基于核心素养的高中物理创新实验教学与学生思维能力培养

摘要：思维能力做为学生学习和未来发展的核心素养，在解决实际问题和形成科学的世界观和方法论都有不可替代的作用。物理学科作为培养学生思维能力素养的重要学科，在新时代核心素养的教育背景下被赋予了更高的使命和意义。而创新实验教学在高中物理教学体系中占据着举足轻重的地位，它是理论知识与实践操作相融合的重要桥梁。基于此本文探讨了核心素养下高中物理创新实验教学对学生思维能力培养的重要性及具体策略，旨在为高中物理教学提供有益参考。

关键词：核心素养；高中物理；创新实验教学；思维能力培养

引言：在教育改革的浪潮下，核心素养的培养已成为高中各学科的教学核心目标，物理学科作培养学生思维能力重要的学科，肩负着更多的责任，而物理实验作为高中物理教学的重要组成部分，对培养学生的逻辑思维和问题分析能力具有重要意义。然后传统的实验教学模式不能满足新时代下学生对知识学习的要求，所以需要对传统实验教学进行创新教学，只有通过创新才能让实验教学不再于局限对已有知识的论证，达到培养学生思维能力的目的。

一、基于核心素养的高中物理创新实验教学对学生思维能力培养的重要性

1.培养逻辑思维能力

相比于传统实验模式创新实验教学能多角度培养学生思维。在物理概念认知上构建知识网络溯源机制能打破知识的单项传递。实验设计阶段引入动态规划，严谨规划操作顺序能保障科实验教学的科学与可行性。分析现象时运用可视化工具能帮助学生理性思考，提取关键信息。得出结果后运用逻辑方法验证总结。创新实验教学各环节紧密相连，学生能形成严谨逻辑思维提升分析推理能力。

2.提升创新思维能力

传统物理实验往往有固定的模式方法，限制了学生的思维拓展。创新实验教学则鼓励学习突破常规，大胆尝试新的思路与方法，这对提升学生的创新思维能力至关重要，能给予学生更多自由思考的空间。学生们在实验中可能会遇到各种问题，这时就需要他们发挥自己的创造力和思维想象能力去解决问题。通过这种在不断尝试和探索完成实验的过程，学生的创新意识会得到激发，创新思维能力也会逐渐提升。能有助于学生在物理学科取得好成绩，还将对他们未来在其他领域的学习和工作产生积极的影响。

3.增强批判性思维能力

在创新实验教学的过程中，学生不再是单一的接受现有的物理结论，而是以一种科学的态度去审视实验数据的真实性和合理性。当实验结果与预期不符或与已有理论存在差异时，学生需要运用批判性思维去分析原因。是实验过程中存在误差还是理论本身存在局限性，或是有其他未被发现的因素影响了实验结果。通过这样的思考分析，学生能够更加深入地理解物理知识避免盲目迷信权威，增强对知识的辨别能力和质疑精神从而提升批判性思维能力。

4.锻炼发散思维能力

创新实验教学能为学生提供更为丰富多样的实验情境和问题，学生需要多角度去思考问题有效的锻炼了思维发散能力。不同的实验可能会有不同的实验方案和解决途径，学生则要从多角度去思考与探索并改进实验设计，在改进的过程可能会尝试不同的原理、方法、材料能极大的拓宽他们的思维视野。这种从多个方向思考问题的方式能够打破学生思维的局限性，培养他们在学习中灵活变通能力。当学生遇到新的物理问题时能够迅速从多个角度进行分析思考，找到更多的解决办法提高解决问题的能力。

二、基于核心素养的高中物理创新实验教学策略

1.创设问题情境，激发思维活力

在物理实验教学中，创设丰富有趣富有启发性的问题情境，能帮助学生打破固有认知，激发他们的思维活力。将问题情境与抽象的物理知识相结合设计具有趣味性贴近生活的实验教学，学生能够感受到物理知识实用性和趣味性，从而激发他们思考和探究问题的能力。学生会在解决问题的过程中思维不断被激活，创新思维和解决问题的能力也会逐步得到培养。

