摘要：隨著新課改的不斷落地和深入進行，高中階段對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進入到一個全新的階段，也引發(fā)了廣大教育工作者的高度重視。作為物理教學的重要一環(huán)及關鍵組成部分，實驗教學不僅可以培養(yǎng)高中生的物理思維，更能夠幫助其直觀、系統(tǒng)和清晰地感知和掌握物理知識，在培養(yǎng)核心素養(yǎng)的教育目標之下，具有不容忽視的意義和價值。因此，本文以“聚焦核心素養(yǎng)，創(chuàng)新物理實驗教學”為研究主題，先總結(jié)了目前核心素養(yǎng)導向下物理實驗教學存在的問題與不足，后具體指出了實驗教學的創(chuàng)新方向，以期相關研究內(nèi)容能夠為廣大物理教師提供參考、帶來啟示。關鍵詞：核心素養(yǎng)；物理實驗教學；教學設計在高中物理教學過程中，教師必須結(jié)合課本當中已經(jīng)呈現(xiàn)出的教學內(nèi)容及知識點，采取豐富多樣的教學手段創(chuàng)新教學過程，讓學生對實驗充滿興趣，進而積極、主動地投身到實驗學習過程中。只有這樣，學生才能更為深入地學習和了解知識，了解相關結(jié)論的由來，提高物理學習及知識吸收的質(zhì)量。根據(jù)新課程改革的具體要求，高中物理教學必須注重對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，教師需要注重對學生進行引導，確保其能夠積極有效地利用課堂所學的知識、教材上的內(nèi)容解決生活中實際存在的問題。一、核心素養(yǎng)導向下高中物理實驗教學的問題闡釋高中物理學科的核心素養(yǎng)主要包括四個維度的內(nèi)容，分別是物理觀念和應用、科學探究和交流、科學思維和創(chuàng)新、科學態(tài)度與責任[1]。而在高中物理實驗教學過程中，個別教師沒有嚴格從培養(yǎng)核心素養(yǎng)的角度思考問題，導致物理實驗教學的作用和價值沒有得到真正意義上的呈現(xiàn)。（一）實驗教學本身沒有圍繞核心素養(yǎng)展開隨著新課程改革的不斷深入，廣大教師對學生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)工作越來越關注、越來越重視，不少教師開始積極嘗試各種各樣的改革實踐，注重對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，保障學生的全面發(fā)展[2]。但是在個別地區(qū)，個別教師沒有關注對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，或者說受傳統(tǒng)應試教育所影響，將物理這樣一門原本需要思考、分析以及推理演算的學科，處理成背誦性的學科。結(jié)果學生沉溺在題海當中，通過背誦標準題型、必考例題，甚至背誦實驗的方式來學習和感知物理，學生在整個學習的過程中是完全被動的，而且缺少必要的自主性和主動意識，最終影響到對物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。（二）教師在推進實驗教學的過程中缺少行之有效的辦法和手段在以往的高中物理實驗教學過程中，很多教師習慣于要求學生嚴格按照實驗步驟進行操作，或者讓所謂的動手做實驗調(diào)整為“看”實驗，讓實驗充斥著“演示”意味。受這樣一種偏頗的教學觀念和習慣所制約，很多教師在實際開展實驗教學的過程中，在方法的選擇上也會比較局限，無法保證所有的學生都參與到實驗過程中，學生動手能力無法得到顯著提高。而且當教師本身對實驗教學不夠重視時，學校對實驗器材和設備的投入也不會予以更多的重視，最終影響到實驗教學的最終呈現(xiàn)效果。二、核心素養(yǎng)導向下高中物理實驗教學的創(chuàng)新方向以培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)為目的開啟的物理實驗教學，意味著通過實驗來激發(fā)學生探究知識的積極性和主動性，并在實驗過程中加強對物理知識的理解和應用，實現(xiàn)現(xiàn)實生活與物理時間的知識遷移。（一）創(chuàng)設實驗情境，激發(fā)學生的學習興趣在核心素養(yǎng)培育這一需求和目標之下，教師完全可以通過創(chuàng)設實驗學習情境的方式，讓學生真正意義上變成課堂的主人，提高其動手能力。這樣也可以盡可能地縮短學生與新知識之間的距離感，減少高中階段物理學習的心理作祟因素[3]。1.