摘 要：新高考形勢(shì)下，核心素養(yǎng)成為教育教學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)，傳統(tǒng)的以知識(shí)為中心的教育理念逐漸轉(zhuǎn)變，學(xué)科核心素養(yǎng)成為課堂教學(xué)的導(dǎo)向標(biāo)。實(shí)驗(yàn)作為物理學(xué)的基礎(chǔ)，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的必要環(huán)節(jié)，也是促進(jìn)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等物理核心素養(yǎng)提升的關(guān)鍵途徑。文章就高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的三種基本類型進(jìn)行分析，提出幾點(diǎn)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略。

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

作者簡(jiǎn)介：陳戀（1987—），女，福建省龍巖第一中學(xué)。

在高中物理教學(xué)中，核心素養(yǎng)是學(xué)生通過學(xué)習(xí)逐步培養(yǎng)的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)需要的必備品格和關(guān)鍵能力，全面闡釋了高中物理課程的育人價(jià)值，同時(shí)為教學(xué)工作指明了方向。高中物理教師要將核心素養(yǎng)作為教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的基礎(chǔ)，以學(xué)生的全面發(fā)展作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)物理教學(xué)以理論講解為主，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)較少，不利于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。在新課標(biāo)的要求下，教師需高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在直觀形象的實(shí)驗(yàn)情境中主動(dòng)探索物理知識(shí)，通過豐富多樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面提升。

一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本類型

（一）演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)是一種較為簡(jiǎn)便、直觀的教學(xué)方式，其核心在于演示，教師通過規(guī)范操作，展示物理實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象和結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生觀察與思考，探究實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的物理知識(shí)。一般來說，演示實(shí)驗(yàn)以教師的操作為主，主要體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性，為學(xué)生展示標(biāo)準(zhǔn)的操作步驟和方法，同時(shí)融入語言講解，幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)過程。教師也可以讓學(xué)生負(fù)責(zé)演示，為學(xué)生提供展示自我的機(jī)會(huì)，教師則在旁觀察和指導(dǎo)，幫助學(xué)生糾正操作中的不當(dāng)之處。學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟鲞M(jìn)師生之間的互動(dòng)，讓教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。近年來，信息技術(shù)逐漸融入物理課堂，多媒體演示成為一種有效的實(shí)驗(yàn)演示方法，教師可以播放物理實(shí)驗(yàn)視頻，方便快捷地展示實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，這是促進(jìn)學(xué)生形成物理概念和科學(xué)思維的有效途徑［1］。

（二）分組實(shí)驗(yàn)

分組實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)課的主要形式，是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下分組完成物理實(shí)驗(yàn)。在分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生能夠積累大量的直接經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟形成清晰的認(rèn)識(shí)，充分發(fā)揮主體作用。在實(shí)驗(yàn)過程中，每個(gè)小組可能面臨不同問題，教師需密切關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，及時(shí)糾正錯(cuò)誤，針對(duì)各小組的情況進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成物理實(shí)驗(yàn)、總結(jié)知識(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)思維、探究能力、問題解決能力等素養(yǎng)的有效提升，培養(yǎng)直面困難、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

（三）課外實(shí)驗(yàn)

課外實(shí)驗(yàn)為高中物理教學(xué)提供了廣闊的空間，它不僅是對(duì)課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充，更是促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的有效途徑。通過布置課外任務(wù)，教師能激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，提高其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施的能力。教師在設(shè)計(jì)課外實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要選擇一些與生活相關(guān)的主題，讓學(xué)生運(yùn)用日常物品完成實(shí)驗(yàn)，將物理知識(shí)融入生活，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。同時(shí)，由于課外實(shí)驗(yàn)難以監(jiān)管，教師要適時(shí)關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，及時(shí)提供提示、指導(dǎo)以及評(píng)價(jià)反饋，這樣能為學(xué)生提供更多的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，進(jìn)一步促進(jìn)其綜合素養(yǎng)的提升。

