李秋洲

處于高中階段的學生已經逐步形成一定的能力，如推理和思維能力，且這一階段的學生由直覺興趣向因果認知興趣轉變，由行動興趣向概況認識興趣轉變。然而，在我國以往的教學中教育目的是通過各項考試，應試教育思想根深蒂固，學生在課堂學習中處于被動地位，并且部分教師在開展教學時重視理論知識的講解而忽視了實驗教學，以至于學生在知道結果的前提下進行實驗，這很難培養(yǎng)學生的探究和創(chuàng)造性思維。隨著新課改的不斷推進，這就要求教師在教學中能夠以核心素養(yǎng)為導向，不斷創(chuàng)新實驗教學的方式，從而培養(yǎng)學生的物理觀念及科學思維，為學生的未來發(fā)展打下堅實的基礎。

一、 高中物理實驗教學存在的弊端

(一)注重理論知識的講解

在當前的高中物理教學中，實驗教學應與概念和規(guī)律課程相結合，但在實際教學中，教師僅僅注重理論知識的講解，沒有給予實驗教學足夠的重視。此外，和理論課相比，實驗課課時占比明顯較小，并且部分學校實驗室沒有配備完善的器材，設備不能滿足學生的實驗需求，這就導致教師演示實驗，而學生缺乏動手實驗的機會，以至于學生不能發(fā)揮主觀能動性，難以對實驗知識深入探討，很難達到理想的學習效果，最終不能充分發(fā)揮實驗教學的作用。

(二)實驗教學過于形式化

高中階段的學生對物理知識已經有了初步的理解，并且可能已經了解實驗的結果，但部分教師在開展實驗教學過程中沒有重視學生科學思維的培養(yǎng)，在開展實驗教學時過于形式化，不能帶領學生深入探討實驗細節(jié)，教師過分重視實驗結果，而學生明確實驗結果后忽視對細節(jié)的把握，從驗證的角度開展實驗，而在高中物理中，實驗題側重考驗學生對細節(jié)的掌握，如果不能掌握細節(jié)內容將會造成失分問題。此外，當前在我國高中物理教學中部分物理教師并不能給予實驗課程足夠的重視，并且物理實驗教學時間較少，無法在核心素養(yǎng)的基礎下通過高中物理實驗教學提升學生的實驗能力。另外，部分高中物理實驗教材并不齊全，這也是影響高中物理實驗教學質量、效率的重要原因之一。

二、 物理核心素養(yǎng)的外延

因為各個課程的教學目標定位不同，導致核心素養(yǎng)的具體內涵也有差別。在各個學科教學中貫徹核心素養(yǎng)，也就是要根據(jù)學科的特性制訂具有針對性的教學目標，唯有如此才能保障各個學科的教育以提升學生的綜合素養(yǎng)為基礎，從而呈現(xiàn)其特有的教育價值。在高中物理教學中核心素養(yǎng)也必須突出物理學科的特色，具體表現(xiàn)為：物理概念和應用；科學思考和創(chuàng)新；實驗探索與交流；科學態(tài)度和責任。

(一)“物理概念和應用”的培養(yǎng)

概念是人的大腦對客觀事物和客觀世界的反映，是人類認識世界的根本。在學習物理到一定程度時學生會產生物理概念，物理概念的形成是物理知識的體現(xiàn)和反映，主要表現(xiàn)為對物理概念、規(guī)律的理解和應用，能夠保障學生在物理學習過程中將知識應用于解決現(xiàn)實問題中。

(二)“科學思考和創(chuàng)新”的培養(yǎng)

通過初中、高中兩個階段對物理的學習，學生基本具備了科學思維的基本能力和科學思維的基本方法，在高中物理學習中學生可以通過科學思維找出問題答案。創(chuàng)造性素質是指在解決問題時，運用科學的思維方式且以有批判作為基礎，從多個方面考慮問題并提出創(chuàng)造性的觀點。

(三)具有“實驗探索和溝通”的能力

物理實驗的主要目的是通過生動物理實驗現(xiàn)象探索物理知識。所以物理教師必須重視物理實驗教學，從而展現(xiàn)物理實驗教學的功效，在進行實驗時培養(yǎng)學生的探索精神，同時在開展物理實驗過程中師生進行交流，以設計出更好的實驗方案。

