摘要：物理實驗教學在提升學生核心素養方面發揮著重要作用，尤其在科學探究能力、創新思維與問題解決能力的培養上表現突出。物理實驗以實踐性和探究性為核心，通過設計實驗、數據分析、結果驗證等環節，培養學生發現問題、解決問題的能力。同時，物理實驗教學通過開放性實驗激發學生的創新思維，鼓勵他們獨立思考、靈活運用物理知識應對實際生活中的問題。文章探討了在物理實驗教學中提升學生核心素養的具體策略，并提出了針對實驗教學中面臨挑戰的解決對策，旨在為優化物理實驗教學提供有效的思路與實踐指導。關鍵詞：物理實驗教學；核心素養；科學探究能力；創新思維；問題解決能力核心素養已成為當代教育的重要目標，它強調學生在知識、能力、情感、態度等方面的全面發展，尤其注重培養學生解決復雜問題和應對未來挑戰的能力。物理學科的核心素養包括科學思維、實踐能力和創新能力，這些能力對于學生理解自然規律、提升邏輯思維、解決現實問題具有關鍵作用。作為物理教學的核心環節，物理實驗教學不僅能使學生更好地掌握物理知識，還能通過動手實踐、數據分析與思維探索，全面提升其科學素養。在中學物理教學中，實驗教學的地位不可替代，它是培養學生核心素養、促進物理知識應用和創新能力發展的重要途徑。一、物理實驗教學與核心素養的關聯性分析（一）物理實驗教學的特點物理實驗教學注重學生在實驗過程中的實際操作體驗，學生在動手實驗中直接接觸物理現象，逐步理解實驗步驟和操作原理，動手操作訓練了學生的實驗技巧，同時也促進了對物理定律的理解。物理實驗教學具有強烈的探究性特征，實驗設計包含問題情境，引導學生獨立思考并提出假設，實驗過程成為他們驗證假設的手段。在實驗的不同階段，學生需要面對數據的分析與處理，從而得出結論[1]。探究性體現在學生的主觀能動性上，他們不僅是知識的接受者，也是發現者與驗證者。通過觀察實驗現象，學生不斷進行假設與修正，提升了邏輯推理能力和科學探究能力。物理實驗的直觀性特點也十分顯著，抽象的物理概念往往難以通過單純的文字或公式讓學生深刻理解，而實驗為這些理論提供了具體的可視化平臺。實驗將看似抽象的物理規律通過現象呈現在學生面前，幫助他們在動手過程中理解并應用所學知識。魯科版教材中的電學、力學、熱學等實驗，借助實驗器材和現象展現了物理規律的具體表現形式，幫助學生消化吸收復雜的概念。物理實驗不僅僅是對理論知識的簡單驗證，更是對理論知識的形象化處理，使學生更容易將書本知識轉化為實際認知。（二）物理實驗教學在核心素養培養中的獨特優勢物理實驗教學不僅幫助學生掌握物理知識，還能有效培養他們的邏輯思維與批判性思維能力。在實驗過程中，學生需要嚴謹地設計實驗方案，合理安排步驟，并從現象中提取出有價值的信息，提升他們對事物本質的認識水平。物理實驗教學強調科學嚴謹的思維方式，通過不斷地反思，學生學會對實驗結果進行批判性思考，并能有效評估實驗的合理性，增強面對復雜問題的毅力。面對實驗中的變量和不確定性，學生在邏輯思維的引導下不斷推敲，從而形成更高層次的批判能力。學生在物理實驗中常常面臨多個影響因素交織的情境，如何從復雜的實驗現象中提取關鍵因素，分析它們的相互作用，是對學生解決問題能力的考驗。實驗教學常采用小組合作的形式，讓學生在分工協作中完成實驗任務。因此，物理實驗的成功不僅依賴個人的努力，也需要團隊的共同參與。學生在實驗過程中通過討論和交流，分享各自的見解與經驗，提升了彼此的理解與默契。合作實驗不僅提升了學生的溝通能力，還讓他們學會在團隊中取長補短，培養了彼此尊重與協作精神，對學生未來的學習與工作具有長遠的影響。二、基于物理實驗提升學生核心素養的教學策略（一）培養科學探究能力物理學科的本質就是不斷探索自然現象并通過實驗驗證科學假設。因此，實驗教學首先應聚焦于如何引導學生發現問題并提出假設。在這一過程中，教師需要創設與實際生活密切相關的實驗情境，激發學生的好奇心和求知欲。