二、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略

（一）創(chuàng)設(shè)生動(dòng)實(shí)驗(yàn)情境，具象提煉成抽象，形成基本物理概念

物理概念表達(dá)了某種事物、現(xiàn)象的本質(zhì)屬性，是物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的物理概念教學(xué)以知識(shí)講授為主，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中易感到乏味。而通過在物理教學(xué)中引入演示實(shí)驗(yàn)，教師能夠創(chuàng)設(shè)生動(dòng)形象的實(shí)驗(yàn)情境，設(shè)計(jì)啟發(fā)式問題鏈，通過實(shí)物或多媒體展示，使物理概念更具體直觀，深化學(xué)生對(duì)概念的理解。這種方法能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生更快速、有效地掌握物理概念，并深刻理解物理概念與生活現(xiàn)象的關(guān)系［2］。

例如，在教學(xué)“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力”時(shí)，安培力的概念與安培力的方向是本課教學(xué)的重點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生的思維能力有較高要求。因此教師可以創(chuàng)設(shè)特定的實(shí)驗(yàn)情境，利用電源、開關(guān)、磁鐵、導(dǎo)線、導(dǎo)體棒組成的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行演示，讓學(xué)生觀察并說出導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向，使他們?cè)谟^察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過程中，直觀地感受磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可通過改變電流方向、調(diào)換磁鐵的兩極來改變磁場(chǎng)的方向，引導(dǎo)學(xué)生觀察導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向。學(xué)生認(rèn)真觀察操作過程并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)發(fā)現(xiàn)變化電流方向或者變換磁場(chǎng)方向均會(huì)改變導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)方向。最后，教師可要求學(xué)生對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行整理匯總，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)而總結(jié)高中物理的左手定則。對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí)，教師可以隨機(jī)選擇幾名學(xué)生上臺(tái)演示，讓他們嘗試動(dòng)手操作，對(duì)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證，以此證明結(jié)論的科學(xué)性。這種教學(xué)方式注重學(xué)生的參與和實(shí)踐，能幫助學(xué)生在操作中直觀觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)安培力形成更加深刻的認(rèn)識(shí)。

（二）運(yùn)用物理思想方法，類比區(qū)分深度理解，啟迪學(xué)生科學(xué)思維

科學(xué)思維指的是從物理學(xué)層面認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系。教師不僅要讓學(xué)生掌握書本中的知識(shí)，還要教授他們科學(xué)的思想方法，使他們?cè)诮鉀Q問題的實(shí)踐中學(xué)會(huì)用科學(xué)的思想方法分析生活中的問題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要盡量避免直接告訴學(xué)生結(jié)論，要注重對(duì)學(xué)生思維的啟迪，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的思想方法進(jìn)行探究與分析，讓他們通過自己的努力發(fā)現(xiàn)知識(shí)、總結(jié)規(guī)律［3］。

閉合電路歐姆定律是高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)的重中之重，在講解閉合電路歐姆定律這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，為了讓學(xué)生理解電源、電流、閉合回路中的能量轉(zhuǎn)化等難點(diǎn)，教師借多媒體動(dòng)畫再現(xiàn)了課本中的場(chǎng)景，用流水與電流做類比，以方便快捷、生動(dòng)有趣的形式引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用類比法來分析現(xiàn)象。場(chǎng)景裝置由兩個(gè)水池、兩條水管和一個(gè)抽水機(jī)組成，水池A的水面位置要高于水池B，存在一定的高度差，如果用水管將這兩個(gè)水池連接起來，水會(huì)受重力的影響開始流動(dòng)，直到兩個(gè)水池中的水面高度相等。接著，教師就此場(chǎng)景提出思考問題：“怎樣才能使水管中有源源不斷的水流呢？”學(xué)生討論得出觀點(diǎn)：可以裝一臺(tái)抽水機(jī)，把水池B中的水持續(xù)不斷地抽進(jìn)水池A，形成循環(huán)，使兩個(gè)水池之間一直存在高度差，這樣水管內(nèi)就會(huì)有源源不斷的水流。至此，學(xué)生理解了整個(gè)流水系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化。于是，教師讓學(xué)生將兩個(gè)水池想象成電池的兩極，抽水機(jī)就是電源，抽水過程就是將其他能量轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，把自由電子從正極搬運(yùn)到負(fù)極（電流從負(fù)極流向正極）的電勢(shì)能增加的過程，搬運(yùn)電子的過程就產(chǎn)生了電流，在外電路中的電流（水流）就從高電勢(shì)（水池A）流向低電勢(shì)（水池B），將電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他能量（水流的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能）。

