邹伟

【摘要】本研究旨在探讨如何将学科核心素养融入高中物理实验教学，通过优化教学策略，提升学生的物理实验能力和科学素养，同时培养学生的创新精神和实践能力.研究首先分析当前高中物理实验教学的困境，包括实验教学过于依赖教材和教师的指导、实验教学内容单一、实验教学评价方式单一以及实验教学资源不足等问题.针对这些问题，提出相应的优化策略，包括加强学科知识与实践技能的结合、培养学生的实验探究能力、强化科学思维的培养等.通过这些优化策略的实施，可以更好地培养学生的学科核心素养，提高实验教学的质量和效果，对于优化高中物理实验教学具有重要的指导意义，同时也为未来的教育改革提供新的思路和方法.

【关键词】核心素养；高中物理；实验教学

随着教育的不断发展，核心素养的培养已成为教育界的共识.核心素养是指学生在接受教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力.这些核心素养涵盖了知识、技能、情感态度、价值观等多个方面，旨在帮助学生适应未来社会的挑战和需求.高中物理实验教学作为培养学生科学素养和实验技能的重要途径，与学科核心素养的结合具有天然的优势.通过实验教学，学生可以更好地理解物理概念和规律，培养观察、分析、解决問题的能力，同时提高实践操作和团队合作的能力.因此，将学科核心素养融入高中物理实验教学，不仅可以提高实验教学质量，还能有效促进学生核心素养的发展.

1 当前高中物理实验教学困境

1.1 实验教学过于依赖教材和教师的指导

高中物理实验教学中，教师往往根据教材和教学计划进行授课，没有充分了解学生的兴趣、特点和需求.这种教学方式忽视了学生的主动性和探究精神，导致学生对实验课程的兴趣不高，缺乏对实验内容的深入思考和探究.

1.2 实验教学内容单一，缺乏创新性和综合性

高中物理实验教学内容往往以基础实验为主，缺乏与现代科技、生活实际的联系和融合.这种教学方式无法满足学生对多元化、综合性实验学习的需求，限制了学生的视野和思维空间.

1.3 实验教学评价方式单一，缺乏全面性和科学性

高中物理实验教学的评价方式往往以实验报告和考试成绩为主，缺乏对实验过程、实验方法和实验态度等方面的评价.这种评价方式无法全面反映学生的实验能力和科学素养，容易忽视学生的个体差异和发展潜力.

1.4 实验教学资源不足，限制了实验教学的开展

高中物理实验教学需要一定的设备和器材的支持，而一些学校由于资金、场地等方面的限制，无法提供足够的实验教学资源.这种状况不仅影响了实验教学的正常开展，也限制了学生对实验内容的探究和实践.

2 核心素养下物理实验教学优化价值

2.1 促进学科素养与学科内容高度融合

物理实验教学作为高中物理教学的重要组成部分，对于培养学生的科学素养和实验技能具有重要意义.将学科核心素养融入物理实验教学，可以促进学科素养与学科内容的深度融合，提高实验教学的质量，帮助学生更好地理解和应用物理知识，培养学生的科学思维能力和实践操作能力.

2.2 通过实验探究形成物理观念

物理观念是指对物理世界的基本认识和看法，通过将学科核心素养融入物理实验教学，可以引导学生通过实验探究形成正确的物理观念，加深对物理概念和规律的理解，培养他们的科学思维能力和解决问题的能力.

2.3 培养学生的批判性思维习惯

批判性思维是指对事物进行质疑和分析的能力，在物理实验教学中，教师可以引导学生对实验方案、实验过程和实验结果进行批判性思考，培养学生的批判性思维习惯，帮助学生形成独立思考和解决问题的能力.

2.4 培养学生的实验洞察力与探究力

实验洞察力是指对实验现象的观察和理解能力，探究力是指对问题的探究和解决能力.将学科核心素养融入物理实验教学，可以培养学生的实验洞察力和探究力，引导学生关注实验现象，发现和探究问题，提高他们的实践操作能力和创新精神.

3 学科核心素养融入高中物理实验教学的策略

3.1 加强学科知识与实践技能的结合

加强学科知识与实践技能的结合策略旨在实现学科知识与实际实验技能的有机结合，使学生能够更全面地理解和应用物理学科的核心概念.首先，教师在教学中必须巧妙地将物理学科的理论知识与实验操作紧密结合，将抽象的物理概念与实际实验相互关联，从而帮助学生建立坚实的学科基础；其次，这一策略要求学科核心素养的融入，重点培养实际实验技能.学生应通过实际操作学会正确使用实验仪器、数据记录、观察和实验分析等技能，从而提高实验技巧和实验设计能力，培养实际应用技能.此外，强调学生在实验中的积极参与和探究，鼓励学生提出问题、设计实验、探索解决方案，而不仅是被动地接受教师的指导.这有助于培养学生独立思考和主动学习的能力，激发学生的问题解决和创新思维.同时，这一策略要求学科知识与实践技能的结合，通过将实验结果分析与科学推理相结合，使学生能够根据实验数据得出结论并理解背后的科学原理，这有助于培养批判性思维和科学思考的能力.

3.2 培养学生的实验探究能力

培养学生的实验探究能力指的是通过一系列方法和策略，帮助学生发展在实验和探究活动中所需的技能和素养.这一能力的培养包括多个关键方面.首先，学生需要学会设计实验，这包括明确定义问题、选择适当的实验方法和规划实验步骤，以确保实验的有效性和可重复性;其次，学生应该具备精确观察的能力，能够识别实验中的关键现象，正确收集数据，使用仪器和工具进行测量，并注意实验的时间和空间细节.

此外，数据分析是一个关键技能，学生需要使用数学方法来处理数据，制作图表和图形，识别模式和趋势，以便从数据中得出结论.

