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核心素养导向的高中物理实验教学优化研究
文章字数：2131
物理核心素养导向中，明确注重培养学生的关键能力，养成在问题探究中主动学习，终身发展的行为习惯。核心素养影响下的物理实验注重发挥教学的整体功能、注重实验器材的创新性等。因此，将核心素养理念融入教学，使教学目标更明确，有利于激发学生学习兴趣，增加学生对物理知识探索的渴求性，教学意义更突出，从而促进培养和提升学生的物理观念、科学探究等方面学科素养，提高课堂实验教学效果。
一、核心素养导向下高中物理实验教学的核心内涵
物理核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究与创新意识、科学态度与责任，各要素在实验教学中彼此融合、相互渗透。培养学生的物理观念，要突出实验中基本概念的学习，分析实验现象，让学生形成物质、运动、相互作用等物理内容的观念；发展学生的科学思维，要体现在实验中指导学生注意运用归纳、演绎、抽象、建模等方法，分析实验问题、推理实验结论；发展学生的科学探究与创新意识，要体现在实验中注重开放性实验的设计，让学生做到“提出问题一设计方案一动手操作一分析论证一交流反思”；发展学生的科学态度与责任，要让学生在规范操作、误差分析、合作探究等环节中形成严谨科学的态度和责任意识。
二、核心素养导向下高中物理实验教学的优化策略
（一）锚定素养目标，构建层级化目标体系。老师要按照课程标准，把核心素养的四个方面细化为具体的实验教学目标，设计出“总目标－单元目标－课时目标”三层目标结构。总目标指向学生核心素养的总体达成；单元目标以模块核心概念为背景，指明素养落地的重点，如“力学实验模块”可以指向物理观念中的“运动与相互作用观念”和科学思维中的“模型建构”等，“力与运动”章节的单元目标可以更聚焦“运动与相互作用观念”等；课时目标指向具体实验环节，如《探究牛顿第二定律》实验的课时目标可以有：采用控制变量法进行实验，发展科学探究能力；分析F、m、a的关系，发展运动与相互作用观念；进行误差分析，发展严谨的科学态度。
同时，目标既要注重基础要求，也要关注提升要求，基础要求让所有学生掌握实验核心技能，学有余力的学生可以被挑战提升，如《伏安法测电阻》实验，基础要求是会连接两种电路、会误差分析，提升要求是设计实验“用替代法测电阻”。
（二）重构实验内容，增强探究性与情境性。微改造教材实验，增加探究元素。对教材中常规实验进行“不常规”改造，少一些规定动作，多一些自选题目。如将验证机械能守恒定律实验改称为探究机械能守恒的条件，不告诉学生应该怎样做实验，提供打点计时器、重物、弹簧等器材，让学生自主设计实验方案，探究仅存在重力做功时机械能守恒情况，以及存在弹力做功时机械能是否守恒等问题，边探究边培育物理观念。添设生活化和科技化情境。设计与生活有关的实验情境，如探究家庭电器的电功率、设计简易节水装置中的物理问题；链接科技信息，如引入无人机飞行过程中的运动规律、太阳能电池的效率测定等实验情境，让学生感受物理用处很大。如在《动量守恒定律》教学中，以“交通事故中的责任分析”为情境，让学生以小组合作的形式，通过模拟碰撞实验探究质量、速度与碰撞后果之间的关系，边解决问题边培育科学态度与责任意识。
（三）革新实施过程，落实学生主体地位。实施“问题探究式”教学。从问题开始，给学生一个完整的探究过程。如在探究影响电阻大小的因素实验中，先提出问题：“为什么家庭电路中，家庭用的导线大多是铜丝，而不是用铁丝？为什么高压输电线路的输电用的导线都很粗？”然后提出猜想，自主设计控制变量的探究方案，学生自主选择器材、独立设计电路、记录数据，分析数据，得出结论，再用结论解决生活中的问题，最后反思结论的应用价值。在整个实验过程中，老师只是个组织者，负责提供情境、化难为易，让学生真正成为探究的主人。加强小组合作学习。合理分组，每组都有a、b、c、d学生，组内有明确分工，要求小组内部一定要围绕探究问题展开讨论，如方案是否可行、有哪些误差、如何改进探究实验等。例如，在“设计多用电表的使用实验”中，小组内合作设计测量电阻、电压、电流的方案，讨论量程的确定依据、欧姆调零的原理，在合作中增强沟通能力、培养合作精神。
（四）完善评价体系，实现素养导向评价。加强过程性评价。用课堂观察记录学生质疑、探究、合作、表达等表现，如能否大胆质疑、探究活动方案是否合理、是否愿意分析误差并改进实验、合作交流中是否贡献了自己的力量。例如，设计“实验探究成长档案袋”，收集实验探究活动方案、数据记录单、反思报告等，跟踪学生思维发展和探究能力的发展。增加多主体评价。实施“教师评价+小组互评+自我反思”。教师的评价指向学生综合素养表现，小组互评侧重对合作能力及探究贡献的评价，自我反思要学生总结实验收获和不足，如本次实验中我最困惑的问题是什么、我会如何改进我的探究方法，用多主体评价促进学生自我认识和自我发展。
三、结束语