電流、能量本是抽象的概念，無法用肉眼去觀察，所以不少學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容時(shí)感到知識(shí)晦澀難懂。在本課教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用類比法，根據(jù)水池抽水的實(shí)驗(yàn)推理電子的運(yùn)動(dòng)過程，讓教學(xué)過程變得更加直觀形象，使學(xué)生較為輕松地掌握了本課的知識(shí)點(diǎn)，也培養(yǎng)了學(xué)生類比推理的科學(xué)思維能力。

（三）指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，提供信息化實(shí)驗(yàn)器材，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

相比于枯燥無味的聽講、觀看，高中生往往更喜歡自己動(dòng)手操作。實(shí)驗(yàn)操作能夠帶給學(xué)生真實(shí)的認(rèn)知體驗(yàn)，使他們感受物理實(shí)驗(yàn)的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，但是讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作往往會(huì)花費(fèi)較多的時(shí)間，而且容易出現(xiàn)問題，所以有的教師很少帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室?，F(xiàn)如今，信息化實(shí)驗(yàn)快速發(fā)展，學(xué)生了解和掌握必要的信息化實(shí)驗(yàn)和相關(guān)儀器的需要越來越迫切，若無法開展有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力與探究學(xué)習(xí)能力會(huì)得不到發(fā)展。在核心素養(yǎng)背景下，高中物理教師要尊重學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和發(fā)展需求，適時(shí)開展分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，為學(xué)生提供自主探究、動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)［4］。

例如，在教學(xué)“科學(xué)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的時(shí)候，教師帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)信息化實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生4至5人結(jié)為一組，同時(shí)為學(xué)生提供小車、軌道、砝碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶、速度傳感器、位移傳感器、力傳感器等器材，指導(dǎo)他們開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。在開展實(shí)驗(yàn)前，教師提出了問題引導(dǎo)學(xué)生思考：①怎樣用這些器材來測(cè)量物體的加速度？②合外力與繩子的拉力相同嗎？③如何測(cè)量小車所受合外力？④如何改變小車的質(zhì)量？⑤如何得出加速度與質(zhì)量和力的關(guān)系？數(shù)據(jù)需要進(jìn)行怎樣的處理？之后，教師讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，提出自己的想法。有的學(xué)生認(rèn)為，可以讓物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，用刻度尺來測(cè)量物體的位置變化，并用秒表計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，再根據(jù)時(shí)間與位移的關(guān)系公式粗測(cè)加速度；有的學(xué)生利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶，根據(jù)紙帶上留下的點(diǎn)計(jì)算加速度，將鉤碼的重力近似看成小車所受合外力；有的學(xué)生則提出可以用速度傳感器和力傳感器直接測(cè)量，以計(jì)算機(jī)輔助相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，這樣操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高。教師對(duì)學(xué)生提出的方法進(jìn)行了整理與歸納，引導(dǎo)學(xué)生在小組討論過程中借助解決問題串來確定實(shí)驗(yàn)儀器和方法，制訂實(shí)驗(yàn)方案，并合作完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。與演示實(shí)驗(yàn)相比，分組實(shí)驗(yàn)具有更強(qiáng)的開放性和參與性，學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好和特長(zhǎng)選擇實(shí)驗(yàn)方法，獲得更加真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。但分組實(shí)驗(yàn)更容易出現(xiàn)問題，所以教師必須加強(qiáng)指導(dǎo)，幫助學(xué)生制訂科學(xué)合理、具有可操作性的實(shí)驗(yàn)方案，并認(rèn)真觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，及時(shí)提供指導(dǎo)和幫助，確保分組實(shí)驗(yàn)的效果，讓學(xué)生在動(dòng)手操作的過程中實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究能力的有效發(fā)展。教師要鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，多組合作進(jìn)行互學(xué)互助，在合作討論過程中相互促進(jìn)，共同成長(zhǎng)。