學生在面對物理現象時，通過觀察、思考，逐漸養成主動提問的習慣，這一過程對于培養科學探究的基礎素養至關重要。學生在參與實驗時，不僅是簡單地驗證教材中的已有定律，而且通過實驗結果的差異性，激發他們進一步思考其中的原因和細節[2]。在設計實驗過程中，教師應當鼓勵學生根據現象自行設定實驗變量和參數，并自主設計實驗步驟，促使學生在實踐中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。此外，學生在實驗中遇到的困難與失敗，是他們提高自主探究能力的重要契機。教師應當鼓勵學生勇于嘗試，不怕失敗，在失敗中反思實驗過程中的不足，并在后續的實驗中進行改進。（二）激發創新思維能力傳統的實驗往往以驗證性為主，而魯科版物理教材在實驗設計中加入了更多的開放性元素。這種設計不局限于標準化的實驗步驟，而是給予學生更大的自由度去發掘和創造，學生有機會根據自己的理解和見解，提出不同的實驗方法和思路，從而激發他們的發散思維。為了充分發揮實驗教學對創新能力的促進作用，教師應設計一些開放性實驗課題，讓學生自行選擇研究方向和實驗方法。如，在研究電學現象時，學生可以選擇不同的電路結構，探索電阻、導體材料等變量對電流的影響。這一過程鼓勵學生跳出固定思維模式，嘗試多種實驗方案，最終找到最合理的解釋與結果。創新思維的培養不僅體現在實驗方法的多樣性，還體現在學生對物理現象的認知和理解的深化上。在實驗過程中，學生需要不斷反思現有的實驗步驟和假設，進而根據新的發現進行調整和創新。學生在實驗中嘗試新思路，激發對物理現象更深入的理解，使他們在面對問題時能夠從多個角度進行分析和思考，進而突破常規思維的限制。（三）提升實踐應用能力物理知識本身與生活中的許多現象息息相關，實驗教學可以很好地將抽象的物理概念與實際生活情境相結合，從而提升學生將物理知識應用于現實問題的能力。在實驗教學中，教師可以通過設計與實際生活密切相關的實驗課題，使學生在解決問題的過程中更好地理解物理定律[3]。如，在摩擦力實驗中，學生通過對不同材料的摩擦系數進行實驗測量，理解摩擦力在日常生活中的廣泛應用。這樣的實驗不僅讓學生掌握了物理定律，更讓他們學會在實際生活中如何運用這些知識解決具體問題。此外，實驗教學還要求學生在實驗過程中結合數學模型和物理定律進行數據分析。物理實驗往往涉及大量的測量數據與復雜的計算，學生在處理這些數據的過程中逐漸學會運用數學工具建立物理模型，并通過這些模型解釋實驗現象，讓學生在實驗中體會到數學與物理的緊密聯系，提升了他們的理論與實踐結合能力。實驗不僅是對理論知識的驗證，更是將抽象概念轉化為具體應用的橋梁，學生通過動手操作和數據分析，真正將書本上的物理知識內化為實踐能力[4]。（四）增強合作與交流能力在實驗過程中小組合作是一種常見的教學模式，學生不僅要獨立完成自己的部分，還要與組員保持密切溝通，確保整個實驗的順利進行。物理教材在實驗設計中充分考慮了小組合作的必要性，要求學生在實驗過程中分工明確，相互配合。這種合作模式能夠有效增強學生的團隊協作意識。在實驗任務分配時，學生之間的分工根據個人的長處和興趣進行合理安排，確保每個成員都能在實驗中發揮自己的特長。合作過程中，學生通過討論實驗方案、交換實驗數據和觀點，進一步提升他們的溝通能力和協作精神。實驗結束后，學生還需要整理實驗數據并撰寫實驗報告，學生通過將實驗現象、數據分析和結論清晰地呈現出來，這不僅提升了他們的科學表達能力，還促使他們學會了如何用簡潔、明確的語言論證實驗結果。學生接受其他同學或教師質疑時，合理運用實驗數據和物理理論進行辯護和解釋，能夠全方位鍛煉學生的表達、溝通能力。三、物理實驗教學案例案例一：自由落體實驗與科學探究能力的培養自由落體實驗作為經典物理實驗，直接體現了物體在重力作用下的加速度規律。