摘要：現(xiàn)階段，在高中物理教學(xué)活動中，教師帶領(lǐng)學(xué)生對物理課程知識進(jìn)行深入、高效學(xué)習(xí)，教師可以植入學(xué)生感興趣的實驗項目，開發(fā)出多元化的實驗課程；同時銜接豐富多樣的實驗指標(biāo)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實驗學(xué)習(xí)。在該環(huán)節(jié)，物理教師須引導(dǎo)學(xué)生參與實驗設(shè)計和規(guī)劃，指引學(xué)生參與仿真實驗學(xué)習(xí)，并且強化實驗報告和溝通，開展跨學(xué)科實驗互動，引領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)不斷提高自身的綜合能力和素質(zhì)。本文對高中物理實驗教學(xué)的學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略進(jìn)行分析探討。關(guān)鍵詞：高中物理；實驗教學(xué)；學(xué)科核心素養(yǎng)在高中物理教學(xué)過程中，物理教師銜接實驗教學(xué)方法，整合實驗項目，開發(fā)實驗課程，對于提高學(xué)生的整體學(xué)習(xí)水平和效率具有顯著功效。物理教師應(yīng)當(dāng)開發(fā)多元化的實驗項目，引進(jìn)豐富的實驗課程，同時銜接多元化的實驗指標(biāo)，帶領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)對課程概念、知識內(nèi)涵進(jìn)行深入研學(xué)探究，提高物理教學(xué)水平。一、高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)容高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)通常包含多個方面的內(nèi)容，涉及科學(xué)思維、物理觀念、科學(xué)態(tài)度、責(zé)任意識、科學(xué)探究與交流、物質(zhì)觀念和應(yīng)用以及信息技術(shù)素養(yǎng)等?？茖W(xué)思維體現(xiàn)在學(xué)生對模型的構(gòu)建，以及對知識概念的推理、驗證層面，學(xué)生須對客觀存在的事物屬性、規(guī)律以及其內(nèi)在的關(guān)系進(jìn)行整體探究。在科學(xué)思維中也涉及對問題的探討方式、解決方法，同時使用科學(xué)合理的策略來進(jìn)行推理、分析、驗證，根據(jù)不同觀點和結(jié)論提出相應(yīng)的疑問，并且修正相關(guān)問題點。而物理觀念則是核心素養(yǎng)中不可或缺的一部分，其揭示物理底層規(guī)律、邏輯關(guān)聯(lián)，如能量守恒、質(zhì)能守恒，可使學(xué)生深入理解物質(zhì)的本質(zhì)規(guī)律，解釋自然現(xiàn)象。另外，參與物理學(xué)習(xí)也需要充分增強學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任意識，比如：在物理學(xué)習(xí)過程中勢必會涉及團隊合作項目，學(xué)生在團隊交流過程中須學(xué)會科學(xué)合理的交流互動方式，同時掌握科學(xué)方法，秉承科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的態(tài)度，實事求是，不迷信權(quán)威，對課程知識進(jìn)行高效學(xué)習(xí)。科學(xué)探究是物理核心素養(yǎng)中引領(lǐng)學(xué)生形成良好學(xué)科思維的關(guān)鍵要素，科學(xué)探究包含提出問題、猜想、假設(shè)，進(jìn)行實驗修訂、方案優(yōu)化等，并且根據(jù)現(xiàn)有的論據(jù)、證據(jù)得出結(jié)論，給出合理解釋。在科學(xué)探究環(huán)節(jié)也需要進(jìn)行交流互動、評估反思，幫助學(xué)生更加深入理解物理現(xiàn)象。而物理觀念的應(yīng)用是引導(dǎo)學(xué)生對物質(zhì)本性、特性進(jìn)行學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過實驗和計算，了解物理世界的運動規(guī)律，掌握物理知識底層邏輯[1]。在2022新課改視域下，在物理學(xué)科核心素養(yǎng)中，提出開展信息化教學(xué)的核心標(biāo)準(zhǔn)和要求，引領(lǐng)學(xué)生參與信息化探究，接受數(shù)字化、信息化知識，結(jié)合虛擬實驗來開展物理學(xué)習(xí)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)以及對信息化社會的適應(yīng)能力。二、高中物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略分析（一）引導(dǎo)學(xué)生參與實驗設(shè)計和規(guī)劃在高中物理實驗教學(xué)過程中，教師要想培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，則需要指引學(xué)生參與實驗設(shè)計和規(guī)劃。