核心素养视域下高中物理课堂探究性实验的设计与实施

一、引言

物理核心素养是学生在长期物理学习中逐步形成的，适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力与必备品格，其四个维度既相互独立又有机统一：物理观念是认识物理世界的基础，科学思维是分析解决问题的核心，科学探究是获取知识的重要方式，科学态度与责任是学习的价值导向。随着新课程改革的持续推进，传统以知识传授为核心的物理教学模式已难以满足学生全面发展的需求，而探究性实验凭借其亲历性、探究性特点，成为连接知识学习与素养培育的重要桥梁。在此背景下，如何在核心素养指引下优化高中物理课堂探究性实验的设计与实施，成为当前物理教学改革的重要课题。

二、目前教学存在的问题

当前高中物理课堂探究性实验教学仍存在诸多亟待解决的问题。其一，实验设计与核心素养目标脱节，多数实验停留在 “按步骤操作” 的浅层探究，未能针对性培养学生的科学思维与探究能力，如部分教师仅要求学生记录数据验证公式，忽视对数据背后物理规律的深度分析。其二，学生主体地位弱化，教师主导实验全过程，从问题提出到方案设计均由教师预设，学生缺乏自主思考空间，导致探究兴趣低迷。其三，实验资源配置失衡，部分学校存在器材老化、数量不足的问题，而另一部分学校虽有充足设备却未有效利用，虚拟实验等现代技术与传统实验的结合也缺乏系统性。其四，评价机制单一，过度关注实验报告的完整性和结论的正确性，对学生在探究过程中的思维活动、合作表现等过程性指标关注不足，难以全面反映学生的素养发展状况。

三、实施策略

为解决当前高中物理课堂探究性实验教学存在的问题，结合物理核心素养的要求，特提出以下实施策略，以优化实验设计与实施过程，提升教学质量。

（一）依据核心素养目标，精准规划实验内容

在设计探究性实验时，需紧密围绕物理核心素养的四个维度确定目标，以此为指引精准规划实验内容。首先，针对物理观念的培养，实验内容应选取能帮助学生构建基本物理概念和规律的主题，如通过相关实验让学生深入理解力、运动、能量等核心概念。其次，为发展学生的科学思维，实验内容需包含具有逻辑性和探究性的问题，引导学生进行分析、推理、抽象和概括。例如，设计需要学生通过数据归纳得出结论的实验，锻炼其归纳推理能力。再者，从科学探究能力的提升出发，实验内容应涵盖提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等环节，确保学生能完整经历探究过程。最后，考虑科学态度与责任的培育，实验内容可融入与生活实际、科技发展相关的素材，让学生认识到物理知识的实用价值，培养其严谨的科学态度和社会责任感。

（二）创设真实问题情境，激发学生探究欲望

真实的问题情境能让学生感受到物理知识与生活的密切联系，从而激发其强烈的探究欲望，这是探究性实验顺利开展的重要前提。在创设情境时，可从学生的生活经验、社会热点、科技前沿等方面入手。比如，结合生活中常见的现象，如汽车刹车时的滑行距离、家庭电路中用电器的工作情况等，设计相关的探究性实验情境。当学生面对这些熟悉又带有疑问的情境时，会自然地产生 “为什么会这样”“如何解决这个问题” 等想法，进而主动提出探究问题。在创设情境的过程中，要注意情境的真实性和针对性，确保其能准确指向实验的核心内容，避免无关信息的干扰。同时，情境的呈现方式可以多样化，如通过视频、图片、实物展示等，增强情境的直观性和吸引力。

（三）搭建自主探究平台，引导学生主动参与

搭建自主探究平台是保障学生主动参与探究性实验的关键。在实验实施过程中，教师应转变角色，从知识的传授者变为学生探究的引导者和组织者，为学生提供充足的自主探究空间。首先，在实验方案设计环节，让学生以小组为单位，根据提出的探究问题，自主进行猜想与假设，并设计实验方案。教师可在旁进行适当指导，帮助学生完善方案，但不应过多干预，尊重学生的想法。其次，在实验操作阶段，为学生提供充足的实验器材和时间，让他们按照自己设计的方案进行实验，自主收集数据和信息。鼓励学生在实验中大胆尝试，允许出现错误，引导他们从错误中总结经验。再者，在数据分析与论证环节，引导学生自主对收集到的数据进行处理和分析，运用科学的方法得出结论。组织学生进行小组内的讨论和交流，让每个学生都有表达自己观点的机会，通过思维的碰撞深化对问题的理解。在搭建平台的过程中，要建立和谐的课堂氛围，让学生敢于质疑、勇于探究，真正成为实验的主人。

（四）整合多元教学资源，保障实验顺利开展

充足的教学资源是探究性实验顺利实施的物质基础，需整合多元资源为实验提供保障。一方面，要充分利用学校现有的实验室资源，包括实验仪器、设备、药品等，定期对其进行维护和更新，确保实验器材的完好性和安全性。另一方面，要拓展资源渠道，挖掘生活中的可用资源，如利用废旧物品制作简易实验装置，既节约成本，又能让学生感受到物理实验的生活化。此外，还可利用现代信息技术资源，如通过虚拟仿真实验软件，弥补部分传统实验在安全性、可操作性等方面的不足，让学生体验一些难以在课堂上实际操作的实验。

（五）构建多元评价体系，促进学生全面发展

科学合理的评价体系能对学生的探究性实验过程进行有效反馈，促进学生的全面发展。在评价时，应构建多元评价体系，改变以往单一的结果性评价方式，注重过程性评价与结果性评价相结合。过程性评价主要关注学生在实验过程中的表现，如提出问题的质量、实验方案的设计能力、实验操作的规范性、与他人的合作交流情况、面对困难时的应对能力等。可通过观察记录、学生自评、小组互评等方式进行。结果性评价则侧重学生在实验结束后得出的结论、实验报告的撰写质量等。评价主体应多元化，包括教师、学生自己、同学等，从不同角度对学生进行评价，使评价结果更加客观全面。通过多元评价体系，让学生明确自己的优点和不足，从而在后续的学习中不断改进，促进核心素养的全面提升。

四、结语

核心素养视域下高中物理课堂探究性实验的设计与实施，是一项系统而复杂的工作。它不仅关乎学生对物理知识的掌握，更影响着学生核心素养的培育。通过精准规划实验内容、创设真实问题情境、搭建自主探究平台、整合多元教学资源和构建多元评价体系等策略的实施，能够有效提升探究性实验教学的质量。这不仅能让学生在探究中感受物理的魅力，更能让他们在实践中锤炼科学思维、提升探究能力、涵养科学态度与责任，为其未来的学习和发展奠定坚实基础，助力他们成长为具有科学素养的时代新人。

参考文献

[1]李明.高中物理探究性实验教学策略研究 [J].物理教学探讨，2024(3):15-19.

[2] 王芳芳. 核心素养导向下物理实验教学的设计与实践 [J]. 中学物理，2024(5):30-33.

[3] 张强. 高中物理课堂探究性实验实施路径探析 [J]. 教学与管理，2024(2):45-48.