(四)加強對高中生“科學態(tài)度和責任”的培養(yǎng)

為了給學生未來的全面發(fā)展奠定基礎，必須要重視立德樹人。高中時期是學生智力飛速發(fā)展的階段，也是幫助學生形成正確價值觀念的重要時期。在學生全面發(fā)展思想的指導下，教師在物理實驗教學中應當注重培養(yǎng)學生誠實、嚴謹、愛國愛家和社會責任感，以此來體現(xiàn)高中物理實驗教學的有效性。

三、 核心素養(yǎng)導向的高中物理實驗教學積極作用

第一，教師在開展實驗教學時能夠幫助學生深入理解理論知識，從而加深對物理觀念的認識。在高中物理中，大多數(shù)理論知識過于抽象化，需要借助物理實驗加強理解，例如在學習運動觀、能量觀這部分過分抽象的知識時，學生不能很好地理解，而借助物理實驗學生可以清晰地看出其物理原理。

第二，可以借助物理實驗設計培養(yǎng)學生的科學思維。合理的實驗設計能夠借助物理現(xiàn)象幫助學生驗證、掌握物理知識點，但在此過程中會遇到一些問題，從而激發(fā)學生的思維。比如，測量電動勢實驗是高中物理常見的實驗，其目的是讓學生對電路學有更清晰的認識，在實驗設計環(huán)節(jié)有多種方法可供選擇，且由于實驗設計方案不同，其結果的誤差也不盡相同，借助物理實驗設計能夠培養(yǎng)學生科學思維，依據(jù)結果對實驗設計提出問題，最終促進學生的分析、推理能力。

第三，在開展實驗教學時通過對實驗現(xiàn)象的分析能夠培養(yǎng)學生的探究能力。物理實驗教學對學生的要求較高，需要學生具備一定的分析能力和動手能力，在實驗中出現(xiàn)問題時也能積極地進行探究，而這些能力也是培養(yǎng)學生探究能力的基礎。比如，部分高中物理實驗在教師的引導下開展，而學生在實際操作時僅僅重復教師的步驟，并不具備探究性。而在核心素養(yǎng)為導向下的高中物理實驗教學中，必須讓學生親自開展創(chuàng)造性教學，最終使學生形成探究能力。

第四，開展實驗教學對培養(yǎng)學生的科學態(tài)度具有重要意義。在物理學的發(fā)展史上，有許多有名的實驗，而光子運動的雙縫干涉實驗就是其一，這一實驗證實了粒子的波動性和粒子性，從而顛覆了以前的實驗結果。教師在課堂上展示雙縫干涉實驗，可以使學生建立起科學態(tài)度，使學生意識到任何物理定律都要經過實驗驗證，并不是單純的推理與想象，要建立嚴密的科學態(tài)度，尊重事實、認真對待實驗結果。

四、 核心素養(yǎng)導向的高中物理實驗教學措施

(一)借助生活實驗培養(yǎng)物理觀念

高中物理部分知識點與人們的生活有著密切的聯(lián)系，因此，為了有效地開展實驗教學且?guī)椭鷮W生更加透徹地了解相關知識點，在實驗過程中應充分利用生活素材，這不僅可以凸顯物理教學的本質，還能縮短學生與物理知識之間的距離，培養(yǎng)學生各項能力的同時還能有效提升學習成效。教師應根據(jù)學生的實際生活體驗和學習內容合理地選取實驗教學要素，這不僅不會使學生產生學習的違和感，同時還有助于培養(yǎng)學生的學習興趣，為核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展形成有利的條件?！冻睾褪е亍肥歉咧形锢韺W習的重要知識點，在學習這一節(jié)內容開展實驗教學時，教師可以借助生活中常見的電子秤，從而使學生能夠更加近距離地感受超重和失重所具備的特征。借助實驗教學方式開展教學的效果與理論知識講解教學相比更加有效，使學生更加直觀、深入地了解物理知識。當學生在電子秤上快速站起來的時候，電子秤的數(shù)值遠遠超過實際重量，學生參與到物理實驗中，通過觀察和分析快速蹲和站立的電子秤數(shù)值，體會到物理的奇妙之處。借助生活實驗進行物理教學，使學生對課程的學習內容產生濃厚的興趣，提升學習積極性，進而使學生了解生活中的各種現(xiàn)象和物理的聯(lián)系，達到培養(yǎng)物理觀念的目的。

