在物理课堂教学中，实验的地位不言而喻。对此，我国的物理学家朱正元先生也曾明确指出：千言万语说不清，一做实验就分明。在高中物理学习中，通过实验操作、探究、思考，有助于学生完成物理核心概念、物理规律等深奥知识的探究学习。同时，学生在物理实验探究学习的过程中，也在很大程度上提升了自身的思维品质，形成一定的科学探究能力、观察能力、操作能力等，并强化自身的科学观念，真正满足高中物理核心素养下的教学目标。但在调查中发现，受到多种因素的制约，当前高中物理教师在开展实验教学时依然束缚在传统的“以讲代做”“纸笔实验”中，或者是单纯地观看视频代替实验操作。在这种物理实验教学模式下，学生缺乏实验观察、思考和动手操作，致使物理实验流于形式，阻碍了物理核心素养的发展。
一、高中物理学科核心素养概述
(一)物理概念
物理概念是指在基本上掌握物体运动、物质和能量定义的前提下所产生的概括性的语言。发展物理概念后,学生们可以从物理视角表述生活中的物理现象。培养学生的物理概念,需要物理教师在教学中指导学生深刻理解物理概念及其工作原理,学会用物理知识解决问题,而不是让学生死记硬背。
(二)科学思维
科学思维是人脑对科学规律和科学本质的一种体现,包括模型构建、质疑和自主创新、科学论述和科学推理。大多数教师深受应试教学思想的影响,他们要求学生熟记知识,做大量的练习,实验课程不做实验,学生的学习自主性较弱,对提高学生的核心素养也有负面影响。
二、高中物理实验教学现状
(一)更多地关注外部结构而不是内部配置
现阶段,很多学校在竞争的压力下,不遗余力地修建了完备的实验教学大楼,同时配备比较完善的桌椅。但是,实验仪器的配置和升级却被忽略了。很多学校设备老化、严重损坏,没有定期进行维护保养。有一些是20世纪80年代教材所需要的实验室仪器,而今日的教材已不再采用这些仪器设备。面对这些情况,高中生怎样去做物理实验?
(二)重点介绍实验结论和操作过程,而不是让学生参与实验
实验是理论的原动力,物理是一门以实验为核心的课程。可现实正好相反,很多教师依然在上课的时候只进行实验的展示,把分类演示内容画在黑板上,让学生在书本上划圈,然后在课下记诵实验流程。学生无法选择实验仪器,未参与方案设计、收集信息、处理数据和评定实验。
（三）物理课程缺乏有效的实验教学方法
受传统的教育理念影响,学生们上课的时候通常很被动,极少有机会开展实验。在大多数情况下,教师在课堂上讲解完实验后直接进行演示。尽管教育改革依然在火热进行中,但到现在为止,很多高中物理教师都还没产生一套科学合理、全面的实验教学策略。一方面,教师的教育观念比较落后;另一方面,因为硬件配置限制,很多学校并没有配置充足的实验仪器去满足所有学生自主探究的需求,学生们的实验水平不可能有提升。
三、核心素养视角下高中物理实验教学策略
(一)培养学生核心素养,合理安排小组合作
物理实验教学具有极强的理论性。但是,因为学生实验操作技能的差别和教师教学课堂时长限制,教师没法在上课的时候指导学生反复实验。因此,教师可以让学生分组做实验,以培养学生的团队精神,提升学生的素质,推动教学实验的顺利开展。
例如在学生学习《重力与弹力》时,教师可以根据学生自主学习情况及实践技能分类实验,并协助小组合作学习对弹簧弹力与形变量的关系开展实验。在实验步骤中,教师要为学生解读物理问题,依靠实验去吸引学生们的探索欲望,激发学生们的积极性,提升学生的物理思维和实验水平,同时提高学生的小组合作能力,培养学生的核心素养。
(二)在互动教学中提高学生的核心素养
在物理的教学课堂中,教师必须规范使用教材内容,但不必完全限于教材的课堂教学范畴。根据学生的日常生活中的具体实例,将物理学教学课堂的内容和学生的生活实际结合起来,可以不断提高学生的积极性。在这个过程中,教师不但要关心学生自主学习情况,还应注意创建切合实际的课程目标与教学价值,并实现新物理的教学课堂核心理念。教师必须将课堂教学内容系统化,高效地指导学生相互交流,使学生在场景互动与交流中深刻理解物理基础知识。
与此同时,教师还要指导学生将物理问题高效地应用到生活中。此方法可以提升学生了解现实问题和解决问题的能力,从而提升学生的核心素养。
例如，在学习《速度变化快慢的描述--加速度》的有关定义时,教师必须深入了解学生在课堂教学上对知识点的认知状况。与此同时,因为在此前的知识储备里没有加速度的定义,学生了解这一概念很困难,这时,教师可以通过具体事例分析讲解概念,让学生们立即联想起现实中的一些详细情况,使学生迅速、全面地了解加速的定义。比如,在十字路口,一辆小汽车和一辆大货车已经在等红灯,在红灯结束的时候,两车同时加速,这两辆车的速度会怎么样?你可以用物理问题和物理学语言清晰地表达两种车子运动特性的差别吗?在回答这个问题时,学生在形成物理学情景方面有着许多经验,因为它在日常生活中更为普遍。在相互沟通和讨论的过程当中,他们也会根据自己的生活得出相应的回答。
(三)加强学生探索性实验,增加实验数量
虽然大部分教师与学生都意识到实验课堂的重要性,但由于种种客观原因,实验没有得到充分重视。在演示实验操作中,为了能让学生的思路跟着教师走,教师要引导学生认真观察并积极配合实验,在教师实验演示完成后,再通过提出问题、交流合作、阅读等形式,将实验结论总结出来,这会对学习效果的落实起到重要作用。演示实验必须做到理论性强、挑战性强。如果对基本原理的描述一直模模糊糊,则很难达到实验效果,让学生也陷入模糊的学习状况。
（四）更新教学理念,回归学生主体状态
由于传统教学模式的限制,无法有效发挥学生的学习兴趣和积极性。因此,教师需要反思自己的教学理念,认识自己的不足,认真学习最先进的教育理念,然后进行讨论式教学。
众所周知,模型的一切变化都是从思维的变化中发展起来的。教师要充分发挥教学的重要性,首先要改变教育观念,重归学生主体地位的课堂,使学生成为课堂的主人。教师的教学计划应当根据学生自主学习的状况来制定,而非教师自己的主观教学方法和经历。
综上所述，面对物理核心素养下的要求，如何提升实验教学质量，如何借助实验教学培养学生的物理核心素养，是摆在所有物理教师面前的一道难题。鉴于此，高中物理教师应结合新课程下的要求，对当前物理实验教学现状进行理性的思考和审视，树立正确的实验教学观念，优化实验教学模式，不断提升物理实验教学质量，促使学生在多样化的实验学习中形成一定的物理核心素养。
