浅谈在物理实验中培养学生的物理核心素养

摘 要：新时期的高中物理教学在不停地发展，作为高中课程体系中重要的一门课程，它的建设发展，就应该突出学生物理核心素养的培养，使学生具备顺应其毕生发展的能力，具备社会需求的品质与本领。但是很多老师的物理实验教学使我们过分聚焦在对学科知识的评价上，而忽视了实验教学对学生核心素养培养的重要性。因此笔者一直在思考如何去转变现有的实验教学与评价方式，并且结合自身实践给出一些可以参考的思路。

关键词：实验教学；核心素养；科学探索；创新思维

一、 开展小组合作

高中的学生虽然在逻辑思维方面有所欠缺，但有着成人缺乏的青春活力。这一个阶段的学生需要的不是强硬，刻板的纠正，而是对其学习方法有效，有力的引导。在小组合作的模式中，同组之间的学生可以互相帮助，展开头脑风暴，这比老师督促更加的有效。在分组的时候，教师要注意学生的层次搭配要均匀，合理。这样在遇到困难和疑问时，绝大部分的小组都可以通过自行讨论，提出方案，实践论证的方法来解决问题。例如，在《磁感应强度》一节教学中，可以把原先的教师演示实验改成学生分组实验。教师可以提供铁架台，带导线线圈，学生电源、滑动变阻器、开关，导线若干。然后让学生分组讨论，先猜想通电导线受力的影响因素有哪些，然后自行设计实验方案进行验证，最后得出结论。

二、 研发创新实验

在高中阶段的物理实验都是在历史上由某个人或某个组织设计出来的，碍于当时时代的局限性，设计出来的实验有些时候现象不够明显，结果也不够直观。我们新时期的高中物理实验教学，除了要让学生掌握基本的实验方法与技术，还必须摸索出一条培育他们质疑，创新思维的道路。

（一） 基于生活实际的低成本物理创新实验

在低成本物理实验器材的研制上，我们教师可以稍作指导，但是主要还是要靠学生来完成。基于物理原理，实验原则，加上教师的指导，学生的创新思维得到了最大程度的释放。低成本物理实验并不一定要舍去原有教材上的实验，可以对书本上实验进行改进，完善和再开发，使得实验的结果更加的具有说服力。也可以基于书本上的某一个知识点，重新设计实验。在这整个过程中，由于学生亲身参与了实验器材的设计，制作以及验证，必定对于物理现象所蕴含的内在科学原理有更加深刻的认识。这既让学生对于物理实验中基本的操作方法有所掌握，又对学生的合作能力，操作能力有很好的提升。

例如，在《磁感应强度》一节中，由于课本上的实验装置在实验原理及取材上的不足，导致实验的结果不够直观，學生并不能清晰的认识通电导线在磁场中受到的力与其影响因素的量化关系。因此，我提供了一些生活中常见的材料以及工具，与学生一起研发实验器材。

如图我们选用了木制的支架，放置同一型号马蹄形永磁铁来保证磁感应强度大小不变，磁铁的数目变化可以用来改变通电导线在磁场中的长度，可以通过改变滑动变阻器的阻值来改变电流大小。在研发过程中，同学们先是做了铁质的支架，但是磁铁会对其有力的作用，因此改变设计方案，换成铝制支架。支架放置在一个精确为0.1g的家用天平上，这样通电导线受到垂直的力作用，可以被精确测定出来，通过软件自动转化为单匝导线受到的力的作用。在开发过程中，同学们学会了利用身边的器材去开发出低成本物理实验教具，更好的培养了学生的创新思维。

（二） 基于现代教育技术开发创新实验

物理实验可以结合工程，技术，计算机等领域进行跨学科的实验器材与方法的开发。教师可以在课内开展一些关于电子技术，3D打印，人工智能方面的讲座，学生也可以自己在课下查阅相关论文或者材料。这要求学生能在多元化的学习环境中获得灵感，会设计方案，能解决问题。例如：我校开展创客空间项目，已有一批同学投身其中，结合前沿的技术以及基础的原理。从制定目标，到进行头脑风暴，实验探究，最后形成一个具有可行性的解决方案。我校已有一批创意小制作成功获得了市级以上奖励。

三、 感知探索过程

物理学的发展是通过一代又一代科学家辛勤工作的结果。尤其在近代物理中，无论是力热光电哪一部分的成就，都有着科学家无数的汗水。在这个过程中，科学家们犯过错误，走过弯路，最后才能获得成功。我们高中阶段的物理实验教学也要着眼于学生科学探索的教育，但由于书本容量有限，往往只写出最后正确的定律和结论，对于期间科学家艰难的探索过程很少提及。

众所周知，在课堂上想要复原整个探索过程基本不能实现，因此教师可以特意设置一些“意外”或者“错误”，让学生去感受到科学探索的曲折。例如1820年丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第考虑也许磁也可以产生电，这是一次逆向的探索历程。法拉第展开了一次又一次的实验，但是都没有成功。因为实验的一开始他在直导线上施加变化的磁场，结果都没有电流产生。于是他不停变化导线的形状，最后改平直导线为圆形的线圈，终于使得实验成功。在本节课的实验教学中，我们老师可以截取漫长探索中的一些片段或者节点，让学生去犯一些错误，体会法拉第探索的历程。

高中物理实验教学是培养学生核心素养的主要阵地，我们在教学的过程中，要把两种宝贵的东西交给学生，一是基本的知识，二是科学家们为了人类文明的进步勇于探索的精神，这对于学生未来的人生发展有着很好的促进作用。

参考文献：

[1]李可达.核心素养理念下高中物理实验教学探究[J].考试周刊，2018（41）：157.

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[3]胡建荣.例谈核心素养时代下初中物理实验教学有效性[J].中学理科园地，2018，14（02）：44-45.

[4]王玉婷.基于核心素养的助学案“物理实验探究”的设计思考[J].初中生世界，2018（12）：53-55.

作者简介：

代龙，安徽省淮北市，安徽省濉溪中学。