實驗設(shè)計和規(guī)劃能力是學(xué)生形成良好科學(xué)思維、科學(xué)探究意識過程中不可或缺的一項內(nèi)容，在實驗設(shè)計規(guī)劃環(huán)節(jié)，大致包含提出問題、假設(shè)，對實驗方法進(jìn)行選用，對實驗步驟進(jìn)行設(shè)計，對實驗儀器、材料進(jìn)行選用，并且預(yù)期結(jié)果和數(shù)據(jù)預(yù)測；同時考慮其中的實驗安全和倫理問題，并且對時間進(jìn)行可靠性驗證、重復(fù)性驗證。教師須將實驗教學(xué)活動進(jìn)行公示、公開，結(jié)合開放性的實驗場景，讓學(xué)生靈活、自由地思考。1.步驟比如：學(xué)生可從實際生活、學(xué)科知識中提煉問題，解釋現(xiàn)象，驗證理論，以此來增強學(xué)生的分析能力以及提出假設(shè)的能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)能夠形成良好的科學(xué)論證思維；緊接著，教師需要引導(dǎo)學(xué)生在實驗方法適用范圍內(nèi)，選取合適的探究策略，預(yù)測其中可能會使用到的實驗方法，探索實踐問題，解決相關(guān)實驗問題，提出觀點，發(fā)展自身的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。在完成上述操作之后，便需要引導(dǎo)學(xué)生對整個實驗步驟進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計，保證整個實驗過程清晰、連貫，且具備操作性、可行性，避免操作遺漏?？勺寣W(xué)生在實驗學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行嚴(yán)格、細(xì)致檢測，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及責(zé)任意識；之后便需要讓學(xué)生選用實驗器材和儀器，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中正確使用儀器，選取合適的實驗材料，開展實驗探究。2.實踐案例比如：在講解測量自由落體加速度的過程中，教師便需要讓學(xué)生圍繞實驗?zāi)康摹嶒炋骄啃枨髞碓O(shè)計實驗計劃。本次實驗主要是通過測量自由落體的加速度，驗證自由落體運動中物體下落距離和時間的關(guān)系。在此期間，教師可讓學(xué)生根據(jù)重力加速度的表達(dá)公式提出相應(yīng)的猜想，對其中的公式單位信息進(jìn)行分析，借此學(xué)生可總結(jié)出需要測試時間，同時計算出物體的速度。之后，根據(jù)實驗探索目標(biāo)，學(xué)生可設(shè)置獨立的實驗項目，完成對實驗材料的導(dǎo)入，對滑軌、落體、計時器、尺子、實驗臺進(jìn)行合理選用；緊接著，教師便需要讓學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)需求，完成對實驗步驟的劃分。比如：將軌道垂直豎立在實驗臺上，保證其垂直的狀態(tài)，在滑軌上放上一個自由落體，使其處于靜止?fàn)顟B(tài)，在起始位置釋放小球，開始計時，最后再進(jìn)行實驗分析，驗證相關(guān)實驗數(shù)據(jù)的真實性、合理性，繪制出一個時間與下落距離的圖表，讓學(xué)生在圖表分析過程中秉承嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的態(tài)度，觀察時間和下落距離之間的關(guān)系，計算出每次實驗的平均時間和距離，推算出平均加速度。在整個實驗活動中，學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)能力得到提升，其自主高效開展實驗設(shè)計能夠形成良好的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任意識，在實踐探究與交流過程中能夠根據(jù)得到的實驗數(shù)據(jù)信息進(jìn)行反復(fù)評估，解釋物理現(xiàn)象[2]。因此，高中物理教師在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的過程中需要植入豐富多元的實驗項目，引導(dǎo)學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)過程中自主設(shè)計實驗，提出猜想，開展自主實驗操作，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)思維。（二）組織仿真實驗1.概念仿真實驗在高中物理教學(xué)活動中的應(yīng)用也能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。部分高中物理實驗項目受到實驗場地、空間、器材的限制，學(xué)生雖然提出豐富的猜想，但是還得不到論證，導(dǎo)致學(xué)生的物質(zhì)觀念和探究意識得不到提升。學(xué)生在探究實驗的過程中往往是結(jié)合現(xiàn)有的實驗材料來提出設(shè)想和實驗論證方法，但是在實驗材料受限的情況下，會導(dǎo)致學(xué)生的思維得不到發(fā)展，無法形成良好的科學(xué)思維。