妙用物理現(xiàn)象，激發(fā)學生的探究興趣事實上，很多看似復雜的、不容易被理解的物理概念和知識，萌發(fā)于現(xiàn)實生活中十分尋常的細節(jié)，比如：大家所熟知的突然剎車時身體前傾的現(xiàn)象，就是對“牛頓第一定律”的最好折射，是對“慣性”這一知識點的延續(xù)。所以在進入全新的物理知識和概念時，教師可以使用生動的情境實驗，將要展開學習的物理知識點蘊含在實驗現(xiàn)象當中，來激發(fā)學生的興趣和探究意識，從而促進其更進一步地思考。以人教版“自感”部分的教學內(nèi)容為例，在正式引入這一課題內(nèi)容之前，筆者設置了以“神奇的觸電”為主題的導課實驗，在準備4～6V的交流電源、一個開關以及一個自感線圈的基礎上，將電源和線圈使用導線進行連接，再用兩根裸導線引出自感線圈的兩端；然后邀請一名同學上臺握住裸導線的兩端。此時，當教師接通電源以后，參加實驗的同學就會產(chǎn)生如同觸電一樣的感覺，教師隨即關于這起實驗所引發(fā)的現(xiàn)象進行提問，引發(fā)學生思考為什么會“觸電”，“電”究竟從何而來。在以往的很多教學過程中，上述這種類型的小實驗往往是被教師忽略的，或者僅僅通過口頭表達的方式進行陳述，學生體驗感不足，對物理現(xiàn)象的感知也存在局限性，對教師的描述感到半信半疑。但是作為導課環(huán)節(jié)，教師可以將其轉(zhuǎn)化為具體的實驗，只需要短短的幾分鐘就讓學生完成體驗，產(chǎn)生后續(xù)探究的欲望，產(chǎn)生對于即將要學習物理知識的“初印象”，為增加新舊知識之間的關聯(lián)度，提供新的契機，而不是停留在看實驗或者聽實驗的層面。2.立足生活實際，提高學生的實踐能力在高中物理實驗教學的過程中，必須充分調(diào)動學生學習的積極性、主動性，具體可以結(jié)合學生在現(xiàn)實生活中所遇到的一些物理現(xiàn)象，讓學生針對實驗現(xiàn)象進行反思和猜測，產(chǎn)生借助實驗來驗證自己的想法是否正確——這樣一種思路[4]。以這樣一個小實驗為例：準備兩個相同的晾衣架，然后將其中的一個晾衣架纏上繩子。邊纏繩子邊引導學生去思考這樣做的好處（衣服不容易掉落）以及為什么會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象，后續(xù)學生可以根據(jù)自己的猜想進行實驗設計和操作論證，最終發(fā)現(xiàn)繩索所帶來的最大變化在于受力面積的增加，阻力增加是導致掛在晾衣架上的衣服不容易滑落的重要原因。這樣的操作模式有助于引導學生開啟物理實驗學習，不斷激發(fā)其物理思維。在推進實驗教學的過程中，教師可以將來自生活中的現(xiàn)象與物理知識進行組合，這樣不僅可以調(diào)動學生參與的積極性，激發(fā)興趣，還能加深其對物理實驗的理解和感知，對培養(yǎng)其物理核心素養(yǎng)，具有十分重要的作用。以高中階段的力學部分知識學習為例，當學生掌握了有關力學的相關知識時，會接收到物體下墜完全是由力學引起的——這一知識點。但是這一知識點在現(xiàn)實生活中有著怎樣的呈現(xiàn)，或者說現(xiàn)實生活中哪些現(xiàn)象與這一知識點相關，就可以導入實驗的方式，引導學生來參與和探究。3.創(chuàng)設實驗情境，增強學生的參與感教師可以根據(jù)教學目標創(chuàng)設實驗情境，增強學生對實驗的參與感。對高中階段的物理教學而言，情境的最大作用在于減少物理知識的晦澀程度，尤其是當物理知識本身比較抽象時，提高學生對情境的代入感十分關鍵，如此其所學習的物理知識才不會游離于現(xiàn)實世界。比如：在學習到力的分解與合成時，筆者設置了這樣的情境實驗：準備一根拔河用的繩子，同時邀請兩名男生和一名女生參與實驗。兩名男生同時握住拔河繩的兩端，但彼此之間站得較為靠近，然后安排女生握緊拔河繩的中部，男生和女生分別朝兩個方向發(fā)力，會發(fā)現(xiàn)男生輕輕松松就戰(zhàn)勝了女生；但是如果讓兩名男生的距離稍微拉開，重新進行比賽，結(jié)果女生獲勝。這樣的實驗現(xiàn)象無疑會引起學生的好奇，而“拔河”情境的設定，更容易讓學生減少對于新知識的抵觸心理。事實上，這樣一種看似有些奇妙的現(xiàn)象，可以通過物理學當中“力的分解”來輕松掌握，畢竟通過前后兩組不同的“比賽方式”，學生很容易發(fā)現(xiàn)實驗條件的變化所產(chǎn)生的結(jié)果變化，隨后其可以在教師的引導下繪制出不同的力分解與合成的圖示，增加體驗感的同時，也更為直觀地感受到物理知識的呈現(xiàn)，實驗所能產(chǎn)生的作用和效果可見一斑。（二）整合知識模塊，實驗知識的“三化”實現(xiàn)以核心素養(yǎng)培養(yǎng)為導向的高中物理實驗教學，需要進一步整合知識模塊，確保知識條件化、情態(tài)化以及結(jié)構(gòu)化。