(二)借助實驗流程培養(yǎng)創(chuàng)新意識

在開展高中物理實驗教學時，部分學校由于受到實驗器材等客觀因素的影響限制實驗教學的有效性，在進行實驗時不利于教師給學生展示完整的實驗過程，而學生也無法感受實驗的樂趣及探索實驗的細節(jié)，因此實驗教學缺乏互動特征，最終直接影響到實驗教學的質量和效率。針對這一狀況，在開展以核心素養(yǎng)為導向的實驗教學時，應當滿足教學條件和教學需求，創(chuàng)造合理的實驗流程，逐漸完善在實驗過程中存在的缺陷，并將其融入學生積極主動參與的學習活動中，在實驗教學中使學生能夠借助實驗不斷提升其學習成效，探索更多物理奧秘，并且提升其創(chuàng)新意識。例如，在學習《自由落體運動》這部分教學內容時，在教材中的示范實驗是在兩個玻璃管中投放了不同質量的羽毛和硬幣，學生通過將玻璃管傾倒使其看到不同玻璃管物體的下滑速率，然后再將玻璃管中的空氣抽取并重復以上實驗過程，從而觀察各個玻璃管中的物體下降速度，在教材中的實驗探究中采取比較的方式，給學生呈現(xiàn)出物理知識點。然而，在實際教學過程中，關于《自由落體運動》教學著重于兩個要點：一是物體僅受重力，二是從靜止狀態(tài)向下墜落。在實驗教學的操作中，在將玻璃管傾倒的過程中，如果傾倒的速率過快就會發(fā)生實驗現(xiàn)象變得模糊不清的情況，同樣地也會發(fā)生用金屬硬幣壓住羽毛或是給兩個物品一個初速度的情況，但這種現(xiàn)象的發(fā)生并不滿足物理實驗的條件，而一旦將玻璃管傾倒的速率放慢，就會發(fā)生實驗物體與玻璃管內部發(fā)生碰撞的情況，而即使達到了真空條件，也無法保持物體僅受重力而自由墜落。從以上的實驗分析來看，在開展物理實驗教學時會出現(xiàn)一些局限性，無法突出自由落體運動的狀況，針對這一狀況，教師在開展實驗教學時必須將實驗流程進行優(yōu)化：將玻璃管垂直放置，然后通過磁鐵或電磁鐵的吸附將羽毛和硬幣移入玻璃管上方然后再將其釋放，采用這個方法既能夠使羽毛和硬幣在下落過程中減小了與玻璃管內部產生碰撞的概率，同時又能夠保證硬幣和羽毛在下落過程保持相對平穩(wěn)的狀況下開展自然落體運動。但需要特別說明，在優(yōu)化實驗過程時，將用于固定羽毛的金屬片放在羽毛上面，以盡量接近實驗的基本要求，從而增加實驗過程和實驗結果的可信度。優(yōu)化實驗流程開展實驗教學，既可以使實驗結果更加科學、嚴謹，又能使學生積極參與到實驗中，使學生的創(chuàng)新意識得到增強。

(三)借助分組實驗培養(yǎng)科學思維

處于高中階段的學生正值青春期，存在個性化差異，如發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力各有不同。而教師應當重視學生的個性化差異，在開展實驗教學過程中，注意學生存在的差異，根據(jù)學生的差異開展分組教學，拓展學生的學習空間，摒棄傳統(tǒng)物理教學呆板的教學方式，積極活躍物理課堂氛圍，改善學生以往被動接受知識的狀況。而分組實驗能夠幫助學生營造良好的學習氛圍，在小組協(xié)作的實驗教學中培養(yǎng)學生的責任感、團隊協(xié)作能力、集體意識，學生在小組探討中可以發(fā)表自己的意見，在此過程中可以培養(yǎng)學生開拓性思維和思辨思維，當分組實驗結束后進行實驗數(shù)據(jù)的記錄和實驗儀器的整理，對學生科學態(tài)度和責任的培養(yǎng)有很大的幫助。借助分組實驗，培養(yǎng)學生的品質和素養(yǎng)，最終為學生未來的發(fā)展奠定良好的基礎。