為了鼓勵學(xué)生進(jìn)行大膽推理、驗證，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，高中物理教師在實驗教學(xué)活動中可嘗試引進(jìn)對應(yīng)的仿真實驗，在虛擬場景中讓學(xué)生進(jìn)行靈活、高效的實踐探索，豐富實驗教學(xué)內(nèi)容。在虛擬實驗中，學(xué)生可進(jìn)行多樣化的操作，對概念進(jìn)行可視化掌控，從而更加深入消化、吸收物理知識理論。而在虛擬實驗中也必然會使用到信息技術(shù)、信息系統(tǒng)，借此也能夠進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，可讓學(xué)生在虛擬實驗室中模擬物理現(xiàn)象，更加深入理解、內(nèi)化物理理論，對抽象的現(xiàn)象進(jìn)行直觀形象學(xué)習(xí)。另外，虛擬實驗也可消除部分潛在的危險因素，可使學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行大膽操作和驗證。例如：在部分電熱學(xué)實驗中涉及高溫、高壓，此時可通過仿真實驗來提高實驗教學(xué)的容錯率，減少實驗器材的消耗，使學(xué)生能夠做出大膽假設(shè)，進(jìn)行大膽操作、求證，得到實驗結(jié)果。2.案例分析比如：在講解天體物理的過程中，由于其中所涉及的實驗項目較為抽象，學(xué)生通常是通過想象學(xué)習(xí)來探索其中的萬有引力以及行星運動規(guī)律、周期。此時，教師可引進(jìn)相應(yīng)的仿真虛擬系統(tǒng)，模擬太陽系或銀河系的運動場景，對萬有引力公式和概念進(jìn)行講解，讓學(xué)生在虛擬實驗中嘗試論證驗證開普勒定律；同時讓學(xué)生在驗證萬有引力公式的過程中，分析中心恒星質(zhì)量對萬有引力大小的影響，讓學(xué)生在虛擬實驗室中能夠通過實踐探究，對引力公式中的G形成一個深層次的認(rèn)知。結(jié)合此類虛擬實驗，可高效發(fā)展部分高難度系數(shù)的實驗項目，在虛擬場景中模擬不同的實驗變量、實驗信息。但是，物理教師須提前對虛擬系統(tǒng)、虛擬引擎進(jìn)行開發(fā)、建設(shè)，使學(xué)生在虛擬環(huán)境中能夠進(jìn)行靈活高效的探究，使學(xué)生的核心素養(yǎng)能力在直觀的空間環(huán)境中能夠得到提升。（三）強化實驗報告與溝通學(xué)生的核心素養(yǎng)能力還體現(xiàn)在科學(xué)探索與交流層面，高中物理教師在開展實驗教學(xué)活動中也需要通過實驗報告與溝通的形式，增強學(xué)生的交際溝通能力和互動能力。在實驗結(jié)束之后，教師可讓學(xué)生撰寫實驗報告，總結(jié)實驗心得，與其他小組成員或同學(xué)教師進(jìn)行交流溝通，分析驗證探討過程，在實驗報告中記錄實驗學(xué)習(xí)心得，整合實驗過程，對儀器材料的使用以及觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行匯聚整理，借此來培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力以及實驗記錄能力，使其回顧掌握整個實驗過程。在該環(huán)節(jié)，教師可利用錄屏設(shè)備錄制設(shè)備，讓學(xué)生通過觀看自身的操作，回顧自身的實驗學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生在反思學(xué)習(xí)過程中能夠發(fā)現(xiàn)自身的缺點和不足，增強學(xué)生的批判反思能力。之后，也可以讓學(xué)生在實驗報告中對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，比如繪制圖表，計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，讓學(xué)生學(xué)會基本的數(shù)據(jù)處理方法，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力。最為關(guān)鍵的是，在學(xué)生的實驗報告中還應(yīng)當(dāng)囊括其中的科學(xué)假設(shè)、實驗?zāi)康囊约邦A(yù)期得到的結(jié)果等，并且將相關(guān)信息與實際結(jié)果進(jìn)行比較，尋找其中存在的偏差，從而讓學(xué)生對實驗設(shè)計能夠進(jìn)行持續(xù)改良創(chuàng)新，對實驗假設(shè)、實驗推理能夠進(jìn)行深入、高效的思考總結(jié)，使學(xué)生在下一次實驗預(yù)測分析過程中能夠提高精度。學(xué)生在完成對實驗報告的編制、書寫之后，教師可讓其上講臺參與實驗總結(jié)，對自身的學(xué)術(shù)研究成果進(jìn)行展示，傳播科學(xué)知識，將科學(xué)發(fā)現(xiàn)分享給教師和同學(xué)，從而形成良好的學(xué)習(xí)潮流和風(fēng)尚。因此，在高中物理實驗教學(xué)活動中，教師培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)能力也可適當(dāng)銜接實驗報告和實驗溝通項目，讓學(xué)生及時將實驗學(xué)習(xí)結(jié)果和心得反饋出來，從而提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)效率。