核心素养导向的高中物理实验教学，应以核心素养目标为引领，通过选编内容、创新实施、改进评价，摆脱“机械操作”的现状，构建“探究为主、素养为本”的新型实验教学模式，在真实的实验探究活动中让学生的核心素养在物理观念、科学思维、科学态度与责任等方面获得发展，为学生今后的进一步学习与发展打下基础。
作者单位：浙江省嵊州市长乐中学
一、核心素养导向下高中物理实验教学的核心内涵
物理核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究与创新意识、科学态度与责任，各要素在实验教学中彼此融合、相互渗透。培养学生的物理观念，要突出实验中基本概念的学习，分析实验现象，让学生形成物质、运动、相互作用等物理内容的观念；发展学生的科学思维，要体现在实验中指导学生注意运用归纳、演绎、抽象、建模等方法，分析实验问题、推理实验结论；发展学生的科学探究与创新意识，要体现在实验中注重开放性实验的设计，让学生做到“提出问题一设计方案一动手操作一分析论证一交流反思”；发展学生的科学态度与责任，要让学生在规范操作、误差分析、合作探究等环节中形成严谨科学的态度和责任意识。
二、核心素养导向下高中物理实验教学的优化策略
（一）锚定素养目标，构建层级化目标体系。老师要按照课程标准，把核心素养的四个方面细化为具体的实验教学目标，设计出“总目标－单元目标－课时目标”三层目标结构。总目标指向学生核心素养的总体达成；单元目标以模块核心概念为背景，指明素养落地的重点，如“力学实验模块”可以指向物理观念中的“运动与相互作用观念”和科学思维中的“模型建构”等，“力与运动”章节的单元目标可以更聚焦“运动与相互作用观念”等；课时目标指向具体实验环节，如《探究牛顿第二定律》实验的课时目标可以有：采用控制变量法进行实验，发展科学探究能力；分析F、m、a的关系，发展运动与相互作用观念；进行误差分析，发展严谨的科学态度。
同时，目标既要注重基础要求，也要关注提升要求，基础要求让所有学生掌握实验核心技能，学有余力的学生可以被挑战提升，如《伏安法测电阻》实验，基础要求是会连接两种电路、会误差分析，提升要求是设计实验“用替代法测电阻”。
（二）重构实验内容，增强探究性与情境性。微改造教材实验，增加探究元素。对教材中常规实验进行“不常规”改造，少一些规定动作，多一些自选题目。如将验证机械能守恒定律实验改称为探究机械能守恒的条件，不告诉学生应该怎样做实验，提供打点计时器、重物、弹簧等器材，让学生自主设计实验方案，探究仅存在重力做功时机械能守恒情况，以及存在弹力做功时机械能是否守恒等问题，边探究边培育物理观念。添设生活化和科技化情境。设计与生活有关的实验情境，如探究家庭电器的电功率、设计简易节水装置中的物理问题；链接科技信息，如引入无人机飞行过程中的运动规律、太阳能电池的效率测定等实验情境，让学生感受物理用处很大。如在《动量守恒定律》教学中，以“交通事故中的责任分析”为情境，让学生以小组合作的形式，通过模拟碰撞实验探究质量、速度与碰撞后果之间的关系，边解决问题边培育科学态度与责任意识。
（三）革新实施过程，落实学生主体地位。实施“问题探究式”教学。从问题开始，给学生一个完整的探究过程。如在探究影响电阻大小的因素实验中，先提出问题：“为什么家庭电路中，家庭用的导线大多是铜丝，而不是用铁丝？为什么高压输电线路的输电用的导线都很粗？”然后提出猜想，自主设计控制变量的探究方案，学生自主选择器材、独立设计电路、记录数据，分析数据，得出结论，再用结论解决生活中的问题，最后反思结论的应用价值。在整个实验过程中，老师只是个组织者，负责提供情境、化难为易，让学生真正成为探究的主人。加强小组合作学习。合理分组，每组都有a、b、c、d学生，组内有明确分工，要求小组内部一定要围绕探究问题展开讨论，如方案是否可行、有哪些误差、如何改进探究实验等。例如，在“设计多用电表的使用实验”中，小组内合作设计测量电阻、电压、电流的方案，讨论量程的确定依据、欧姆调零的原理，在合作中增强沟通能力、培养合作精神。
（四）完善评价体系，实现素养导向评价。加强过程性评价。用课堂观察记录学生质疑、探究、合作、表达等表现，如能否大胆质疑、探究活动方案是否合理、是否愿意分析误差并改进实验、合作交流中是否贡献了自己的力量。例如，设计“实验探究成长档案袋”，收集实验探究活动方案、数据记录单、反思报告等，跟踪学生思维发展和探究能力的发展。增加多主体评价。实施“教师评价+小组互评+自我反思”。教师的评价指向学生综合素养表现，小组互评侧重对合作能力及探究贡献的评价，自我反思要学生总结实验收获和不足，如本次实验中我最困惑的问题是什么、我会如何改进我的探究方法，用多主体评价促进学生自我认识和自我发展。
三、结束语
核心素养导向的高中物理实验教学，应以核心素养目标为引领，通过选编内容、创新实施、改进评价，摆脱“机械操作”的现状，构建“探究为主、素养为本”的新型实验教学模式，在真实的实验探究活动中让学生的核心素养在物理观念、科学思维、科学态度与责任等方面获得发展，为学生今后的进一步学习与发展打下基础。
作者单位：浙江省嵊州市长乐中学