核心素養(yǎng)下的物理課堂教學(xué)除了傳授物理基礎(chǔ)理論知識(shí)，還需要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展所必備的核心能力。高中物理大部分的課程都開設(shè)有實(shí)驗(yàn)與探究的教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)探究作為一種發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有很好的促進(jìn)作用。那么，基于核心素養(yǎng)和教材如何優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與探究并實(shí)施物理教學(xué)呢？

一、進(jìn)行趣味性的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)

科學(xué)思維在物理學(xué)中指的是學(xué)生通過對(duì)學(xué)科內(nèi)容以及思想內(nèi)容進(jìn)行研究，從而形成的一種思維方式。因此，在高中物理學(xué)科中，教師需要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。教師在課堂教學(xué)過程中，利用物理學(xué)科當(dāng)中多樣化的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而使學(xué)生養(yǎng)成創(chuàng)新意識(shí)。與此同時(shí)，教師在課堂教學(xué)過程中，將物理知識(shí)與學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況以及個(gè)性化的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)角度相結(jié)合，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新與設(shè)計(jì)，以此增強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)的有趣味性以及奇特性，有效提高教學(xué)效果。除此之外，利用豐富的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以使學(xué)生深入理解物理學(xué)的思維方式以及科學(xué)思想，從而促使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的概念及其原理有更好的認(rèn)知。因此，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行趣味性設(shè)計(jì)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。另外，教師在進(jìn)行趣味性實(shí)驗(yàn)的過程中，要引導(dǎo)學(xué)生自主參與到物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)當(dāng)中，從而有效激發(fā)學(xué)生的物理科學(xué)思維。在趣味性教學(xué)設(shè)計(jì)中需要注意的是，實(shí)驗(yàn)的趣味性并不是教學(xué)的最終目標(biāo)，教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

二、引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲望與探索素養(yǎng)

據(jù)相關(guān)調(diào)查可知，學(xué)生在進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中，往往會(huì)存在大同小異的現(xiàn)象，其物理實(shí)驗(yàn)的整個(gè)操作流程以及得出的物理結(jié)論存在一致性。這種現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重消磨學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，且也不利于學(xué)生思維意識(shí)以及探究意識(shí)的培養(yǎng)。因此，為了改善這一問題，教師要發(fā)揮正確的引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)的探究以及合理的實(shí)驗(yàn)猜想，使學(xué)生能夠通過不同的物理實(shí)驗(yàn)研究方式對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力以及思維創(chuàng)新意識(shí)。另外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生撇開教材內(nèi)容，對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立的思考，從而設(shè)計(jì)出物理方案，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)過程的驗(yàn)證，得出正確的物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

在粵教版必修1探究“自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律”中，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)伽利略推導(dǎo)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的思路，分小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理推斷自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和公式。有一小組利用手機(jī)的連拍功能(類似閃頻照相)，經(jīng)過圖片處理，也能推算出來小球自由下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。盡管實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有瑕疵，但經(jīng)不斷類似的訓(xùn)練，學(xué)生的思維能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、動(dòng)手能力等都得到了不同程度的提升。

三、聯(lián)系生活拓展實(shí)驗(yàn)，有效提高學(xué)生動(dòng)手能力

學(xué)生在課堂中所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)很多都可以在現(xiàn)實(shí)生活中得到很好的體現(xiàn)與應(yīng)用，因此教師可以組織學(xué)生開展課外實(shí)踐活動(dòng)。例如，可以組織學(xué)生進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作，以此促使學(xué)生養(yǎng)成在日常生活中利用物理實(shí)驗(yàn)解決問題的能力。組織課外物理實(shí)驗(yàn)，可以開拓學(xué)生的思維，以此有效提高學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦以及實(shí)踐操作能力，使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到物理學(xué)的魅力。

比如，講授《摩擦力》一課時(shí)，可以設(shè)計(jì)學(xué)生探究活動(dòng)，讓學(xué)生課前利用生活中的常見物品，設(shè)計(jì)容易觀測(cè)的觀察摩擦力方向的小實(shí)驗(yàn)，課堂演示講解。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生非?；钴S，有利用掃把的，有利用牙刷的，有利用粉筆刷的，五花八門，有非常明顯的，有不容易觀察的，但積極性都很高，都不妨礙學(xué)生的探究熱情。

四、制造知識(shí)認(rèn)知沖突，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與不懈探究精神

科學(xué)的不懈探究精神主要指的是在科學(xué)探究的過程中，本著對(duì)科學(xué)負(fù)責(zé)任的態(tài)度對(duì)物理問題進(jìn)行深入的研究。因此，教師在教學(xué)過程中，不要只局限于教材上的物理理論知識(shí)，而應(yīng)當(dāng)將物理原理的研究與發(fā)展過程更加直觀地展現(xiàn)給學(xué)生。所以，教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的過程中可以為學(xué)生制造合理的認(rèn)知沖突，在實(shí)驗(yàn)操作中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，從而使學(xué)生的科學(xué)態(tài)度富有嚴(yán)謹(jǐn)性。

比如，筆者針對(duì)粵教版3-2 第一章第二節(jié)《產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件》設(shè)計(jì)了兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)1是初中接觸過的“導(dǎo)體切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流”，實(shí)驗(yàn)2是“條形磁鐵穿插螺線管產(chǎn)生感應(yīng)電流”。對(duì)實(shí)驗(yàn)1加多一個(gè)對(duì)比，用整個(gè)小線框切割磁場(chǎng)，沒有產(chǎn)生交流。通過一系列的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，與初中接受的產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件產(chǎn)生一定的差異與沖突，這樣可以使學(xué)生掌握更科學(xué)嚴(yán)密的物理知識(shí)理論表述，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

總之，教育教學(xué)不能急功近利，科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究不是一兩次作秀，學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)也不是一蹴而就，需要在教學(xué)中不斷滲透。這就需要教師要以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，對(duì)教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)，把新課標(biāo)的教學(xué)目標(biāo)滲透到教學(xué)中去。