科学素养是指个体对科学知识和科学方法的理解、应用和创新能力。在高中阶段，物理学作为一门基础学科，对于培养学生的科学素养具有不可替代的作用。实验教学作为物理教学中的重要组成部分，其优化对于提升学生的科学素养具有重要意义。
一、创新实验内容，提高学生兴趣
科学素养的培育根植于学生的主动学习意愿与探索精神之中。当学生对物理知识产生浓厚兴趣，并自发地投身于物理现象的探索时，这种内在动力便成为推动他们科学素养发展的关键力量。因此，在高中物理实验教学中，教师应致力于实验内容的创新，旨在通过新颖、有趣且贴近学生生活的实验设计，激发学生的好奇心与求知欲，引导他们积极参与实验学习，从而在实践中深化理解，提升科学素养。以“平抛运动”的教学为例，传统教材提供的实验方案虽逻辑严谨，但往往与学生日常生活脱节，难以迅速吸引学生的注意力和兴趣。为此，教师可大胆创新，将传统的小球平抛实验转化为更加直观生动的“流水平抛实验”。在这一改进中，教师巧妙地利用矿泉水瓶和水流作为实验材料，通过简单的操作，让水流以平抛轨迹喷出，直观展示了平抛运动的特征。这种创新不仅使实验过程更加贴近学生的生活经验，也极大地增强了实验的趣味性和观赏性，有效激发了学生的参与热情。通过这样的创新实验，学生不仅能够更加清晰地观察到平抛运动的轨迹，还能在动手实践的过程中，深刻体会到物理知识的实际应用价值，从而加深对物理概念的理解与掌握。更重要的是，这一创新实验设计促进了学生物理思维的活跃与科学素养的提升，使他们学会了从生活中发现物理问题，运用所学知识进行探究与解释，逐步构建起自己的物理知识体系。总之，创新实验设计是提升高中物理实验教学质量的有效途径。通过贴近学生生活、富有创意的实验内容，教师能够有效激发学生的学习兴趣与探索欲望，引导他们在实践中学习、在探索中成长，最终实现科学素养的全面提升。
二、设计问题情境，引导学生思考
在高中物理实验教学中，尽管实验本身具有吸引力，但部分学生仍可能因对实验目的和意义理解不深而未能充分发挥其学习潜力。为了转变这一状况，教师需要巧妙地设计问题情境，通过提出富有启发性和引导性的问题，引导学生超越表面现象，深入探索物理知识的内在逻辑和实验的本质。以“匀变速直线运动的研究实验”为例，教师可以通过精心设计的问题链，逐步引导学生深入思考。首先，教师可以展示实验过程并提问：“在实验中，我们为什么要特别制造一个斜面？这一设计背后的目的是什么？”这样的问题能够直接触及实验的核心，促使学生从操作层面转向理论层面的思考。随后，组织学生进行小组讨论，鼓励他们分享各自的观点和见解。通过集思广益，学生不仅能够加深对实验目标的理解，还能在交流中锻炼沟通能力和团队协作能力。在小组讨论的基础上，教师可以进一步提出更具挑战性的问题：“在探究匀变速直线运动时，除了使用斜面，还有其他方案吗？这些方案之间有何异同？它们对实验结果有何影响？”这样的问题旨在激发学生的认知冲突，促使他们从不同角度审视实验设计，进而深入理解实验原理和科学方法。通过这一系列问题的引导，学生不仅能够掌握实验的具体操作和技能，更重要的是，他们能够在思考过程中逐步构建起对物理知识的系统理解，培养起科学思维和解决问题的能力。这种深度的学习和思考过程，正是科学素养形成的关键所在。因此，构建问题情境是提升高中物理实验教学质量、促进学生科学素养发展的有效策略。教师应充分利用这一方法，激发学生的内在学习动力，引导他们在探索中发现、在思考中成长。
三、安排随堂习题，强调知识应用
在教授“滑动摩擦力”这一章节时，教师应紧密围绕核心教学内容，设计“静摩擦力与滑动摩擦力探究”的实验教学，鼓励学生通过小组合作，自主设计实验方案、执行操作并验证假设，以此加深对摩擦力生成条件的理解。实验完成后，适时引入随堂习题，旨在巩固学生所学，并促进其将理论知识应用于实际问题解决中。以一道涉及木块相对运动的习题为例，题目要求分析不同速度条件下，两木块间摩擦力的方向。此类题目不仅考验学生对摩擦力概念的理解，还强调了对运动状态与相对运动状态差异的识别能力。解答过程中，教师应引导学生回归实验思维，依据实验中的观察与结论来推理答案，而非仅凭记忆或公式。在讲解此题时，教师应强调运动方向与相对运动方向的区别，通过实例或简短实验演示帮助学生直观理解。同时，鼓励学生提出质疑，培养批判性思维，如探讨为何在某些条件下摩擦力方向会发生变化。为增强实践性和创新性，教师可提供简易实验材料，鼓励学生自行设计小实验来验证或探索相关物理现象，从而在实践中深化理解，提升科学素养。通过随堂习题与实验思维的有机结合，学生不仅能够巩固课堂所学，还能在解决问题的过程中锻炼逻辑思维、批判性思维和创新能力。这种教学模式有助于形成良好的学习习惯，即遇到问题时能够主动运用实验方法进行探究，从而全面提高学生的科学素养。
在新课标框架下，高中物理教学将科学素养置于核心位置，视为物理学科核心素养的基石和学生必备的关键能力。物理实验教学作为连接理论与实践的桥梁，扮演着至关重要的角色。物理实验教学不仅是传授知识、培养技能的有效途径，更是提升学生科学素养、塑造科学精神的关键环节。通过加强实验教学，我们可以有效促进学生科学素养的全面发展，为培养具有创新精神和实践能力的新时代人才奠定坚实基础。
参考文献
[1]于忠.聚焦实验教学发展科学素养——高中物理实验教学的对策和流程探究[J].考试周刊,2021(91):121-123.
[2]王长明.核心素养视域下高中物理实验教学中的科学思维的培养[J].高考,2021(31):101-102.