實驗開始時，要求學生結合課本內容，明確實驗的核心目標，即測定物體自由下落時的加速度，并推導其數值與重力加速度的關系。實驗準備階段，學生需要選擇不同質量的物體，從同一高度釋放，并使用精準的計時裝置記錄下落時間。這里的設計環節不僅要求學生思考如何測量數據，還需要考慮實驗裝置的精確度，例如高度的測量方式、起始點的確定等。在實驗過程中，數據的測量至關重要。要求學生多次重復相同高度的自由落體實驗，獲取多組下落時間，利用平均值處理實驗誤差。數據分析成為學生思維能力的核心體現，通過對不同物體下落時間與高度數據的比較，學生能夠推斷重力加速度的大小并與理論值進行對比。在實驗誤差的分析中，學生學會了反思實驗過程中產生誤差的原因，識別影響精確度的關鍵因素，如空氣阻力、計時誤差等。實驗結束后，數據的整理和計算進一步強化了學生的思維過程。通過繪制位移—時間圖，學生直觀地觀察到物體的加速度變化趨勢，最終計算得出的重力加速度與理論值的接近程度直接反映了實驗的成功與否。實驗的每個步驟，從數據測量到誤差分析，再到圖表繪制，緊密圍繞探究問題展開，逐步提高學生獨立設計和執行實驗的能力。案例二：摩擦力實驗與實踐應用能力提升摩擦力實驗不僅是物理定律的驗證，更是對日常生活中摩擦現象的深入理解。實驗的第一步要求學生選擇不同材料的表面，如木板、塑料板、砂紙等，并準備不同重量的物體，如金屬塊、木塊等。通過這些準備工作，實驗的實踐應用性被凸顯出來，學生要將實際生活中的物理現象融入實驗設計。例如，汽車輪胎在不同路面上的摩擦變化就可借助這些材料表面來模擬。實驗開始后，學生使用彈簧測力計測量物體在不同表面上的摩擦力，記錄實驗數據并整理出摩擦力與物體質量、表面粗糙度之間的關系。在實驗過程中，設置不同的接觸面積、物體重量和表面材質，有助于學生進一步理解摩擦力大小的影響因素。數據的記錄與分析使學生深入思考摩擦力的應用場景，明白摩擦力不僅依賴于物體的重量，還與接觸面的性質緊密相關。學生通過對不同材質表面與物體之間摩擦力大小的對比，進一步理解實際生活中的摩擦現象。在實驗總結環節，學生將實驗結論應用到生活中的場景，如雨天如何通過增加鞋底的摩擦力避免滑倒，或者設計汽車輪胎時如何利用不同花紋增加抓地力，提升駕駛安全性。此時，物理定律不僅停留在理論層面，而是被學生應用于具體的生活情境中，實踐應用能力得到了顯著提升。四、物理實驗教學實施中的挑戰與對策（一）物理實驗教學面臨的主要問題物理實驗往往需要使用精密儀器或多樣化的實驗器材，然而部分學校的實驗室設備陳舊，資源匱乏，無法滿足復雜實驗的需求。這直接限制了學生在實驗中的操作空間，影響了實驗教學的整體效果。同時，物理實驗安排在有限的課時內，時間緊湊，學生無法充分展開深入的實驗探究，只能在有限時間內完成基礎操作，難以深入思考和探討實驗現象的本質。此外，部分學生對實驗操作缺乏興趣，常常只滿足于完成課本要求的實驗步驟，而沒有主動思考實驗現象背后的物理原理。實驗本應是培養學生創新思維和實踐能力的重要環節，但由于探究深度不足，實驗變成了一種機械化的任務，難以實現預期的教學目標。（二）解決對策學校應加強實驗室的建設與更新，引進更加先進的實驗儀器和多樣化的實驗資源，以適應不同層次實驗的需求。實驗室設備應當定期維護和升級，確保其始終處于良好狀態，這樣才能為物理實驗提供可靠的保障。為了在有限的時間內實現更高效的實驗教學，教師可以提前對實驗步驟進行詳細規劃，將復雜的操作簡化為幾個關鍵環節[5]。如，在基礎實驗的基礎上，增加一定的開放性環節，讓學生在實驗中自由探究和創新設計。常規課堂時間無法滿足實驗探究的需求，課后實驗的設置便成為一種有效的補充。教師可以根據課程進度和學生的興趣，為學生提供更多的課外實驗資源，讓他們在課后自主設計、動手操作。探究性