新课改下基于高中物理实验教学的学科核心素养培育探讨

摘要：随着新课程改革（即“新课改”）的推进，高中物理实验教学的重要性在培养学生科学素养及实践能力方面愈发显著。实验环节不仅是理论知识验证与应用的实践场，也是学生探索自然法则、激发创新思维并提升问题解决能力的核心途径。本文从多方面入手，探究新课改下高中物理实验教学中学科核心素养培养路径。

关键词：新课改；高中物理；实验教学；学科核心素养

随着我国基础教育迈入新阶段，新课改的实施成为了一个重要标志，其主旨聚焦于增强学生综合素质，着重于学科知识的综合运用以及实践与创新能力的培育。在这一宏观趋势下，物理实验教学的传统界限被打破，不再仅仅拘泥于验证性实验，而是向探究性、设计性及创新性实验模式转型。此转变旨在依托多样化的实验活动，发展学生的批判性思维、创新能力及团队协作精神。因此，探寻与新课改理念相契合的物理实验教学范式，实现学科核心素养的有效融入，对于全面提升学生的科学素养水平，推动物理教育向现代化迈进，具有重大而深远的影响。

一、直观实验演示，构建物理观念

遵循《义务教育课程标准（2022年版）》的指导原则，物理教学应着重于塑造学生的物理认知框架，使他们能运用所学的物理知识来阐释自然现象，并在此过程中构建起科学的宇宙观与方法论。借助直观的实验展示手段，通过将抽象的物理原理以生动、具体的实验现象呈现，可以辅助学生构建起明晰的物理概念体系，进而增进他们对物理学科的深度理解和应用能力。

以“动量守恒定律”实验教学为例，可以准备两个相同的小车，分别置于不同高度的斜坡上，确保它们在释放后能在水平面上发生碰撞。在水平面的末端设置一块海绵，用以减缓小车碰撞后的冲力。同时，在水平面上预先标记出小车碰撞前后的位置点。实验启动时，教师首先进行一次演示，让学生仔细观察两车从释放到碰撞，特别是碰撞后的运动状态变化。随后，教师引导学生探究为何两车碰撞后的总动量维持不变，即动量守恒定律的内在机制。为进一步确证动量守恒定律，教师可安排学生进行分组实验，让他们自行测量每次实验中两车碰撞前后的速度与质量，并计算出碰撞前后的动量值。经过多轮实验与数据分析，学生将发现，尽管每次实验的具体条件（如速度和质量）可能有所不同，但系统的总动量却始终保持不变。这种直观的实验展示方式，不仅使学生直接观察到动量守恒的现象，还通过亲身实践与数据分析，极大地深化了他们对这一物理原理的理解。

二、逻辑推理训练，强化科学思维

在新课程改革的大环境下，高中物理实验教学应当着重锻炼学生的逻辑推理技能，促使他们能够独立地运用物理知识和科学方法进行思考，并解决实际问题。逻辑推理能力的培养，可以通过指导学生分析实验现象、总结实验规律、推导出物理公式等实践活动，协助学生构建起科学的思维模式与问题解决策略。

基于此，在“电阻定律”实验教学中，课前需准备各种材质、长度及横截面积不同的电阻丝，以及电流表、电压表、电源等必要的实验设备。随后，教师应激发学生的思考，探讨电阻可能受哪些因素的影响，并鼓励他们提出假设。学生可能会推测电阻与电阻丝的长度、横截面积及其材料有关。在此基础上，教师需指导学生设计实验方案，采用控制变量法来验证这些假设。具体而言，可以保持电阻丝的材料和横截面积不变，而改变其长度，测量并记录不同长度下的电阻值；或者保持电阻丝的长度和材料不变，改变其横截面积，进行同样的测量。同时，也可以选用不同材料的电阻丝进行对比实验，以全面比较其电阻值。在实验进程中，教师应引导学生仔细观察实验现象，准确记录实验数据，并进行有效的数据处理与分析。通过对不同条件下电阻值的对比分析，学生可以揭示出电阻与电阻丝的长度、横截面积及材料之间的内在联系，即电阻定律。此外，教师还应进一步引导学生探讨电阻定律的适用范围及其局限性，例如考虑温度变化对电阻值的影响等。通过逻辑推理的训练，学生不仅能够掌握电阻定律这一核心物理概念，还能在此过程中培养他们的科学思维方式和批判性思维能力。

三、实验设计挑战，激发创新探究

在教育改革的新阶段，高中物理实验教学的重点已从单一的传统知识灌输，转向为对学生学科核心能力的全面培养。在此转变中，创新能力与探索精神构成了核心能力的关键要素。实验设计挑战作为一种高效的教学方法，它鼓励学生亲手制定实验计划、攻克实验难关，这一过程不仅加深了他们对物理法则的领悟，还有效地在实践中磨砺了他们的创新思维与问题解决技巧。

以“探究加速度与力、质量的关系”实验为例，在教学实践中，教师不再直接提供实验步骤指南，而是首先帮助学生把握实验的目标与理论基础，激励他们独立构思实验设计。学生需自主思考如何精确测定加速度、力及质量，并构建科学的实验框架来探究这三者间的相互作用。此阶段，学生可能会探索多样化的实验策略，比如采用斜面小车实验模型、利用弹簧秤进行力的量化等。在实验执行过程中，学生会面临如何降低误差、确保数据精确度等实际难题，通过团队研讨、文献调研等手段，不断迭代实验设计，甚至引入诸如传感器等现代科技工具以提升测量准确性。这一历程不仅巩固了学生对物理原理的认知，更重要的是，在面对实验挑战时，他们所展现的创新思考与探索态度，正是学科核心能力的直接反映。

三、结语

物理作为一门实验性学科，实验教学是整个物理教学的重点，通过不断改善教学方法和教学理念，真正的将以人为本落实下去让教师引导学生进行学习，能够有效的促进学生物理观念的形成，从而更好的提升学生物理实验能力，在这些能力的基础上实现学生物理核心素养的全面培养。

参考文献

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