核心素养下高中物理实验教学刍议
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作者:李燕
摘 要：核心素养是个人成长和发展过程中的所需关键能力和必备品格，近年来，中外各国都对此进行了系统的研究，并且在各自的中学课程标准或纲要中都做了相应的规定和要求。中学物理实验教学，最能体现和培养科学思维、实验探究、科学态度等核心素养，因此，实验教学中，应当重视学生实验的设计与开发，引导学生深度参与实验，注重实验经验与教训的总结。
关键词：核心素养;高中教学;物理实验
回归物理教学本身的价值追求，结合2016年新《课程标准》的颁行，物理核心素养的体现和培养，成为中学物理教学的应有之义、主要抓手和目标与诉求。高中物理教学的目标，是要让学生形成准确的物理观念，具有基本的科学思维、科学态度，具备相应的实验探究能力，以此关键能力奠定其终身发展的基础。而常规的物理教学中，唯有实验教学才能在学生核心素养的养成中，有所依托，有所着力。
一、 重视实验教学
物理学科是一门以实验为基础，以数学为表达方式的基础性学科。可以说，实验是物理学科的生命线，是其不断发展的原动力。重视高中物理实验教学，是物理学科自身特点的内在要求。反观传统的中学物理实验教学，学生对于物理实验教学的认识尚不到位，实验探究的参与度不高。一些研究表明，中学生对高中物理实验教学的认识不足，据相关调查问卷，有9%的学生不知道实验是否重要，有近6%的学生甚至认为物理实验不重要。从中学物理教学的实际来看，演示实验中不少学生只是看热闹，学生实验中部分学生所抱的也是玩一玩的态度。具体的教学活动中，实验也被师生人为地取舍，与高考关系不紧密或者非高考重点，经常被有意无意地忽略。
学生是教学的主体，学生的成长与发展，是一切教学活动的出发点和落脚点。重视高中物理实验教学，是新的课程标准下物理核心素养的应有之义，是培养学生实验探究能力，帮助学生养成科学思维、科学态度的重要途径。同样，传统的高中实验教学中还存在一个问题，即实验基本由教师设计，学生在实验教学中的参与度偏低，关键能力养成不足。不论是演示实验，亦或是学生实验，出于课堂效率与教学效果的考虑，物理教师选取一些所用时间较短、实验现象明晰、误差概率较小的经典实验，以揭示某种物理现象或论证某些定理推论。学生是观看或参与了实验，但是缺失了物理实验关键要素的参与和体悟，如实验设计、材料取舍、影响实验成败的因素等。此类实验的设计与实施，似乎非常严谨科学又极为高效，但是对于学生实验探究能力的培养，科学态度、科学思维的养成来讲，有多少实际意义，不遑多论。
这与物理学科以实验为基础的特点，及其核心素养对高中物理教学的要求还有一定的差距。因此，我们要重视高中物理实验教学。从学科素养出发，增加实验教学活动数量，鼓励学生参与实验设计，带领学生总结实验经验与教训。
二、 突显学生主体
建构主义理论认为，学习是学生主动探索、发现和体验所学知识意义的建构过程，尤其强调个体是通过自身已有的经验和知识结构去建构知识，而非被动地等待知识的传递。学习动机理论，如行为主义、人本主义、认知理论等，也从不同的角度探究了影响学生学习动机的因素，虽然侧重不同，各有优劣，但综合起来，亦能揭示影响学习的一般因素。即学习是学生的个体自由和选择，来自内部或外部的刺激是学习的动力。这些长期从事学习行为研究的相关理论，都在强调学习主体的主动性。而我们实际的教学工作中，也普遍发现，学生的学习，尤其是高中阶段的学习，主动的自觉的学习行为，比起被动地灌输教学，更能让学生理解和掌握所学知识的内涵，习得比较好的学习能力，并养成更好的学习习惯和思维品质。核心素养提出，中学物理教学的目标也是让学生习得终身发展的关键能力和必备品质。不论从哪个角度来看，实验教学中突出学生的主体地位，都是毋庸置疑的。
物理实验教学中，可以从以下三个方面来突显学生的主体地位和作用。一是，鼓励学生参与实验设计与开发。虽然高中生眼界不够开阔、思维不够缜密，但是他们富含活力和各种奇思妙想，只要教师启发有效、引导得当，学生的参与实验设计的热情还是很高的。引导学生利用一些生活中常见常用的材料来完成有些实验，鼓励学生依据实验原理利用不同材料重新设计实验。二是，关注学生落实实验过程。由于个体的兴趣和能力差异，班级教学的实验课程中，难免有学生不认真完成实验，有学生得不到实验结果，甚至有学生利用器材大胆创新。此时，需要物理教师以终点激励或新颖的实验设计等方式，激发学生兴趣，协助学生认真投入到实验过程中。三是，关注整个实验主体。学生展开的物理实验的结果，可谓五花八门。通常，物理教师所关注的往往是所谓的做得比较成功的实验样本，并以此来给大家分析，而没有得到较好实验效果的那类学生，不仅有种挫败感，甚至连问题出在何处都不清楚。前一类学生已经掌握了基本的实验技能，找亮点鼓励，并总结实验成功的良好经验即可。后一类学生才是更应该着力关注的对象，引导他们分析实验不成功的原因，总结失败的教训。严谨的科学态度和追求真理真知的科学精神，无一不来自无数次不成功实验的改进和对预设结果的坚定追求。