（四）開展跨學(xué)科互動實驗物理解釋了生活現(xiàn)象、生活規(guī)律，在科學(xué)思維培養(yǎng)活動中，提出培養(yǎng)學(xué)生建模思維、推理能力的核心指標(biāo)。學(xué)生的科學(xué)思維應(yīng)當(dāng)建立在建模思維、推理思維、驗證思維的基礎(chǔ)之上。而為了培養(yǎng)學(xué)生的建模思維，教師可開展跨學(xué)科互動項目，讓學(xué)生在其他學(xué)科課程中能夠?qū)ξ锢碇R概念進(jìn)行差異化學(xué)習(xí)。跨學(xué)科融合有助于培養(yǎng)學(xué)生的建模思維能力，結(jié)合數(shù)學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)期間針對特定的模型概念提出各自假設(shè)、觀點、看法，利用多個領(lǐng)域的學(xué)科知識來解決物理問題，可增強學(xué)生的物理應(yīng)用能力、實踐探究能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合思維能力。在跨學(xué)科實驗項目中，教師須植入建設(shè)性的問題，拓寬學(xué)生視野，幫助學(xué)生了解不同的學(xué)科之間的連接和互動形式，更加深入解釋物理現(xiàn)象，形成良好的終身學(xué)習(xí)思維。在學(xué)科融合互動過程中，教師也需要幫助學(xué)生形成全方位的認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生解決問題、探索問題的能力，使學(xué)生能夠從不同角度進(jìn)行思考，尋找出創(chuàng)新方案[3]。比如：在講解交流電實驗的過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對電源、電壓、電流表、電阻、線路以及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行合理調(diào)控和使用，在交流電實驗中，讓學(xué)生結(jié)合對應(yīng)的數(shù)學(xué)知識，構(gòu)建對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，解釋物理現(xiàn)象。教師可利用三角函數(shù)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)交流電變化波形圖的過程中，對其中頻率、電流、電壓等知識概念進(jìn)行學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生在后續(xù)深層次探索過程中，借助數(shù)學(xué)語言，探尋其中的底層邏輯，從而將數(shù)學(xué)實踐應(yīng)用在物理上。通過此類簡單的實驗項目，學(xué)生的物理思維和建模思維均能夠得到有效發(fā)展，從而提高學(xué)生綜合素養(yǎng)和能力。因此，高中物理教師在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)能力期間需要銜接多門學(xué)科概念，植入學(xué)科知識內(nèi)容，開發(fā)出建模課堂，讓學(xué)生嘗試?yán)脭?shù)學(xué)模型、物理模型來解釋相關(guān)知識原理。三、核心素養(yǎng)背景下高中物理實驗教學(xué)的注意事項通過上文的論證可以看出，在核心素養(yǎng)背景下，組織高中物理教學(xué)活動，可培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，高中物理教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合開放性教學(xué)原則，尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，打造開放課堂，使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中能夠進(jìn)行大膽假設(shè)，提出各自觀點和看法。同時教師所設(shè)定的條件不應(yīng)當(dāng)過于嚴(yán)苛，須充分結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，使學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)能夠得到成長和進(jìn)步。另外，在部分實驗項目中，教師也應(yīng)當(dāng)結(jié)合小組合作項目，培養(yǎng)學(xué)生的合作交流能力、溝通能力，使學(xué)生的綜合素養(yǎng)得到提升。而在學(xué)科互動話題中，高中物理教師也需要做到有效取舍，盡可能實現(xiàn)學(xué)科底層邏輯以及學(xué)科核心素養(yǎng)的整合，在實驗教學(xué)過程中體現(xiàn)出多門學(xué)科課程的核心素養(yǎng)內(nèi)涵，從而才可保證跨學(xué)科實驗項目能夠正常高效開展。最為關(guān)鍵的是，在高中物理實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，教師也應(yīng)當(dāng)在保證絕對安全的情況下提高教學(xué)效率，但是也并不意味著