畢竟對實驗本身而言，其存在的意義就是為了幫助學生更好地感知物理現(xiàn)象、遷移物理知識、完善物理知識網(wǎng)絡。進入到高中階段，學生所接觸的物理知識不斷增多、體系日漸復雜，及時梳理和整合是十分必要的。1.條件化其主要目的在于通過實驗揭示知識的產(chǎn)生過程，意味著教師要從實驗知識的開始進行教學，讓學生通過實驗過程了解知識（或者某些結(jié)論、公式）的產(chǎn)生過程。比如：在學習到電磁感應定律這部分內(nèi)容時，學生需要新理解和掌握的知識點包括電磁感應定律的內(nèi)容、特征等，此時引入“電動勢以及匝數(shù)之間的關系”——這樣的實驗，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的電阻，觀察示波器當中的波形變化，適度增加感應線圈的數(shù)量，及時測量并記錄下各次波形的幅度值，然后計入實驗記錄的表格當中，后續(xù)學生可以通過觀察實驗所記錄的數(shù)值，生成具體的數(shù)字變化圖像，探討結(jié)論。這個結(jié)論也可以直接證實電磁感應定律部分的內(nèi)容，幫助學生增加記憶點，改善知識內(nèi)化的效果。如此，學生等于通過實驗的方式去觸碰知識，而不是單純停留在教材的文字層面靠自己的想象去抽象性地理解、生硬地記憶?？梢哉f只有讓學生通過實驗感受物理現(xiàn)象從無到有、感受物理知識從“零”到生成的過程，他們的學習思路才是清晰的、知識的學習過程也是扎實和不斷遞進的。2.情態(tài)化其主要是指將理智和情感融入實驗當中所開啟的一種實驗策略，目的在于讓學生在實驗過程中不僅樹立絕對的理性和科學素養(yǎng)，更能產(chǎn)生一定的人文情懷。比如：在學習到摩擦力這部分內(nèi)容時，已知力的產(chǎn)生會有三個重要的因素，分別是大小、方向以及作用點，而對于摩擦力而言，力的方向判斷無疑是最大的難點，此時教師可以按照讓學生提出問題、進行猜想，設計實驗方案，處理數(shù)據(jù)和總結(jié)經(jīng)驗的思路，進行實驗過程的探究，而在這樣一個學生自行尋找問題、探究問題的過程中，學生的思維會得到充分的激發(fā)，在小組合作的過程中，也能夠充分建立良好且和諧的關系。而且在這樣一個完整的實驗設計過程中，學生既吸收到了理性知識內(nèi)容，也補充到了一定的感性認知。教師可以引導學生懂得，生活中任何看似平凡的現(xiàn)象都有一定的道理和知識在支撐，面對這些現(xiàn)象要帶有一定的探究思維和問題精神，猜測其與物理知識之間的關聯(lián)性，不僅要從生活中捕獲知識、更要利用知識去解決現(xiàn)實生活中真實存在的問題。3.結(jié)構(gòu)化其主要是指以實驗本身為分界點，將前后單元（或者章節(jié)）的知識進行高度銜接，將新的知識融入學生原本的知識結(jié)構(gòu)和體系當中，完善知識網(wǎng)絡，讓學生在頭腦中逐漸形成有關物理知識的邏輯系統(tǒng)，在感知物理實驗本質(zhì)的同時，實現(xiàn)對實驗知識的遷移和應用。如此也更容易揭示物理實驗的本質(zhì)，因為如果學生本身沒有厘清實驗以及知識之間的邏輯關系，也很有可能會陷入知識越學越多、越學越混亂的情況，往往舊的知識還沒有完全消化，新的知識便無須疊加而上，比如：高中物理后期很多實驗會使用到滑輪——這種物理裝置，如果能夠在實驗當中重申滑輪的作用和功能，對學生的物理知識學習顯然會更加有利。比如：通過實驗論證起步之時，10S內(nèi)的速度可以達到100Km/h的小汽車，和要想達到100Km/h，需要500S的火車，究竟為何加速度有著如此大的差距時，需要測量加速度大小和物體質(zhì)量之間的關聯(lián)性，進一步判斷加速度、力以及質(zhì)量三者之間的關系。為了確保實驗結(jié)果的準確性，整個實驗被分為兩個部分，分別是在確保質(zhì)量不變的情況下，判斷加速度和力之間的關系，以及確保力不變的情況下，判斷加速度和質(zhì)量之間的關系。前者可以通過勻加速直線運動的位移公式，以及打點計時器對勻加速直線運動的位移和時間測量，來求解加速度；通過增加砝碼的方式，來改變實驗對象的質(zhì)量，利用天平測量不同質(zhì)量的實驗對象；利用彈簧測力計測量力的大小。而為了確保固定彈簧測力計能夠更為精準地測量運動中的重物，可以在彈簧測力計和重物之間，增加一個定滑輪。此時彈簧所顯示的數(shù)字、重物本身的重力以及具體承受的拉力之間存在明顯的數(shù)字關系，即在不考慮摩擦力的情況下，拉力=（彈簧顯示的數(shù)值—重力）/2。通過必要的討論以及比較策略，學生在縱向上能夠?qū)Ω咧形锢韺W習過程中，所有涉及實驗元素的實驗都能產(chǎn)生連帶性的影響，而該結(jié)論基本為后續(xù)學生進行牛頓第二定律的學習提供了一定的基礎和保障。