核心素养视域下高中物理实验教学改革的成效分析

一、引言

新课标明确提出物理学科核心素养需聚焦科学思维、科学探究、科学态度与社会责任的几个维度，强调通过真实情境下的实践与反思，培养学生解决复杂问题的能力与科学精神。然而，传统物理实验教学仍存在显著局限性，难以支撑核心素养的落地。在科学思维培养方面，新课标要求构建逻辑严密、批判创新的思维模式，但传统实验多以验证性任务为主，实验步骤、器材选择乃至数据处理均由教材或教师预设，学生仅需机械执行操作。这种按图索骥的教学模式导致学生缺乏对实验原理的深度思考，长此以往学生逐渐丧失提出假设、设计实验、评估结论的科学思维习惯，更难以形成基于证据的批判性思维。科学探究能力的提升同样受制于传统模式，新课标强调探究过程应包含提出问题、设计实验、收集证据、分析论证等完整环节，但传统实验多以教师演示—学生模仿—结论复述为流程，学生主动参与度不足。这种去过程化的教学使学生难以理解科学探究的迭代性与不确定性，更无法形成独立设计实验、解决突发问题的能力。科学态度与责任的培养则因实验情境的虚假性而弱化。新课标要求通过科学·技术·社会·环境（STSE）情境渗透社会责任，但传统实验多在理想化条件下进行，与真实世界脱节。学生难以体会科学研究的严谨性与复杂性，更无法理解科学结论需经实践检验技术应用需考虑伦理风险等核心价值，更加难以形成科学服务于社会的责任意识。传统物理实验教学的局限性本质上是知识本位思维的延续，其以验证结论、训练技能为导向，忽视了科学思维、探究能力与态度责任的培养。唯有通过真实情境重构、探究过程开放、价值引导渗透等改革，真正落实物理学科核心素养。

二、核心素养视域下高中物理实验教学的理论框架

1、物理学科核心素养的内涵

物理学科核心素养中的科学思维、科学探究与科学态度与责任相互交织，共同塑造学生的科学素养。科学思维以模型建构为基石，通过抽象概括建立如质点理想气体等理想化模型，帮助学生把握物理本质；科学推理则依托证据与逻辑，展现思维的严密性，质疑创新则鼓励学生突破既有框架，如对经典力学适用范围的追问，催生相对论与量子力学的诞生。科学探究强调问题驱动，从问题的提出，到设计实验、收集数据、分析误差，最终形成结论并交流反思，形成完整探究链条。科学态度与责任则内化于实践，使学生理解所有理论皆具暂时性，培养敬畏真理、勇于修正的态度；社会责任意识则引导学生关注技术伦理，如核能利用中的安全与环保问题，推动科学服务于人类福祉。

2、改革的基本原则

在高中物理实验教学中，坚持学生主体性原则，需充分尊重学生的主体地位，将学习主动权交还学生，鼓励其自主思考、实践与创造，教师则作为引导者与支持者，助力学生构建知识体系，提升科学能力。真实性原则要求实验教学紧密联系现实生活与科技前沿，创设真实或模拟的真实情境，让学生在解决实际问题的过程中理解物理规律，感受科学的实践价值与应用意义。问题导向原则强调以核心问题为驱动，引导学生主动探究，通过提出问题、分析问题、解决问题来培养其科学思维与探究能力，使学习过程成为深度思考与持续创新的过程。评价多元化原则主张突破单一评价模式，综合运用过程性评价、表现性评价、同伴互评等多种方式，全面、客观地评估学生的知识掌握、能力发展、态度形成，以评价促进学习，激发学生的学习动力与潜能，推动其核心素养的全面提升。

三、核心素养导向的高中物理实验教学改革策略

1、教学目标重构

高中物理实验教学需以核心素养为纲重构目标体系，每项实验应精准对接科学思维、科学探究、科学态度与责任等维度，通过数据收集、误差分析等完整探究流程（科学探究），培养严谨求实的实验态度与对实验结论客观评判的责任意识（科学态度与社会责任）。这种转向使实验从验证知识工具升华为素养培育载体，引导学生从被动接受转向主动建构，在解决真实问题的过程中实现知识、能力与价值观的深度融合。

2、教学内容优化

高中物理实验教学需在目标重构基础上，进一步优化实验类型与情境设计。一方面应大幅增加探究性实验比例，通过设计开放性实验与生活化实验，赋予学生自主设计实验方案、选择器材、处理数据的空间，强化科学思维中的模型建构与质疑创新能力，深化科学探究的问题提出、证据收集与解释交流能力。另一方面需深度融入 STSE 教育，将实验情境与科学前沿（如量子通信技术）、社会热点（如新能源汽车能量回收）、环境问题（如光伏发电效率优化）紧密结合，引导学生分析技术原理、评估环境影响、提出改进方案，在解决真实问题的过程中，强化科学态度与责任中的本质观认知与社会责任意识，实现素养培育的知行合一。

3、教学过程创新

高中物理实验教学需创新探究模式与协作机制，采用问题链驱动探究，可从学生熟悉的生活现象切入，引导学生自主拆解问题、设计实验方案、选择测量工具，在解决真实问题的过程中完成科学思维中模型建构与科学推理的闭环。强化小组合作与交流，通过角色分工（如实验操作员、数据记录员、结论汇报员）促进任务共担，借助小组研讨、跨组辩论等形式推动思维碰撞，学生需协作完成变量控制、数据采集与误差分析，并在全班展示中阐述观点、回应质疑，既培养团队协作能力，又锻炼逻辑表达与批判性倾听的科学态度，最终实现素养培育从个体建构到群体共生的升级。

4、评价体系改革

物理实验教学需构建多元化评价体系以全面衡量学生发展，应拓宽评价维度，涵盖实验报告（体现科学推理与数据分析能力）、课堂表现（观察问题提出与解决中的思维活跃度）、小组合作（评估团队协作与责任担当）、创新成果（如改进实验装置或提出新探究方向），通过多场景、多形式的评价捕捉学生素养发展的动态轨迹。引入核心素养专项指标，例如在探究电磁感应现象实验中，通过分析学生设计的实验步骤评估其模型建构能力，依据对异常数据的处理方式判断批判性思维水平，结合对实验伦理的讨论考察科学态度与责任意识。

四、结论

在从知识本位向素养本位的转型中，高中物理实验教学改革成效显著，通过增加探究性实验比例、采用问题链驱动等策略，学生的科学探究能力与科学思维水平得到系统性提升，展现出严谨的科学推理与批判性思维。同时融入 STSE 教育的真实性实验情境，使学生深刻理解科学技术对社会发展的影响，主动关注能源利用中的伦理问题，科学态度与社会责任感显著增强。为深化改革成果，需进一步推广成功经验，联合高校或科研机构开发跨学科实验案例，构建涵盖虚拟仿真、生活化任务、社会调研的多元化资源库，为教师提供可借鉴的素养培育范式，推动实验教学向更开放、更真实、更具挑战性的方向持续进化。

参考文献：

[1] 新高考背景下高中物理实验教学有效性的思考. 林建良. 家长,2025(03)

[2]基于高考真题分析的高中物理核心知识点教学方法.王强.理科爱好者,2025(01)

[3]新高考视域下高中物理情境化教学的实施策略.夏建红.数理天地(高中版),2025(04)

[4]核心素养导向下高中物理实验教学：现状剖析与创新策略.彭明河;陈丽玲.福建基础教育研究,2025(05)

[5]现代信息技术与高中物理实验教学的融合应用探究.王娅.智力,2024(27)

课题编号：SGHZ2025062

课题名称：核心素养背景下探究性学习教学效果的研究