道。基于核心素养背景下的高中物理实验课程，更重视学生在教学中的主体地位，给予学生发光发热的舞台，围绕核心素养的培养来制定科学合理的教学计划，帮助学生养成良好学习习惯并激发学生的科学探究兴趣，旨在全面提升学生的物理学习能力。