（四）以物理學(xué)家為榜樣，形成良好科學(xué)態(tài)度

根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，高中物理教師不僅要讓學(xué)生掌握課程知識(shí)和技能，還要注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想精神層面的教育，培養(yǎng)他們良好的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感，使他們正確看待物理學(xué)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)與鉆研物理的熱情，引導(dǎo)學(xué)生樹立努力學(xué)習(xí)、奉獻(xiàn)社會(huì)的理想信念。古今中外有許多著名的物理學(xué)家，他們身上往往有著豐沛的科研熱情和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笳婢?，教師可以將這些物理學(xué)家的生平經(jīng)歷、成就貢獻(xiàn)、科學(xué)故事等融入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。這樣一方面能夠豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，拓寬學(xué)生視野；另一方面能為學(xué)生樹立良好的榜樣，激勵(lì)學(xué)生向這些物理學(xué)家學(xué)習(xí)，不斷提高自身的思想道德品質(zhì)［5］。

例如，在教學(xué)“自由落體運(yùn)動(dòng)”的時(shí)候，教師提前要求學(xué)生收集有關(guān)伽利略的各類資料，并在課堂中進(jìn)行分組展示，這不僅鍛煉了學(xué)生的搜集整理展示能力，還有助于學(xué)生深入了解伽利略以及他在自由落體運(yùn)動(dòng)研究中的貢獻(xiàn)。在伽利略生活的年代，亞里士多德提出的“重快輕慢”觀點(diǎn)得到了人們的廣泛認(rèn)可，并且持續(xù)了許多年，但伽利略卻沒有盲目認(rèn)可這一觀點(diǎn)，而是通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，最終發(fā)現(xiàn)了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。通過閱讀相關(guān)資料，學(xué)生感受到了伽利略敢于質(zhì)疑、堅(jiān)持真理的品質(zhì)。接著，教師布置課后實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，要求學(xué)生運(yùn)用生活中的物品進(jìn)行自由落體實(shí)驗(yàn)，模仿伽利略的實(shí)驗(yàn)，在操作過程中深化對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，形成實(shí)事求是、追求真理的科學(xué)觀。此外，讓學(xué)生通過社會(huì)調(diào)查、互聯(lián)網(wǎng)搜索等方式探究自由落體運(yùn)動(dòng)公式在生活中的運(yùn)用情況，有助于他們理解物理知識(shí)與人類社會(huì)發(fā)展之間的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生關(guān)注生活的意識(shí)，并鼓勵(lì)他們將所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題的解決中，引導(dǎo)學(xué)生形成利用物理學(xué)知識(shí)改善人類社會(huì)生活的理念。

三、總結(jié)

綜上所述，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是高中物理課程的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑。高中物理教師要合理運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)活動(dòng)形式，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的育人價(jià)值，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)、直觀的實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的思想方法分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，動(dòng)手操作，鍛煉實(shí)踐能力，還要鼓勵(lì)學(xué)生向優(yōu)秀的物理學(xué)家學(xué)習(xí)，形成正確的科學(xué)態(tài)度。通過多樣化的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，打造高效有趣的物理課堂，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理課程的興趣，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的有效提升。

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