在高中物理“牛顿第三定律”的教学中，教师可以设计这样的问题情境，借助多媒体设备展示一张拔河比赛的图片，向学生提出问题：“在拔河比赛中，双方的拉力是相等的吗？为什么有的队伍会赢，有的队伍会输呢？”在这个问题上学生们可能会直观的认为获胜方的拉力更大一些毕竟赢的一方把对手拉过了终点线。然后这看似理所当然的认知，却与物理学科中的基本规律产生了奇妙的碰撞。在学生回答问题后教师根据学生的答案进行反问：拔河比赛的胜负真的取决于拉力大小吗？如果不是，那又是什么因素决定了比赛的最终结果？这种与生活经验相悖的矛盾，就像一把钥匙能够打开学生们探索牛顿第三定律的大门，引导他们主动思考作用力与反作用力的奥秘，在思维的碰撞中迸发创新的火花

2.鼓励自主探究，培养独立思考能力

高中物理实验教学应该给予学生更多自主探索与思考的空间，相比传统模仿固定实验现象的教学，让学生自主设计实验、操作实验和分析实验更能激发学生的主观能动性，培养其独立思考的能力。自主探究要求学生自己发现问题、提出假设、设计方案并进行验证，这一系列实验过程都需要学生自己去思考决策。在这个探究过程中学生不仅学会了物理知识更学会了物理知识解决实际问题的能力，他们的探究学习创新思维也会在实验过程中得到提升。

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，教师可以为学生准备，如小车、计时器、发码等实验器材，让学生设计实验方案自主探究加速度与力和质量之间的关系。在实验设计环节，学生需要思考如何测量加速度，和怎么样改变力和质量的大小以及如何分析数据等问题。在探究环节，学生可能会遇到各种各样的问题，比如实验操作不够熟练，数据分析不准确等，但在学生不断的思考与探究过程中问题被最终解决，能够逐渐提高他们独立思考能力。

3.引入科技元素，拓展思维边界

在物理学科的教学中，借助辅助教学工具也是提高实验教学创新的有效途径，将现代科技信息技术引入到物理实验教学，如传感器、计算机模拟技术等，能为学生提供更直观，更精准的实验现象和数据，既能让学生体会到科技的魅力，又能拓展学生思维的边界。科技元素融入高中物理实验教学可以有效的打破传统实验教学的局限性，使实验更精准高效，学生也可以在实验中接触到先进的前沿科学技术与最新的实验理论方法。通过科技元素的实验课堂，观察和分析科技手段呈现的实验结果，能帮助学生从新的角度去思考物理问题，培养创新思维和科学素养。

在“探究平抛运动的规律”实验中，传统的实验方法只能粗略的观察平抛运动的轨迹。而引入传感器和计算机模拟技术后，学生可以借助传感器精准的测量平抛物体在不同位置时刻的速度，再通过计算机模拟技术分析这些数据，绘制出更加精准的平抛运动轨迹。另外计算机模拟技术还可以改变不同实验参数，如抛出速度、高度等，学生能直观的感受到这些参数的改变对平抛运动的影响。这种科技元素的应用能够拓展学生的思维让他们更深入地理解平抛运动的规律。

结束语：在核心素养大背景下，用实验教学创新的方式来培养学生思维能力是高中物理教学的发展的必然趋势。创新实验教学，摒弃传统单一的实验模式，能有效培养学生逻辑、创新、批判和发散思维，为学生终身学习奠定基础。在今后的教学中教师要充分认识到创新实验教学的重要性，要结合教材将更多的创新性教学策略引入实验教学中来不断完善创新实验的教学过程，只有这样才能提高学生的物理学科核心素养，为社会培养出更多具有创新精神和实践能力的高素质人才。

参考文献：

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