利用物理演示实验培养学生物理核心素养

●李东琦 王志民 赵厚科 孙薇薇

一、物理核心素养

我们的教育理念是经过“双基——三维目标——核心素养”这一发展过程，每一次的改进都是进一步的完善。核心素养的根本理念就是培养能促进社会发展的优秀人才，核心素养主要从自主发展、社会参与、文化基础三个方面来培养学生，使学生可以成为一个全面发展的人。新课标对核心素养也提出相应的要求，在强调知识的把握和应用的基础上，更加关注科学思维的理解和运用，希望学生能够应用所学知识解决实际问题和科学地掌握抽象物理方法，对模型建构的思维方式和建构过程有更深的要求，科学家和学识介绍的比重有明显提高，希望可以提高学生的责任感。

为了更好地培养学生的核心素养，各个国家和地区都根据自己的实际情况将核心素养融入到各个学科的课程教学中，毕竟脱离学科谈核心素养，容易脱离实际，失去真正的含义。所以物理核心素养以此为指导，从物理观念、科学思维、实验探究、科学态度和责任四个方面来实施。物理核心素养的培养目标也更加细化，主要是培养学生必备的品格和关键能力，来解决个人终身发展和社会发展时所面对的问题，是学生科学素养的关键成分。学生通过物理学习内化所形成的带有物理学科特性的品质和态度也是物理核心素养的一个重要体现。

二、演示实验在物理教学中的重要性

物理是一门实验科学，实验是得出概念和规律的主要途径，也是物理教学的一个重要手段。而演示实验是教师培养学生物理核心素养必不可少的教学形式。教师不仅要设计生动有趣的演示实验，还要发掘其中的内在价值，让学生通过演示实验获得完善的核心素养。并在今后的学习、生活、工作中都可以得以体现，达到“立德树人”的教育目标。现在农村和小城镇的高中生做实验的机会寥寥无几，因此需要他们在做物理实验时，他们通常都不了解实验的基础知识，对实验仪器的认识也十分薄弱更不说如何使用。因为在日常学习中并没有过多地接触实验，他们对做实验没有很大的耐心，也不严谨，通常耗费大量的时间都做不出正确的结果，更主要的是有一定的实验危险。教师为了节省时间和学生安全，会采用直接告诉学生实验的授课方法，这正是一种恶性循环。演示实验就能在一定程度上改善这种情况，它是教师为实现一定教育目标的工具，它能锻炼学生的观察能力、思维能力、总结能力，学生通过观察演示实验能了解到实验操作的基本流程、注意事项和实验仪器，最重要地是培养出学生对实验的热情。教师通过实验现象纠正学生认知过程的薄弱环节和先验的错误，使学生有深刻的印象。而且演示实验也是教师对今后重视实验教学的一个过渡，教师可以在设计教学过程中慢慢地加入更多的实验，这对学生的接受和教师教学设计都是一个缓冲。让今后教师不仅仅只是口头讲述实验。物理是理科，考试中的实验内容应该是学生在理解的情况下得出答案，而不是学生为应付考试背诵实验。学好一门课程，很大程度在于学生是否感兴趣，而演示实验可以在很大程度上提高学生对物理的兴趣，学生投入其中，也就不会感到物理难学，而是觉得物理很有趣。物理与其它学科一个最大的不同和优点就是有很多有趣的实验教学，教师一定要牢牢把握住这个长处，使教学过程尽量以实验为主，可以使学生容易理解，对学生今后的发展也有很大的帮助，毕竟任何真理都是要靠实验进行验证。让教师从现在开始，从演示实验开始，来真正有效地讲解物理知识。

三、演示实验对学生物理核心素养的作用

（一）通过演示实验，帮助学生自主建构物理观念

物理观念不等于物理概念，它包括经典物理、现代物理中的概念、规律以及运用其解释物理现象的能力，物理观念的侧重点是学生在教师的引导下能自主进行构建。学生可以通过对演示实验现象的总结和概括来得出物理观念。例如在讲解自由落体运动时，可以准备大小相同的纸片和卡片，让二者从同一高度同时落下，让学生观察现象。接下来在将纸片揉成球，重复上述操作，让学生再次观察，通过两次演示现象的不同，学生能自我总结出自由落体运动的概念。由演示实验得出的物理观念，是学生自行构建的，影响更加深刻，对其含义的理解也更加清晰，学生对概念、规律的记忆也不需要死记硬背，这在很大程度上避免概念混淆。

