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优化高中物理实验教学,提升学生核心素养的路径探索

刘 玲
  
教研视界媒体号
2025年30期
江苏省盐城市东台创新高级中学? 224200

摘要:本文针对高中物理实验教学现状,探索了优化教学策略以提升学生核心素养的有效路径。通过创新实验教学模式、整合教学资源和优化评价体系三个维度,构建了完整的实验教学优化框架。基于问题导向的教学模式有助于培养学生的科学思维能力;多元化的实验资源整合能够提升学生的实践操作素养;而注重过程性的评价体系则能够激发学生的创新探究精神。实践证明,这些路径的综合应用可以有效促进学生物理学科核心素养的全面发展,为高中物理实验教学改革提供了可行参考。 关键词:高中物理;实验教学;核心素养

一、创新实验教学模式,培养学生科学思维能力

在高中物理实验教学中,传统的模式往往过于强调验证性实验和结果导向,学生在实验过程中缺乏主动思考和探究的空间,难以真正培养科学思维能力。创新实验教学模式的核心在于转变教学理念,建立以学生为中心的实验教学体系,将问题导向和探究式学习融入实验全过程。具体而言,教师应先设计有价值的实验问题情境,引导学生从日常生活和科技发展中发现物理学问题,激发其思考兴趣。这种问题情境应当具有开放性和挑战性,允许学生通过不同的思路和方法进行探索。其次,在实验设计阶段,教师应当适当放手,鼓励学生自主提出实验方案,通过小组讨论和教师指导相结合的方式优化方案的可行性。在这一过程中,学生需要运用物理概念和规律进行分析推理,明确实验变量和控制条件,培养其逻辑思维能力。再次,在实验实施阶段,教师应当注重引导学生关注实验现象背后的物理规律,通过观察、记录、分析等环节培养其归纳演绎能力。对于实验中出现的意外结果或偏差,不应简单视为失败,而应引导学生分析原因,这一过程恰恰是培养科学思维的关键环节。最后,在实验总结阶段,教师应组织学生进行成果交流和反思,通过不同组别之间的方案比较和结果分析,使学生认识到物理实验的多样性和开放性,培养其批判性思维。

创新教学模式还应注重现代信息技术与物理实验的深度融合,通过虚拟仿真、数据采集与处理系统等手段,拓展传统实验的深度和广度。例如在研究力学问题时,可以利用高速摄像和轨迹分析软件,使学生能够对瞬时运动进行定量分析;在研究电磁现象时,可以利用数字化传感器实时采集数据,使抽象的物理量变得可视化和具体化。这些技术手段不仅能够提高实验的精确度和可重复性,更重要的是能够使学生从繁琐的数据处理中解放出来,将更多注意力集中在物理规律的探索和科学思维的训练上。

二、整合实验教学资源,提升学生实践操作素养

在高中物理教学中整合实验教学资源对于提升学生实践操作素养具有重要意义。以人教版必修一第一章第三节位置变化快慢的描述——速度的教学为例,教师可以从多角度整合资源,构建多层次的实验体系。传统速度教学往往局限于课本实验和演示实验,学生参与度不高,实践操作机会有限。通过整合校内现有实验器材如小车、计时器、光电门、直尺等基础设备,结合智能手机、平板电脑等现代电子设备,建立融合传统与现代的实验平台。同时引入虚拟仿真软件资源,使学生能够在不同条件下观察和分析匀速运动与变速运动的特征,深入理解速度概念的物理本质。这种资源整合不仅拓展了实验的广度和深度,也为学生提供了多样化的实践机会,使抽象的速度概念变得直观可感。

在具体教学实践中,教师应当设计多维度测量运动速度的综合性实验活动。首先让学生利用计时器和刻度尺测量小车的匀速运动,通过手动记录和计算获得平均速度;随后引导学生使用手机应用程序如物理实验助手拍摄记录小车运动过程,通过视频分析软件获取不同时刻的位置数据,绘制位移 - 时间图像,从图像斜率理解瞬时速度概念;最后组织学生利用超声波传感器或光电门自动采集数据,实时显示速度变化曲线。通过这种层层递进的实验设计,学生不仅掌握了速度测量的多种方法,还能比较不同测量手段的优缺点,加深对速度概念的立体认识。在实验过程中,学生自主操作、分析数据、解决问题,既提高了动手能力和实验技能,也培养了科学思维和创新意识,实现了对速度概念从感性认识到理性把握的转变,真正体现了实验教学资源整合对提升学生实践操作素养的重要价值。

三、优化实验评价体系,激发学生创新探究精神

优化实验评价体系是激发学生创新探究精神的关键环节,尤其在抽象概念教学中更显重要性。在万有引力定律教学中,传统评价往往局限于对实验结果和计算准确性的考核,难以全面评估学生的科学探究能力和创新思维。针对这一问题,可构建多维立体的评价体系,将过程性评价与终结性评价有机结合,注重学生在提出问题、设计方案、实施实验和分析结论等环节的表现。通过建立包含科学思维、实验技能、团队协作和创新能力等要素的评价指标,形成定性与定量相结合的综合评价模式。

结论

优化高中物理实验教学是提升学生核心素养的关键途径。通过创新实验教学模式,能有效培养学生的科学思维能力;通过整合实验教学资源,可以系统提升学生的实践操作素养;通过优化实验评价体系,能够持续激发学生的创新探究精神。这三个维度相互支撑、相互促进,形成了完整的实验教学优化体系。实践表明,这一体系的实施对培养学生物理学科核心素养具有显著效果,为高中物理实验教学改革提供了可行参考。未来探究应关注信息技术与实验教学深度融合,进一步拓展优化路径。

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