物理实验教学中提高学生核心素养的几个途径

范建华

摘 要：《物理课程标准》和“核心素养”对学生的实验能力、实验素养都提出了较高的要求。教师作为教学工作的主要参与者，肩负着引导、培养和提高学生科学素养和操作能力的重要工作。

关键词：物理实验教学；实验器材；STS教育；核心素养

《物理课程标准》中提到“发挥实验在物理教学中的重要作用.实验教学是物理教学的重要组成部分，是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径.”物理实验教学不仅仅是激发学生学习兴趣的重要阵地，更是锻炼学生思维能力、操作能力的重要基地.基于此，教师需要进一步加深对物理实验教学目标的认识，为大步提高实验教学能力奠定坚实基础.

实验教学的课程目标要求学生学习相关实验基础知识的同时，还需要训练学生实验技能，从多维度、多方面发展学生实验能力、提高科学素养.教师作为教学工作中的引路人，在教学中起到不可忽视的重要作用，笔者认为可以通过以下几个方面更好地达成实验教学课程目标以提高学生核心素养.

一、因课择仪，优选实验器材和方案

实验器材的选择不仅可在实验室现有的器材中进行选择，在教学中还要勤于思考、勇于探索，大力提倡多用身边、手边的常见物品进行实验.选用效果更明显、误差更小的器材进行实验教学，以达到最佳实验效果.在实验器材选择的时候尽量做到不同的课堂、不同阶段，灵活选择实验器材，减小学生探寻物理规律的难度.

教材在物质的密度这一节中，有一个活动是探究“质量与体积的关系”.教材中是“用天平和刻度尺分别测量物体的质量和体积，并将测得的数据记录”.学生已经通过之前的实验教学掌握了托盘天平的使用.这个实验的主要教学目标并不是练习使用托盘天平，所以在质量的测量时不一定必须要选择使用托盘天平进行实验.托盘天平的分度值是1g，测量数据不够精确，如果选取更精确的電子秤，测量得到的质量就会更加准确.另外，考虑到取材方便，该实验中物体的选择应当优选我们手边常见的一元硬币，不仅使实验操作简便，还能通过选择不同的个数，利用体积与个数成正比的规律，不测量就能准确得出体积关系，从而发现质量与体积成正比.另外，在实验中用一元、五角和一角的硬币进行实验时，则可以通过不同的材质实验从而证明质量与材料和体积有关.

二、贴近生活，积极渗透STS教育

物理课程标准提出：“从生活走向物理，从物理走向社会”、“经历一些科学探究过程，学习科学方法，了解科学、技术、社会（STS）”、“加强与日常生活、技术应用及其他学科的联系”.物理和社会生产生活、日常生活及自然现象的联系非常密切，所以物理教师要有STS教育的意识，在实验教学中渗透STS.在教学中引入社会生活中常见的现象作为教学的佐证素材和知识应用拓展，将生活中一些常见的但不太容易引起学生关注的现象进行课堂再现并加以研究，更深层地培养学生物理素养和科学精神，为学生的终身发展起到积极作用.

例如在进行镜面反射和漫反射教学时会遇到这样一种情境，“一个同学晚上迎着月亮走，看到地上有水的地方是亮一些还是暗一些？”这个物理情境又可改为“背对着月亮行走”.这其实就是两种反射知识与生活现象结合的情境.在课堂上可以再现这样一个物理情境进行教学：将教室的窗帘拉上，模拟夜晚黑暗的环境，用铁架台固定两个手电筒从同一角度分别照射放在桌面上的一张纸和水槽中的水，让学生们亲自体验朝迎着手电筒的方向走和背对着手电筒的方向走，走的同时观察纸和水槽的明暗对比情况.这样的教学实验设计更能启发学生在平时生活中更多地关注物理现象，使他们更主动地运用、查找物理知识去解释发现的物理现象.物理知识的教学与STS教育真正地有机结合不仅增加了课堂教学的趣味性和实用性，也提高了物理教学实效性.

三、追本溯源，培养学生的科学态度

近年来，核心素养成为世界的研究热点，其中一个重要素养就是培养学生的科学态度与责任感，要求学生能正确认识科学的本质，具有学习和研究物理的好奇心与求知欲.课堂教学中常常有一些演示实验和探究性实验，教师的演示、讲解能帮助学生更扎实地掌握这些实验的现象和结论.但有时学生无法真正领会实验设计的本质，不能理解科学本质，至于激发学生学习和研究物理的好奇心与求知欲就更加无从谈起.这就需要教师在实验的教学中通过适当的对比、迁移和深化，让学生理解知识的本质，进而激发学生的好奇心和求知欲.

例如在探究影响声音的三要素中音调的影响因素时，常用的实验是将钢质刻度尺的一端紧压在桌面上，多次改变伸出桌面的长度并拨动钢尺，通过观察钢尺振动快慢和音调的高低，得出振源的长短会影响音调的高低.通常学生对该实验的现象和结论的掌握困难不大，但在实际本质的理解上却障碍重重.教学时，教师可以在此实验基础之上利用乐器的琴弦来研究音调与琴弦长短、粗细和松紧的关系.最后让学生自主探究在啤酒瓶中不断增加水量时，比较敲击瓶子和从瓶口吹气两种方式对应的音调变化的不同，进而让学生从本质上认识到要研究音调的变化特点首先要找准声源.在敲击和吹气的时候发声的声源是不同的.在吹气的过程中，水量越多，空气柱的长度越短，所以音调越高；在敲击过程中，水量越多，水柱的长度越长，所以音调越低.

四、分析推理，启迪学生的科学思维

在中学阶段，科学思维培养的重要性远远超过基本概念和公式的传授.“科学思维”主要指物理中重要的思维方法，包括建模的思想、理想化方法、分析综合、抽象概括、批判性思维、推理论证等思维与方法.在不同的实验教学中要注重培养学生其中一项或几项能力.

在探究“声音的传播”时，探究完声音分别在固体、液体和气体中是否能够传播后，将正在发声的闹钟置于玻璃罩内，将空气不断抽出，随着空气逐渐抽出铃声逐渐减弱.在实验室条件下不可能将玻璃罩内完全抽成真空状态，如果要得到真空环境下是否能传声，这时就需要引导学生分析实验现象，进行概括和推理.在空气减少时从玻璃罩内传出的声音越来越弱，如果没有空气，那么将听不到声音.这种分析方法是一种“合理外推”，在中学物理学习过程中会多次用到，这也是学生物理核心素养的一个重要方面.

参考文献：

[1]彭前程.积极探索基于核心素养理念下的物理教学[J].中学物理（高中版），2016，34（2）：1-2.