(四)借助課后實驗培養(yǎng)探究能力

在高中物理的實驗教學中，不管是分組實驗還是演示實驗，都存在著一定的局限性，最終限制學生的個性發(fā)展，且不利于學生思維的發(fā)展，基于這一狀況，教師開展課后實驗非常有必要。而課后實驗主要是以學生的生活為基礎，學生需要充分利用生活資源，以安全為前提設計實驗、自制教具，通過親身實踐，證實教科書中的物理定律，解開了學生和物理之間的迷霧，通過課后實驗還可以訓練學生的實踐能力、研究與發(fā)現(xiàn)的能力，進而加強學生的科學興趣與創(chuàng)新思想的培養(yǎng)。因此，教師在進行物理實驗教學的過程中，應積極指引學生開展課后實驗，使學生能真正做到“知識來自教科書，而超越教科書”。目前，我國的教育教學改革已經達到了一個新的高峰，而在新時期，物理實驗更是體現(xiàn)了“從生命到物理”的教學思想，培養(yǎng)了學生在實驗中的科學思考和科學探索能力。

(五)明確實驗方向重視科學探究

探究學習是目前物理實驗教學中普遍采用的一種教學方式，它能有效地改變高中物理以往教學方式存在的弊端，凸顯學生的主體性。在開展物理教學時，教師要把這種思想貫徹到實驗中去，再通過物理實驗來提高學生的探究能力。例如在學習加速度與力和質量這一部分內容時，開展的實驗就是探究性實驗，在實驗中，僅僅給出了一個實驗方向，至于儀器和操作方法，并沒有詳細的說明，因此，在物理實驗課上，高中生要獨立參與并進行實驗，并明確實驗的原理、實驗儀器、測試方法等，既是對學生綜合水平的一次測試，又是對學生科學探究能力的一種培養(yǎng)。

(六)實驗教學中重視學生主體地位

要提高學生的核心素養(yǎng)，教師必須充分發(fā)揮自身的作用，改變學生在課堂上被動地服從教師的指令而進行實驗的被動局面。比如，在學習摩擦這部分內容時，根據(jù)滑動摩擦的影響因素，教師可以根據(jù)實驗幫助學習理解相關內容。教師可以把同學分成不同的實驗組，要求學生根據(jù)身邊物體設計滑動摩擦力的影響因素實驗。首先，教師要讓同學們在小組里討論，針對可能影響滑動摩擦力的各種物理因素進行合理猜想，并針對這些因素設計完整的實驗方案。其次，在學生完成了實驗方案的設計之后，教師可以讓學生通過合理的分工，負責實驗操作、記錄實驗、總結實驗等環(huán)節(jié)工作，激發(fā)學生的實驗積極性。最后，當學生做了實驗以后，教師要求各個實驗小組匯報實驗成果，說明從方案設計到得出實驗結論的全部流程，并采取以學生為主、老師為輔的教學方法，讓學生在實驗課程中充分地發(fā)揮主動性，并給學生提供了一定的自主權，從而突破了被動式教學的限制。同時，在自主設計的基礎上，學生要不斷地反思各個實驗環(huán)節(jié)的影響因素，并記住實驗的重點，對實驗內容積極思考和分析，從而增強實驗的效果。另外，教師還可以通過讓各個小組做實驗探究報告，了解學生的實驗學習和探究能力，從而為以后的實驗講解提供參考；可以促使學生在物理實驗中進行總結，使學生養(yǎng)成良好的學習和探索的習慣。

(七)強化學生實驗感受，培養(yǎng)科學探究素養(yǎng)

在物理教學中涉及多種類型的教學內容，最終導致物理實驗也具有多種類型，不同類型的物理實驗教學都能夠在一定程度上培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，高中物理實驗主要包含演示、親歷性實驗。