经由高中三年的学习，学生逐渐能自己设计与开发实验，葆有设计和开发实验的兴趣，真正动手参与到实验之中，知晓影响实验成败的因素，且能通过自己的努力不断改进实验，那么能具备实验探究和科学态度等基本的物理学素养，才不是一句空话。
三、 优化实验过程
演示实验，在中学物理教学中，能鲜明的揭示物理现象，生动的传递实验技能，有着不可或缺的作用。演示实验教学，从实验设计、器料选取、操作流程、实现现象等各个方面精挑细选，精益求精。其一，便于学生观察，能让学生清晰地观察实验的全过程，包括仪器设备的组装和操作的步骤，其二，突出操作过程，实验的操作过程，要干净利落，不拖泥带水，但在重点环节耐心细致地讲解。其三，态度严谨，组装器材的先后顺序，操作的具体步骤，实验数据的记录、分析，实验结果的解释，不打折扣，一丝不苟。其四，演示器材多元化，2003年的课程标准也要求，教师应该利用各种资源，积极地开发适合自己教学的实验项目。利用身边的铅笔、橡皮、可乐瓶、注射器等材料，设计的实验，更能激发学生研究和设计实验的兴趣。其五，重在激发学生兴趣，尝试以趣味的演示实验来激發学生学习的内部动机。20世纪80、90年代，《中学物理教学参考》和《物理教师》等杂志上探讨并分享了不少成功的案例，如高压放电下笼中小鸟安然无恙、瓦碎蛋全等，事实证明也很有效果。其六，重视实验探究性，对于一些验证性实验，物理教师要结合学情，适当改动，使之成为适合学生探究的实验，如牛顿第二定律和自由落体定律等，先让学生参与实验，去观察力与速度，质量与速度的关系，给学生更多探究的机会和空间。 例如，陈霞等老师的《法拉第电磁感应定律》一课，创造性地以自制的实验教具，引导学生去探究法拉第电磁感应定律，在激发学生兴趣，突出学生主体，引领学生实验探究和训练科学思维上，都起到了良好的效果。
四、 关注学生成长
学生的个体成长，是教育教学的出发点，也是其归宿。中学物理实验教学中，尤其要关注学生的成长。物理实验教学中，可以从三个方面着力培养学生的探究能力、科学思维和科学态度。首先，要端正学生的实验态度。帮助学生纠正应试教育对物理实验教学的偏见，引导学生以科学的学习的态度、探究的精神，参与物理实验学习。通过趣味实验、创新实验，激发学生参与并自主设计物理实验的兴趣。其次，要用心指导，严格要求，重视学生实验过程。教师要以充分的时间，给学生讲清楚实验的步骤和应该注意的基本问题，启发学生用心观察和记录实验现象，督促学生认真参与实验过程，填好实验报告，引导学生分析概括实验结果，帮助学生分析实验过程中存在的问题。通过长期严格的训练，培养学生实验探究的能力，训练其科学思维及科学态度。再次，开发第二课堂，注重学生创新思维和意识的培养。动员学生在课堂之外，结合所学知识，进行相关的小实验、小制作，定期分享交流。以此锻炼学生的知识转化、动手能力，发现问题、解决问题的基本能力。
实验教学中，教师的评价，也是关乎学生成长的重要因素。学习是内在建构的过程，也是外部刺激的结果。准确的评价，对于激发学生深入参与物理实验教学，无疑是极为有利的。教师对学生在实验中的评价，要从大处着眼，重点关注其成长与发展。个人的素养是多方面的，因此评价的时候，要通盘观察，既看他实验中的有无严谨科学的态度，也看他实验操作中的探究技能，还要关注他有无问题意识、创新精神。坚持全面地评价学生在实验教学中的表现。同时，要注意发展性地评价学生。通过对实验教学过程的仔细观察和记录，从实验表现的视角来评价学生的成长，捕捉其实验态度、观察能力、实验操作等方面今胜于昔的表现。以鼓励的方式，助推学生科学态度、探究能力的成长。
综上，由于物理学科自身注重实验的特点，加之新的课程标准的要求，高中物理教学中，要更加重视物理实验教学，在实验教学中，要通过趣味实验、多元器材，激发学生实验探究的热情，通过优化实验过程，鼓励学生设计开发、深度参与实验，引导学生端正实验态度，养成科学态度和科学思维，提高实验探究能力。此外，要以态度引导、过程落实和第二课堂，及其科学合理的评价，关注并促进学生的成长。
参考文献：
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[4]曹义才.基于核心素养导向的中学物理实验教学表现性评价[J].物理教师，2016（7）.
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