实验的安全和伦理问题也是培养学生的实验探究能力的一部分，学生应该了解实验的安全和伦理原则，采取适当的措施来保护自己和他人，同时确保实验的合法性和可持续性.

问题解决和批判思考能力也不可或缺，学生需要识别实验中出现的问题，并提出解决方案，同时对实验结果进行批判性分析，评估其可靠性和局限性.

科学沟通是另一个重要方面，学生需要学会有效地向他人传达实验结果和观点，使用科学术语和图形来清晰表达发现，以促进科学知识的分享和合作.

最后，培养学生的实验探究能力还包括将实验探究视为一种文化，鼓励学生对科学感兴趣，提高学生对实验探究的积极性和主动性.

3.3 强化科学思维的培养

强化科学思维的培养是通过一系列方法和策略，培养学生具备科学思考的能力.这一能力包括多个重要方面：首先，学生被鼓励提出问题、质疑现象，并主动进行探究，培养了科学思维的初步能力；其次，学生学会采集、整理、分析实验数据，并从数据中提取有意义的信息，运用逻辑推理，从数据和观察中得出结论，培养了科学思维的逻辑性和分析能力;再次，学生学会合理设计实验，以验证假设或回答问题，需要考虑实验变量和控制变量，以确保实验的有效性.培养科学思维还包括学生学会构建科学模型和理论，以解释复杂的现象和预测未来的结果，能够将已有知识与实际观察相结合，培养了科学思维的理论构建能力.此外，强化科学思维还包括将不同学科的知识整合，以更全面地理解现象，培养了跨学科思维.学生被鼓励对科学信息和实验结果进行批判性思考，评估其可靠性和局限性，辨别偏见、错误推断和伪科学，培养了批判性思考的能力.

科学思维培养也涉及伦理原则，学生需要了解和遵守科学实验和研究的伦理规范，以确保科学活动的诚实性和社会责任感.同时，学生学会有效地与他人分享科学思考和发现，使用科学术语和图形来清晰表达观点，促进科学知识的传播和合作.

4 实践验证与效果分析

4.1 实验设计和实施

4.1.1 实验设计

选择实验主题：光的折射和反射.这个主题涉及物理学的基本原理，也与核心素养的培养相契合.

制定教学目标：培养学生的科学思维、实验设计和数据分析能力，以及帮助学生理解光的折射和反射现象.

设计实验方案：设计一个包括不同实验条件的实验方案，以便学生可以探究光在不同材料中的行为.包括使用不同角度的入射光、不同材料的折射率等变量.

准备教材和仪器：为确保实验的顺利实施，教师准备了必要的教材、仪器和实验装置.包括光源、凹透镜、凸透镜、玻璃板等.

4.1.2 实施过程

引入实验：在实验开始前，教师引入了实验的背景和目的，强调了与核心素养的关联，激发了学生的兴趣.

指导学生设计实验：学生接受了实验设计的指导，鼓励学生思考如何设置实验条件、测量光线的路径和角度，并记录数据.

实验进行：学生进行实验，依照设计的方案，使用仪器进行实验，测量光的折射和反射角度，并记录相关数据.

数据分析和讨论：在实验结束后，学生分析数据，应用物理公式来解释观察到的现象，讨论实验结果，并与理论知识相结合.

总结和反思：学生总结实验结果，反思實验中的挑战和发现，以及实验如何培养学生的科学思维和实验能力.

4.2 实验效果分析

通过实验的设计和实施，观察学生在实验结束时表现出了更强的科学思维能力.学生能够独立思考问题、设计实验方案，以及使用数据来支持观点.此外，学生对光的折射和反射现象有了更深入的理解，这表明策略的有效性.学生对实验的积极参与也证明了将核心素养融入实验教学的益处.

5 结语

综上所述，学科核心素养对高中物理实验教学具有积极的促进作用，能够有效提高实验教学质量.通过问题情境创设、探究式教学应用、合作学习方式以及多元评价实践等策略，可以更好地将学科核心素养融入高中物理实验教学.同时，通过案例分析，发现这些策略能够有效地提高学生的思维能力和实验技能，培养学生的科学态度和团队合作精神.然而，本研究仍存在一定局限性，如样本量较小，研究时间较短等，因此需要进一步深入研究和完善相关策略.同时，本研究只是针对当前高中物理实验教学进行了研究，但随着教育改革的不断深入和新高考模式的逐步推进，未来高中物理实验教学将面临更多挑战和机遇.因此，需要不断更新和完善相关策略，以适应未来教育发展的需要.

参考文献：

[1]沈云.学科核心素养融入高中物理实验教学的策略[J].数理天地（高中版），2023（20）：72-74.

[2]张彦军.高中物理实验教学培养学生核心素养的策略[J].数理天地（高中版），2023（20）：81-83.

[3]吕佑祥.核心素养下优化高中物理课堂教学的探讨[J].数理天地（高中版），2023（20）：84-86.

[4]张勇.基于高中物理学科核心素养的实验日志设计策略[J].广西物理，2023，44（03）：107-109.

[5]徐卫华.基于核心素养的高中物理实验教学延展路径探索——以“实验：验证机械能守恒定律”为例[J].物理教师，2023，44（09）：51-54+58.

[6]王丽珍.论高中物理实验探究性教学的实施策略——以“探究两个互成角度的力的合成规律”为例[J].理科爱好者，2023（04）：53-55.

[7]荣存彦.浅谈在高中物理教学中培养学生学科核心素养的策略[J].天天爱科学（教学研究），2023（08）：66-68.

[8]黄子珊，许桂清.基于概念转变的高中物理演示实验POEA教学策略[J].物理实验，2023，43（06）：58-62.