基于学科核心素养的实验教学
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作者: 徐祥宝
摘 要： 物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验教学是落实学科核心素养的重要途径，是提高教学质量的核心手段。教育教学的转型，对实验教学提出更高的要求。如何实施基于学科核心素养的实验教学呢？本文对此作了阐述。
关键词： 物理学 学科核心素养 实验教学
一、实验教学的重要性
物理观念、科学思维、实验探究、科学态度和责任是新近公布的高中物理学科核心素养。物理实验是高考必考内容，而物理实验教学则是落实物理学科核心素养的重要途径，是提高物理教学质量的核心手段。
基于核心素养的物理教学正如国家教学成果特等奖获得者、北京交通大学王玉风教授所说：“使物理不再是干巴巴的理论和公式，要让学生看到多彩的物理世界。不仅要让学生理解知识，还要提高兴趣，启发创新思维。”因此在具体的教学过程中，学生必须充分参与、时空必须开放、形式必须体现探究性、培养必须注重个性化、手段必须多样化。
为了落实核心素养，依据物理学是一门以实验为基础的学科，在物理教学中，无论怎样强调实验都不为过，所以物理实验教学不但不能弱化，反而必须强化。其重要性具体体现在通过实验教学能使学生：（1）经历科学过程，体会科学方法，树立物理观念；（2）更热爱科学，体验科学工作的乐趣，树立科学价值观；（3）学习科学知识，提高实验操作和探究能力；（4）不仅动手，而且动脑，培养科学思维能力；（5）形成实事求是、尊重事实的科学态度。
基于学科核心素养，为了实现物理教学目标，物理实验教学的性质、形式、要求都会发生新的变化。物理实验教学的性质应以探究性实验教学为主，验证性实验教学为辅；实验的形式应该多样化；实验教学的要求应该符合学科核心素养和学校的条件及学生的实际。
二、实验形式的多样化
1.学生分组实验：按照教学要求，用物理实验室内的器材，由学生分组合作所做的定量实验。
2.教师演示实验：一般由教师在课堂上操作，学生们进行观察并进行讨论的实验。
3.学生自主性实验：学生为解决疑问自行设计的实验，这些实验一般应在课后进行。
4.学生随堂实验：比学生分组实验简单，用时短且多为定性地在课堂上由学生自己操作完成的实验。
三、实验教学的要求
1.学生分组实验教学要求：基于学科核心素养的学生分组实验教学，教师只要对每个实验讲清其目的要求、原理、基本做法和注意事项，稍作指导后让学生自己去探索、去考虑完成实验的步骤。要求学生在实验操作前做出计划方案，想好先做什么、后做什么、考虑在实验中可能出现的问题？问题是什么原因引起的？应该怎样防止？问题应该怎样解决等？要求学生自己设计记录数据的表格和分析的方法，同组实验的同学合作写出实验报告、公布自己的实验成果、发表个性化的见解并进行交流。
这样的学生分组实验教学能强化学生实验方案的自我设计，经历实验探究的过程，重视对实验结果的评估，激发学生实验探究的兴趣，提高学生的实验探究能力，有利于培养学生的科学思维能力，增强学生的创新意识。
2.教师演示实验教学要求：基于学科核心素养的演示实验教学，要尽量让学生一起参与演示实验，在学生观察演示实验时要求观察需要有目的、有中心。要观中有察，察中有想，要求学生具体做到：（1）带着问题看实验；（2）通过实验看出问题；（3）边看边想问题；（4）观察后进行讨论。
为了充分发挥教师演示实验的功效，教师不但要根据教材的要求进行演示实验，更重要的是要根据学生的实际问题创新演示实验，这是培养学生研究科学的方法和形成物理观念的一种有效途径。所以教师应从下面几个方面考虑设计演示实验：（1）研究学生的认知规律，设计一些有引导性作用的实验。教学中的有些内容，从提出课题到进行典型实验，直至导出结果，中间思维跨度较大，此时需要教师对学生的认识过程作必要的引导，如果能增加有引导性作用的实验，必将有利于启迪学生的思维发展，保证学生的思维探索不间断。（2）分析学生学习中产生的疑难点，设计些有针对性的实验，找出学生发生困难的症结之处，针对他们所缺乏的感知，用设计的实验显示出来，这样做有助于学生克服学习中的障碍，解决学习中出现的疑难点。（3）对于推导出的重要结果，设计些验证性实验。在物理学的研究中，仅靠逻辑推理是不充分的，对于推导出来的结果，还必须经过实践的检验才是可靠的。这样做不但可引导学生重视物理实验，而且对于培养学生正确的科学研究方法和形成科学态度都能起到潜移默化的作用。
3.学生自主性实验要求：为了落实学科核心素养，必须增加学生的自主性实验，学校实验室必须对学生开放。
学生的自主性实验可分为两类：（1）教师命题，学生自行设计的实验。教师命题要有一定的范围，学生依据给出的范围设计并进行实验。（2）学生自己命题，自行设计的实验。学生命题可取材于对所学定理、定律的验证和探究，对习题中的现象，自己学习、生活中联想到的物理过程中各量关系的验证或探讨。
这些实验，因为学生觉得是按照自己的愿望进行的，所以兴趣会更浓，且会发自内心地要尽最大努力去做好实验，并为探究完善的答案而坚持不懈，可以培养学生的责任意识。当然，在学生自主性实验中，教师一定要做好指导并提出必要的具体要求。
4.学生随堂实验要求：在实施教学的过程中，引导学生充分利用身边的物品和器具进行随堂实验，并要求采用边讲边实验的方式，这有利于发展学生的实验技能，培养学生的创新意识。
综上所述，实验、实验教学在培养学生核心素养方面有不可替代的作用。为落实学科核心素养，强化实验教学意义重大。基于学科核心素养的实验教学是进一步提高物理教学质量的关键途径，可以培养学生的创新精神和实践能力。
参考文献：
[1]普通高中课程方案（实验）.人民教育出版社，2003.
[2]钟启泉，等.普通高中新课程方案导读.华东师范大学出版社，2003.
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