實驗學生物理學科核心素養培養教學
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摘要：隨著教學改革的深入，對教學要求也不斷更新，促進學生核心素養的養成和發展是當前教育的重要任務之一。物理學是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學是物理教學不可缺少的一部分，是培養學生核心素養的一種重要教學手段。文章基于核心素養的內涵及其主要內容，提出了在物理實驗中培養學生核心素養的教學策略。
關鍵詞：核心素養;物理實驗;教學策略
核心素養是指學生接受相應階段的教育后，必需要具備的基本素質和關鍵能力，目的是為了能滿足個人終身發展和社會發展的需要，中學生一旦建立起核心素養，對學生今后的學習和工作會產生深遠影響，對促進學生終身學習和全面發展都起著至關重要的作用。核心素養的培養要落實到具體的學科教學中，為了能切實了解以核心素養為基礎的新課程改革，必須要深入的理解學科核心素養，每門課程對學科核心素養的理解也千差萬別。物理學科核心素養主要包括“物理觀念素養”“物理思維素養”“物理探究素養”和“科學責任素養”四個要素。教師不單要注重學生知識和技能的學習，還要注重學生情感、態度、價值觀等多方面非智力因素的發展，以提高學生的綜合素質。
（一）物理觀念素養“物理觀念素養”是指在物理學學習與研究過程中形成的對物質世界本質的看法。它為學生從物理學的觀點認識自然現象、解決實際問題提供了基本的依據，是能夠在頭腦中對物理概念和物理規律進行提煉和完善的物理思想。在不同階段的物理學習中，相應的物理觀念也有所不同，學生通過對物理觀念的學習，可以很好地幫助學生用物理的“眼光”看待世界，了解生活中的物理知識進而幫助學生解決實際問題。
（二）物理思維素養“物理思維素養”是指在學習和研究 物理學的過程中必須具備的一種思維方式，它能讓學生從物理學的觀點出發去理解客觀事物的本質屬性、內部發展規律和相互轉換關系；能對抽象的事物在經驗事實的基礎上構建理想模型，進而將抽象的事物一般化，將復雜的事物簡單化；根據事實證據并通過科學的論證推理，對存在矛盾的觀點大膽地提出質疑，然后從不同的角度出發，對其所質疑的觀點提出不同見解的創造性想法。物理思維素養不能在短時間內形成，是長時間進行物理思維訓練的結果，是一種潛移默化的過程。
（三）物理探究素養“物理探究素養”是指學生能夠發現并提出物理問題，形成猜想假設，根據問題的需要，選擇收集有用的信息，根據事實證據和邏輯思維對問題做出合理的解釋和解決，讓學生具有能夠合理表達解決問題的過程和對結果進行合理解釋的意愿和能力。
（四）科學責任素養“科學責任素養”是指學生在接受物理教育之后，能認識科學本質、了解科學技術、形成對科學技術的正確態度和在日常活動中負責任的良好行為，能掌握正確的價值觀念，產生對自然的敬畏和對自然的尊重的意識，提高其環境保護和可持續發展的意識，從而提升學生的社會責任感。
二、實驗教學對培養學生核心素養的重要意義
（一）激發學生的學習興趣物理學其學科特點體現為“四多”，概念多、定義多、規律多、公式多，這“四多”成為許多學生學習的困難，“概念不理解、定義不準確、規律找不到、公式不會用”，這些困難都會使學生失去學習興趣。這就需要教師在設計教案時，加入能夠吸引學生的注意力、激發學生學習興趣的教學環節，而物理實驗可以做到這一點。新奇有趣的實驗，能讓學生對實驗現象產生好奇感，培養學生的學習興趣，激發學生的求知欲望，從而能讓學生主動地去探索物理知識，學生的學習動力增強了，知識水平自然也會隨之提升。
（二）培養學生各方面的能力物理實驗是培養學生各方面能力的一個好的方法，傳統的物理教學注重知識的傳遞，而忽視實驗探究過程，實質上實驗探究知識的過程和結果一樣重要。通過實驗教學，使學生獲得親身體驗，完成從了解物理現象，理解物理知識，到運用物理規律的學習過程，這既能豐富學生的學習經驗，幫助學生學習用科學的方法研究問題與解決問題，又有利于學生形成尊重事實、尋求真理的科學態度，培養學生探究新事物的能力。
（三）增強團隊合作意識在當代社會快節奏的工作和生活中，個人與群體之間的溝通與合作是非常重要的，學生需要具備合作與交流能力，為以后的學習工作打下基礎。物理實驗可以為學生與學生之間、學生和老師之間的交流合作提供廣闊的空間與舞臺，通過小組合作實驗，讓學生明白團體的重要性，增強學生的合作意識，同時又形成和諧的人際關系。
三、在物理實驗教學中培養學生核心素養的策略
