核心素养导向下高中物理“探究式实验教学”的研究策略

一、核心素养与高中物理探究式实验教学的内在关联

高中物理四大核心素养并非孤立，而是在探究式实验教学中深度融合。从物理观念看，学生借平抛运动规律探究等实验，能将抽象的运动与相互作用观念转化为具象认知；科学思维的培养贯穿始终，如探究滑动摩擦力影响因素时，学生用控制变量法分析关系，逐步形成逻辑推理习惯。科学探究需经“提问题— 设方案 — 做验证 — 析结论”完整流程，科学态度与责任则体现在误差反思、严谨记录中。相较于传统演示实验的被动观察，探究式实验赋予学生设计与解读权，让素养培养从理念落地为行动，如单摆周期探究中，学生自主假设验证，同步强化振动观念与探究能力。

二、高中物理探究式实验教学的现状与问题

（一）教学目标偏差：重知识结果，轻素养过程

当前多数高中物理实验教学仍以“掌握实验原理、得出实验结论”为核心目标，忽视核心素养的分层培养。笔者在听课调研中发现， 65% 的教师在“探究电磁感应现象”实验中，仅要求学生按课本步骤连接电路、观察指针偏转，未引导学生思考“如何设计实验验证感应电流的产生条件”“不同实验方案的优劣对比”，导致学生虽能记住“磁通量变化产生感应电流”的结论，却无法理解结论的推导过程，科学探究能力与科学思维难以提升。

（二）教学过程固化：重步骤执行，轻自主建构

受课时紧张、器材限制等因素影响，许多探究式实验沦为“伪探究”。部分教师为确保实验“成功”，提前预设实验步骤、限定实验变量，甚至直接告知学生“预期数据”。例如在“探究牛顿第二定律”实验中，教师提前固定小车质量、砝码重力，要求学生按“组装装置 — 释放小车 — 记录数据”的流程操作，学生无需思考“为何控制小车质量不变”“如何平衡摩擦力”，仅成为“操作工具”，失去了探究式实验的本质价值。

（三）资源整合不足：重器材依赖，轻生活关联

部分学校过度依赖实验室专用器材，忽视生活中物理实验资源的开发。例如在“探究平抛运动轨迹”实验中，仅使用实验室的平抛运动演示仪，未引导学生利用“矿泉水瓶 + 粉笔灰”“手机慢动作拍摄”等生活资源设计实验，导致学生难以将物理知识与生活实际关联，科学态度与责任中的“应用意识”培养流于形式。

三、核心素养导向下高中物理探究式实验教学的研究策略

（一）目标重构：基于核心素养设计分层教学目标

以核心素养四个维度为框架，结合实验内容设计可操作、可测评的分层目标。以“探究影响导体电阻大小的因素”实验为例：

1. 物理观念目标：理解导体电阻与材料、长度、横截面积的定量关系，深化“电场与电路”观念；

2. 科学思维目标：能运用控制变量法设计实验方案，通过数据分析推导电阻定律，提升逻辑推理能力；

3. 科学探究目标：能自主提出“电阻与哪些因素有关”的假设，独立完成实验操作，准确处理实验数据；

4. 科学态度与责任目标：在小组合作中主动交流实验思路，客观分析实验误差，认识电阻定律在电路设计中的应用价值。

分层目标需避免“空泛化”，例如将“科学探究目标”细化为“能列出 3种以上控制变量的方法”“能正确使用螺旋测微器测量导线直径”，确保目标可落地、可评价。

（二）过程优化：构建“问题驱动 — 自主探究 — 反思提升”教学流程

1. 问题驱动，激发探究兴趣

以真实情境或认知冲突设计问题，替代“直接告知实验主题”。例如在“探究平抛运动规律”实验前，播放“运动员投篮”“雨滴下落”的视频，提出“平抛运动的水平方向和竖直方向运动有何特点”的问题，引导学生基于生活经验提出假设；

2. 自主探究，放权思维建构

给予学生“实验设计权”，允许学生尝试不同方案。例如在“探究单摆周期”实验中，学生可自主选择“摆球材质（铁球、塑料球）”“摆长测量方式（刻度尺、游标卡尺）”，教师仅通过“若改变摆长，如何控制其他变量”“数据偏差过大可能是什么原因”等问题引导思考，不直接干预实验过程；

3. 反思提升，深化素养培养

实验结束后组织“探究复盘会”，引导学生反思“实验方案的优缺点”“数据处理的改进方法”“实验结论与假设的差异”。例如在“测定电源电动势和内阻”实验后，学生发现“伏安法测得的电动势偏小”，通过讨论分析“电压表分流”的误差来源，进而提出“安阻法”“伏阻法”的改进方案，实现科学思维与科学探究能力的同步提升。

（三）资源整合：开发“实验室 + 生活 + 数字化”多元资源

1. 利用生活资源降低探究门槛

引导学生利用生活材料设计实验，例如用“气球 + 吸管”探究反冲运动，用“体重计 + 电梯”探究超重与失重，让探究式实验突破实验室限制；

2. 借助数字化器材提升探究深度

利用传感器、数据采集器等数字化器材，例如在“探究牛顿第二定律”实验中，用力传感器直接测量拉力，用位移传感器记录小车运动轨迹，实时生成图像，帮助学生更直观地分析数据，减少人为误差；

3. 构建资源共享平台

建立“高中物理探究式实验资源库”，收录学生设计的优秀实验方案、生活实验视频、数字化实验教程，实现资源共享，为探究式实验教学提供支持。

四、总结

核心素养导向下的高中物理探究式实验教学，需突破“重知识轻素养”“重形式轻本质”的困境，从目标、过程、评价、资源四个维度进行改革。通过设计分层素养目标，让教学有方向；通过构建问题驱动的探究流程，让学生真参与；通过整合多元实验资源，让探究更便捷。在实际教学中，教师需根据学生的认知水平、学校的资源条件灵活调整策略，避免“一刀切”，真正让探究式实验教学成为培养学生物理核心素养的有效载体。

参考文献：

[1] 康文辉 . 核心素养导向下高中物理项目式教学策略研究 [J]. 教师 ,2025(10).

[2] 焦婧 . 核心素养导向下高中物理探究性实验教学策略研究 [J]. 数理化解题研究 , 2024(12):89-91.