首先，在演示實驗教學中，通常情況下是教師親手示范物理實驗，而學生則是在旁邊觀看。在此過程中學生僅僅是眼睛目睹不能親手進行實踐，并且部分實驗由于具有較高的危險性不能由學生動手操作。基于這一問題下，為了保障演示實驗的有效性，教師必須在做實驗之前將所有道具準備齊全，并對實驗環(huán)節(jié)進行精心設計，在整個實驗過程中以問題為中心。在演示完實驗以后，教師可以通過實驗的方式培養(yǎng)學生的物理思維，使學生能更好地融入實驗并對實驗有更多的感受。

其次，各個學生的學習能力、認知能力有著很大的不同，最終導致實驗能力也存在著差異，學生在動手實驗過程中不僅無法發(fā)揮實驗教學的作用，甚至會出現(xiàn)實驗失敗的情況。教師應當對培養(yǎng)學生的探究素養(yǎng)有著足夠的認識，使學生在實驗前對可能出現(xiàn)的阻礙有著清晰的認識，或是對實驗失敗結果進行預設，以此保障實驗教學的有效性。如果在實驗教學時出現(xiàn)問題，教師此時應當扮演指引的角色，引導學生對問題有著正確的見解，使物理實驗具有有效性。對問題的提出和探索是學生探究的過程，教師提出有效的問題才能提升學生的探索素養(yǎng)和實驗操作能力。

最后，教師可以通過開展課外小實驗來提升學生的探究能力。通常情況下課外小實驗比較簡單，但對培養(yǎng)學生的自主探究能力卻有極大的幫助。例如，課外小實驗可以是摩擦生電，感受電；往杯子里倒入清水不要溢出來并感受水的張力。這些實驗沒有較高的難度且沒有空間限制，通過課外小實驗不僅能夠提高學生的探究能力，還可以提升學生學習物理的積極性。

(八)通過嚴謹實驗傳達科學態(tài)度

在高中物理教學中培養(yǎng)學生的科學態(tài)度是物理核心素養(yǎng)的一個重要組成部分，因此在物理實驗教學中既要重視學生的學習質量又要注重情感的升華。絕大部分物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)需要一個漫長的過程，且需要進行反復的實驗、細心的觀察，唯有如此才能發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、現(xiàn)象。在物理實驗教學中教師也應當注重培養(yǎng)學生嚴謹、實事求是的精神。例如世界著名物理學家法拉第，他前前后后進行了四百多次的實驗，才將“電磁感應”研究透徹。因此在物理教學中，教師可以用法拉第的故事來讓學生感受到物理學的不屈不撓和永不放棄的精神。

在我國的物理發(fā)展史上，鄧稼先、錢學森、楊振寧這些物理學家都是為祖國服務的，他們孜孜不倦地做著各種試驗，計算著各種數(shù)據(jù)，不重視名利且對祖國非常熱愛。在我國近代史上，物理學取得的任何成績，都與他們的無私奉獻密不可分。在進行原子結構等示范實驗時，教師可以將前輩們的事跡介紹給學生，充分感染學生，使其學習物理的積極性得以提升。

(九)借助分組實驗培養(yǎng)學生科學思維

在高中物理實驗教學中，教師不僅需要注重對理論知識的講解，同時也可以通過物理實驗的方式培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學探究素養(yǎng)，通過這種方式促進學生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)且為學生未來的發(fā)展奠定基礎。在高中物理實驗教學中分組實驗是最為常見的一種方式，在此期間教師主要扮演引導的角色提升學生的參與感，以此來保障物理實驗教學的有效性，在物理實驗中不斷培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)、科學態(tài)度。在實際教學中，由于物理實驗的難度和重點有很大的差異，只有通過教師的指引才能最大限度地覆蓋實驗教學，促進學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。例如在學習加速度與力、質量的關系時教師可以從三個角度(實驗探究前、實驗探究中以及實驗探究后)對學生進行指引，學生大膽提出疑問并設計情景，進而有效開展分組實驗教學。

五、 結語

在高中物理教學中實驗教學是必不可少的一部分，并且對培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)具有積極作用，教師應當不斷發(fā)揮自身的作用，根據(jù)所學內容及學生學習狀況，合理設計物理實驗，在實驗過程中培養(yǎng)學生的科學探究、科學思維能力，并幫助學生樹立正確的物理觀念。