（一）通過實驗觀察各物理量之間的關系，促進物理觀念的形成物理觀念是物理概念和規律在頭腦中的提煉和升華。教師如果想要培養好學生的物理觀念，就應該要做好物理概念和規律的教學①。因此，物理觀念教學關鍵的一步就是要讓學生準確地掌握物理概念和規律。然而學習物理概念的過程通常是枯燥無聊的，單純地講授，學生很難真正的理解概念的內涵。物理概念和規律的學習主要就是從感性出發，教師可以在講解概念的前后設置一些新奇有趣的實驗，讓學生對所要學習的內容有一個清晰地認識，然后根據實驗現象的特點提出新概念和新規律。實驗更加直觀地將物理現象和變化過程展示出來，幫助學生理解概念、總結規律，為形成物理觀念奠定基礎。
（二）激發學生質疑創新意識，有助于物理思維的培養現代教育更注重訓練學生的思維能力，培養學生的素養。教育的重要目的之一就是教會學生如何去思考問題，培養學生解決問題的能力，物理思維是物理學科的重要組成部分。提出質疑和創新能力是物理思維的基礎，質疑也是創新的基礎，是創新的第一步，只有對一些觀點提出質疑才能夠進行創新。在物理學的發展歷史上，科學家提出的任何新的概念、理論和規律，都是對前人的結論存在質疑，然后運用創新思維提出自己的觀點、建立新的概念和規律。創設實驗情境，培養學生的質疑精神。教師應該為學生創設良好的實驗環境，設置適當的問題情景，根據實驗目的提出相應的問題，引導學生思考，激發學生創新思維②。創設問題情境有多種方式：教師可以從學生的生活經驗中提出問題；可以用簡單有趣的小實驗提出問題；緊密結合學生認知來提出問題。如在學習之前，可以介紹一些物理學的發展歷史，通過向學生介紹物理學家的不同觀點，并且利用學生之前的知識積累和感性認識，使學生在心理上產生疑問，進而提出問題，培養學生的質疑精神，同時激發學生的求知欲望。增加課外實驗，培養學生的創新能力。培養物理思維要求學生具有發現問題的能力，只有發現了問題學生才能根據問題設計相應的解決方案，從而使學生的物理思維得到良好的鍛煉。教師需要轉變教學觀念，在實驗教學中，不能只講授教材中的實驗，可以根據實際情況，設計一些有趣的課外實驗，課外實驗的不確定因素多，給學生留出了更大的思考空間，有助于培養學生的創新能力。例如利用生活中的物品指導學生做一些有趣的小實驗，利用這種方式既節約了實驗成本，把生活中的一些東西變廢為寶，讓學生體會到物理學與生活的緊密聯系，又培養學生的創新能力與動手能力；再如可以開放實驗室，讓學生根據所學知識點自己動手設計實驗，體驗創新樂趣。
（三）體驗實驗過程，培養學生物理探究素養物理探究式實驗教學在對提高學生科學素養方面具有很大的影響，在物理課程中，實驗與探究密切相關，實驗是最重要的科學研究方法之一，通過實驗探究得到的經驗事實非常具有說服力。因此，實驗教學對學生物理探究素養的培養意義重大。物理探究是一個探索過程，它是以科學思維為核心，在提出質疑和創新思維的基礎上開展探究過程，每個探究環節緊密相扣，逐層遞進式地影響學生的物理探究素養。在實驗課上，應盡可能地將教師演示驗證的過程轉變成學生動手探究過程③。科學探究應該貫穿于整個實驗當中，這樣才能充分發揮探究的作用，要突出以教師為主導、以學生為主體的教學理念，讓學生帶著自己的問題設計實驗，展開實驗探究過程。學生只有親身體驗實驗過程，感悟實驗方法，才能增強學生以科學方法解決問題的意識。因此突出學生在實驗中的主體地位，是培養學生物理探究素養的關鍵。
（四）指導學生正確的面對失敗，培養學生科學責任素養。實驗是一種科學的研究方法，要求學生能夠從事實中尋求真相，尊重事實，對科學研究承擔責任。同時，實驗并不總是順利的，學生在進行實驗時，可能會遇到許多突發情況導致實驗結果出現錯誤，這就要求學生應具有不怕挫折與失敗、堅忍不拔地追求科學的精神，能夠做到善始善終。教師應指導學生對實驗進行評估與反思，不允許弄虛作假，科學來不得半點虛偽，科學責任是在日常的教學中一點一滴培養起來的。學生在實驗中能明白尊重客觀數據的重要性，從而養成善于思考、實事求是的科學態度，增強學生的科學責任感。
四、結語
實驗在培養學生物理學科核心素養中的作用是任何其他教學方法不能替代的，教師應充分發揮實驗在物理教學中的重要作用，改變傳統的教學模式和固定的教學思維，堅持學生的主體地位。運用實驗教學，激發學生的學習興趣和探索欲望，鼓勵學生大膽猜想，積極參與，讓學生在實驗中體會物理學習的快樂，在潛移默化的過程中使學生物理學科核心素養得到不斷提高。
作者：金思雨 蘆穎 單位：佳木斯大學理學院
