基于高中物理实验教学的学科核心素养培育探讨

摘要：在新课程改革背景下，高中物理实验教学承载着培育学科核心素养的重要使命。本文深入探讨了通过创新实验教学模式来全面提升学生物理学科核心素养的实践路径。研究聚焦于四个关键维度：构建情境化实验教学模式以培养物理观念素养，实施分层次探究实验活动以发展科学思维素养，运用多元化评价体系以提升科学探究素养，加强实验教学资源整合以塑造科学态度与责任素养。通过典型实验案例的深度剖析，提出了具体可操作的教学策略和实施方案，为新时代物理教育质量提升提供了理论指导和实践借鉴。

关键词： 高中物理；实验教学；核心素养；情境化教学；科学探究

引言：随着《新课标》的全面实施，物理学科核心素养已成为新时代教育改革的核心议题。物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四大素养的培育，对传统实验教学模式提出了前所未有的挑战。当前高中物理实验教学普遍存在重结果轻过程、重验证轻探究、重技能轻素养等问题，难以适应核心素养培育的新要求。实验教学作为物理学习的重要载体，具有直观性强、参与度高、综合性强等独特优势，是培育学科核心素养的重要途径。

一、构建情境化实验教学模式，培养物理观念素养

情境化实验教学模式就是把物理实验放到生活或科学问题场景里，让学生在真实环境中形成正确物理观念。这要求老师精心设计实验场景，把抽象物理概念和学生生活经验联系起来，让学生从宏观现象了解到微观本质，慢慢建立完整物理观念体系。教学时，老师要注重创设问题场景，引导学生从观察现象开始，通过实验发现物理规律，形成科学物理观念。就拿人教版必修一第二章第1节“实验：探究小车速度随时间变化的规律”来说，老师可以创设这样的场景：让学生观察汽车启动时的运动特点，提出“汽车速度咋变化的？能用数学关系描述这种变化不？”的问题。实验时，老师先引导学生设计实验方案，选好实验器材（打点计时器、小车、长木板等），让学生亲自做实验，通过测量不同时刻小车位置，算出各时间段平均速度，画出v - t图象。处理数据时，学生发现v - t图象是直线，就建立起匀变速直线运动的物理观念。老师要引导学生分析图象啥意思，理解速度变化规律，建立加速度概念，最终形成“匀变速直线运动速度和时间是线性关系”的物理观念，为后面学习打基础[1]。

二、实施分层次探究实验活动，发展科学思维素养

分层次探究实验活动是根据学生的学习水平和能力差别，设计不同难度的实验探究任务，让学生的科学思维能力一步步提升。这种教学方法强调从简单的验证性实验慢慢过渡到复杂的设计性实验，培养学生的逻辑推理、批判质疑、模型建构等科学思维能力。以人教版必修一第四章第2节“实验：探究加速度与力、质量的关系”为例，老师可以设计三个难度层次的探究活动。基础层：学生按照教材给的实验装置，改变拉力和小车质量，测量小车加速度，验证a∝F/m的关系。这一层次，老师重点教学生掌握实验操作技巧，学会用打点计时器测加速度的方法。提高层：要求学生分析实验里的误差来源，像摩擦力影响、细绳拉力和钩码重力的差别等，设计改进办法减小误差，比如平衡摩擦力、保证钩码质量比小车质量小很多等。学生要用控制变量法，分别探究a与F和a与m的关系。拓展层：学生要设计新实验方案验证牛顿第二定律，比如用气垫导轨、力传感器等现代实验器材，或者设计其他物理场景下的验证实验，培养创新思维和实验设计能力。

三、运用多元化评价体系，提升科学探究素养

多元化评价体系是用多种方式和标准，全面评估学生实验探究的表现和收获，促进学生科学探究素养发展。它不光看实验结果准确性，更看重学生在实验过程里的表现，像提出问题、做出假设、设计实验、处理数据、得出结论、交流表达这些环节。评价方式有过程性评价和终结性评价结合、定性评价和定量评价结合、自我评价和他人评价结合。教师要建立科学探究素养的评价指标体系，包括探究能力、实验技能、科学态度、交流合作这些方面，通过实验报告、实验操作、小组讨论、成果展示等形式综合评价。比如说人教版必修二第五章第3节“实验：探究平抛运动的特点”，教师就可以构建多元化评价体系。过程性评价呢，就是看看学生设计实验时能不能正确分析平抛运动特点、提出实验假设，操作的时候能不能熟练用频闪照相技术记录轨迹，处理数据时能不能正确建立坐标系、测量关键点坐标。终结性评价就是检查实验报告全不全、数据分析准不准、结论和理论一不一致。同时还要建立学生互评机制，让学生评价同伴的操作和展示[2]。

四、加强实验教学资源整合，塑造科学态度与责任素养

实验教学资源整合就是把校内外各种教育资源统筹利用起来，打造立体的实验教学环境，培养学生的科学态度和社会责任感。这种整合包括硬件资源，像把传统实验器材和数字化实验设备结合，实体实验和虚拟仿真实验结合；也包括软件资源，像课堂教学和课外实践结合，学科内容和社会生活结合。通过整合资源，能让学生在更广阔的环境里做实验探究，了解物理学和科技进步、社会发展的关系，培养学生的科学精神、社会责任感和人文素养。比如人教版必修三第十一章第3节“实验：导体电阻率的测量”，教师可以从多个方面整合教学资源。选器材的时候，既用传统的螺旋测微器、游标卡尺这些测量工具，也引进数字式万用表、数据采集器等现代设备，让学生体验不同测量方法的特点和优势。选实验材料的时候，用不同材质的导线，像铜丝、铝丝、镍铬合金丝等，让学生通过实验发现不同材料电阻率的差异，了解材料科学的发展和在现代科技里的应用。通过分析实验数据，引导学生思考怎么选合适的导体材料减少电能损失，培养学生的节能环保意识[3]。

结束语

新时代高中物理实验教学改革正处于关键转型期，从传统的知识传授向核心素养培育的转变势在必行。本研究通过构建情境化教学模式、实施分层次探究活动、运用多元化评价体系、整合多样化教学资源等策略，为物理学科核心素养的有效培育提供了系统性解决方案。只有将实验教学与学生的生活体验、认知发展、情感需求有机融合，才能真正实现从“教实验”到“用实验教”的深层变革。

参考文献：

[1]蓝树明.基于物理学科核心素养的高中物理DIS实验教学实践探究[J].国家通用语言文字教学与研究,2025,(03):49-51.

[2]韦贤康.学科核心素养视角下的高中物理实验教学实践探索[J].教育观察,2024,13(26):110-112.

[3]卢亚秋.核心素养视域下高中物理实验教学设计分析[J].科学咨询,2024,(08):261-264.