基于核心素养的高中物理实验创新策略

引言：现代教育背景下，高中物理教学逐渐从知识传授转向核心素养培养，而实验教学作为物理学科重要组成部分，承担着培养学生科学思维、实践能力与创新精神关键任务。然而传统物理实验教学仍存在诸多问题：实验流程固化学生参与度不足，实验内容与现实脱节创新性缺乏，评价方式单一难以全面反映学生素养发展。因此基于核心素养视角，探索高中物理实验创新策略，构建全新教学模式，优化实验途径，完善评价机制对提升物理教学质量，促进学生全面发展具有重要价值。

一、构建思维导向的物理实验教学模式

构建思维导向物理实验教学模式强调问题引领，通过精心设计富有挑战性实验问题，激发学生求知欲望与探究热情。教师角色从知识传授者转变为学习引导者，不再提供固定实验步骤而是引导学生自主思考实验方案，独立完成实验设计、器材选择、数据收集与分析全过程。实验组织形式也应灵活多样，可采用小组协作方式，鼓励学生分工合作，共同解决问题。强化实验反思环节尤为重要，引导学生对实验结果进行深入思考，分析成功经验与失败教训形成自我调节学习习惯。通过建立科学讨论机制，让学生表达实验中发现问题分享解决方案，培养批判性思维与创新精神。实验评价方面应注重过程性评价，关注学生科学探究全过程表现而非仅关注最终结果正确与否。

在人教版高中物理必修一第三章重力与弹力的教学中，可设计探究影响弹力大小因素实验体现思维导向教学模式。实验开始时教师出示一根弹簧，提出问题：弹簧受力后发生形变，产生弹力，哪些因素会影响弹力大小？学生通过小组讨论，提出可能因素如形变量、弹簧材质、弹簧粗细等。随后教师引导学生思考如何设计实验验证这些因素影响，学生自主设计实验方案，确定控制变量方法。实验过程中，学生分工协作，有人负责加载不同重物，有人测量弹簧伸长量，有人记录数据，完全由学生自主操作。数据收集后，学生需要分析弹力与形变量关系，绘制相关图像，归纳出胡克定律。此时教师不直接讲解结论而是组织学生交流实验发现，鼓励质疑与思考。如有小组发现某些数据偏离理论预期，教师引导分析误差来源与实验改进方法。通过这种方式学生不仅掌握弹力知识，更重要培养科学思维习惯形成实验探究能力。

二、优化能力培养的物理实验创新途径

教师应调整实验类型结构，适当减少验证性实验比例，增加探究性、设计性实验，让学生有机会参与实验全过程。实验内容设计应注重与现实生活联系，选择贴近学生经验现象作为探究对象，提高学习兴趣与参与积极性。充分利用现代技术手段提升实验效果如使用数据采集系统实时记录分析数据，应用虚拟仿真软件模拟复杂物理现象。开放实验时间与空间，建立长效机制为学生提供自主探究平台。可设置固定物理实验课外活动，鼓励学生根据兴趣选择研究主题，培养实践创新能力。跨学科实验设计也是重要方向可将物理知识与化学、生物、地理等学科知识相结合，设计综合性实验，拓宽学生视野。通过建立校外实践基地，与高校科研机构合作让学生接触先进实验设备，参与前沿科学探索，激发科学热情。

在人教版高中物理必修一第二章自由落体运动的教学中，可通过创新实验途径培养学生多方面能力。传统实验通常使用电磁计时器测量小球下落时间，步骤固定，学生参与度低。创新途径下教师可引入问题情境：为什么同时落下鹅毛与铁球，铁球先着地？这引发学生思考空气阻力影响。随后布置探究任务：设计实验证明理想条件下不同质量物体自由落体加速度相同。学生分组讨论后，可能提出多种方案有组选择造真空环境，有组想减小空气阻力影响，选用形状相同、质量不同物体，还有组提出利用智能手机慢动作摄影功能记录分析落体过程。教师鼓励各组实施自选方案，提供必要资源支持。实验中遇到问题如何减小人为反应误差、如何确保同时释放不同物体等，学生需自主解决。数据收集后学生使用电子表格或绘图软件分析位移 - 时间关系，建立数学模型验证假设。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率 , 更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观, 为学生的未来发展奠定坚实基础。

三、完善素养提升的物理实验评价机制

教师需要建立实验全程监测机制，关注学生科学探究全过程表现。可设计实验观察量表，记录学生实验设计合理性、操作规范性、数据处理准确性、结论归纳逻辑性等关键指形成过程性评价档案。改革传统实验报告形式，推行多样化成果展示方式。如鼓励学生制作实验视频、设计实验模型、编写科普文章等，全面展现学生创新思维与表达能力。引入同伴互评机制，培养学生评价反思能力。组织实验成果交流会，让学生相互评价实验方案优缺点，提出改进建议促进群体共同进步。

建立实验能力成长档案袋，记录学生长期发展轨迹。将学生每次实验表现、创新突破、问题解决策略等信息纳入档案，形成连续性评价证据，引导学生明确进步方向。构建实验评价结果应用机制，将评价结果科学运用于教学改进与学生指导中。教师应当根据评价发现学生共性问题，调整教学策略，针对个体差异实施个性化指导促进学生均衡发展。通过这种多维度、全过程评价机制，能客观反映学生物理核心素养发展状况为教学决策提供科学依据。

结论：基于核心素养高中物理实验创新策略研究表明，通过构建思维导向教学模式、优化能力培养创新途径、完善素养提升评价机制能有效激发学生学习兴趣，提升科学思维品质，增强实践创新能力。这种创新策略突破传统实验教学局限，将学科知识学习与核心素养培养有机融合，实现物理教学质量全面提升。未来应进一步探索不同类型学校实施效果差异，深化信息技术与物理实验融合路径，完善教师实验教学能力培训体系，为推动高中物理实验教学改革提供更加系统科学支撑。

参考文献

[1] 郑禹 . 基于物理核心素养的高中物理实验教学策略研究 [D]. 辽宁 : 辽宁师范大学 ,2022.

[2] 郑吴凡 . 基于核心素养的高中物理数字化实验教学策略研究 [D]. 江苏 :扬州大学 ,2022.

[3] 蒋昊 . 基于核心素养的高中物理分组实验的教学策略研究 [D]. 江苏 : 扬州大学 ,2020.