（二）设置演示实验，培养学生的科学思维

科学思维和实验探究主要培养学生发现问题、思考问题、解决问题的能力。科学思维是科学方法和科学思想。思想和方法相辅相成，有思想才能应用方法，有方法才能思考问题，物理思想源于物理学的发展，但物理思想也推动物理学的发展。在如今的教学理念里，帮助学生完成知识目标已经不是首要目标，最注重应该是帮助学生掌握思想和方法，这样在以后的个人发展和社会发展中，无论从事什么职业，都可以运用物理学中的科学思维来解决问题。

高中物理有很多重要的物理思想和方法，比如极限方法、等效思想、守恒思想、类比方法等，物理教学中重要的是思想方法的渗透，演示实验就是一个良好的载体，演示实验不仅生动有趣，其中更是包含许多重要的思想，实验的演示，使学生掌握解决问题的方法和思维，摆脱题海战术。教师在演示实验中可以采用相应的思想和方法来进行新课讲解，培养学生的科学思维。在讲解“力的合成与分解”时，我们采取的演示实验就可以包含等效思想，用两个弹簧测力计从一定的角度测量重物，好比平行四边形的两条临边，在用一个弹簧测力计从对角线测量重物，两次现象显示的示数是相同的，运用等效的思想解释力合成的本质，使学生理解的更加透彻和深入。

（三）以演示实验为载体，培养学生实验探究能力

实验是物理学的基础，通过实验既能解决问题，也能发现问题，没有实验的支撑，物理学也就难以继续发展，通过演示实验，学生能参与实验探究的过程，理解理论形成的前因后果，同时增强学生对课堂的兴趣，所以，无论是对于课堂品质还是对学生的实验探究，演示实验都具有重要的作用。实验探究主要是由发现问题、设计实验、进行实验、收集数据、分析和评价组成。实验探究和科学思维是相互融合的，在进行实验探究的过程中，涉及许多重要的思想和方法，只有掌握科学思维，学生才能进行实验探究，由此可见，科学思维是进行实验探究的基础。演示实验的设置要具有巧妙性，能引起学生的认知冲突，让学生有兴趣继续探究，教师还要适当进行讲解和引导，帮助学生正确建构物理观念。在“超重失重”的教学中，教师就可以通过演示实验进行实验探究，教师首先要为学生设置问题情境：在装满水瓶子的底部打一小孔，让整个瓶子自由掉落到事先准备好的小桶里，学生观察到的实验现象与想象的不同，从而有认知冲突和一定的兴趣，想要知道具体的原理。教师不要直接给出答案，而是要利用学生的好奇心思考问题，思考为什么在不松手只松开堵住小孔时有水流出，而在松手后反而没有水流出，让学生围绕问题进行接下来的实验，展开交流和讨论。学生在得到知识的情况下，科学研究能力也得到一定的发展。

（四）通过演示实验，培养学生的科学态度和责任

科学态度和责任要求学生在掌握学习能力的基础上，要形成良好的品格和道德规范，具有很强的责任感，毕竟科学无国界，而科学家有祖国。科技快速发展，科学可以造福人类，也可以伤害人类，我们要合理的使用科学，对环境和生态都应该要有很强的责任感。科学态度和责任则正是要求我们明白什么是科学的本质，在了解科学、技术、社会、环境关系的基础上建立正确的科学态度和责任心。对教师的教学要求是培养学生做一个真善美的人，所以在演示实验中也应该贯彻对学生科学态度与责任的培养。在演示实验中，教师可以通过多媒体向学生介绍在当时恶劣的情况下，科学家是怎样进行科学实验，体会科学探究的艰辛，培养学生执着，永不言弃的品质。还可以通过演示实验培养学生交流合作和实验操作的能力，实事求是的科学态度。例如，在“加速度和力、质量关系”的教学时，教师可以让学生观察小车速度的变化，学生相互配合，对数据的记录、分析、总结有明确的分工。

四、结束语

培养学生的物理核心素养是物理教学中非常重要的任务之一，课堂教学是培养学生物理核心素养的主要阵地。物理核心素养是一个有点抽象的概念，因此，教师应该具有更高的核心素养，在科学理念的支撑下将物理核心素养的培养落在实处。学生物理核心素养的培养不是一蹴而就的，它需要一个漫长的过程，演示实验就是一个很好的实施载体，它不仅可以使课堂生动有趣，而且取材也十分广泛，对物理核心素养的四个方面都能找到相应的表达。总而言之，我们要通过演示实验等方法，使观念和思维内化成学生的能力，形成正确的科学态度和责任心，具有终身学习的能力，全面发展的综合素养。