利用物理小实验落实学生核心素养

楚利花+管瑞红+楚文洲+张聚杰+马秋爱

最新出炉的“中国学生发展核心素养（征求意见稿）”指出：学生发展核心素养，是指学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。学生应具备九大素养：社会责任、国家认同、国际理解；人文底蕴、科学精神、审美情趣；身心健康、学会学习、实践创新。“物理学科核心素养”主要包括：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。

物理课外小实验是教师结合教学内容搜集整理编写，让学生用一些身边常见易得的简单的物品自制仪器而进行的观察和实验。它取材简单，易于操作，在时间上具有较强的灵活性，学生可以自由把握，实验的空间区域也具有较强的广阔性，是物理课堂教学的有益的和有效的补充。

“初中物理课外小实验的开发利用研究”课题组就“利用物理小实验落实学生核心素养”问题进行了研究。

一、利用小实验促进学生物理观念的建立

物质观、运动观和时空观是主要的物理观念，物理学习的过程是物理观念建立和不断发展的过程，是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华。在初中物理教学阶段，主要完成从朴素的“观念”到抽象“概念”的飞跃，是从具体到抽象的飞越，核心思维是抽象和概括，加强抽象与概括思维的训练，这是形成观念的必经之路，依据建构主义学习理论，利用小实验促进学生物理观念的

建立。

例如，摩擦力概念的建立：手平放在桌面上，保持手不动，不用力推或拉，感觉有没有阻碍手的力；手平放在桌面上，用力向前推，但保持手相对桌面不动，感觉有没有阻碍手运动的力；手平放在桌面上，用力推，使手相对于桌面向前运动，感觉有没有阻碍手运动的力；取两只鞋刷，使刷毛相对地叠放在粗糙的台面上，水平推上面的一只鞋刷，观察上、下物体间刷毛形变的方向。通过这几个小实验思考摩擦力的产生条件、摩擦力的作用点、摩擦力的方向。这样，就给学生提供了一个表象思维的模型，化抽象为形象。学生对于摩擦力的概念“茅塞顿开”。

二、利用小实验促进学生科学思维的发展

科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；科学思维主要包括：模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新。

学习声音的传播时，给学生提供小实验。将发声的音乐芯片轻轻放入注射器的圆筒内，此时能不能听到铃声？插入活塞将音乐芯片轻轻推到注射器的圆筒底部尽可能排出里面的空气，听声音有无变化。用橡皮帽套紧针头插孔进行密封，用力拉活塞至圆筒顶部，这一过程中声音将怎样变化？去掉橡皮帽，此时能不能听到闹铃声？如果能将圆筒内的空气全部排出，你还能听到声音吗？当且仅当存在问题时，思维才发生，这样学生边实验边思考，顺理成章推理出真空不能传声，培养了学生的科学推理能力。

空气有质量吗？用两个空塑料饮料瓶、两个气嘴、一个均匀的木条、一个支架、一个打气筒，你能证明空气有质量吗？学生讨论、设计并完善实验，得出实验方案：将细木条作为横梁固定在支架上；向其中一个塑料饮料瓶打气；将两个塑料饮料瓶挂在细木条的两端，调节它们的位置使细木条保持水平；将刚被打气的塑料饮料瓶的气门芯打开，观察现象。实验完成后思考：将刚被打气的塑料饮料瓶的气门芯打开，你看见了什么？这个现象说明了什么？为什么不用天平测质量的变化？这样实验改进有什么好处？这样的改进对我们以后的科学探究有什么启示？学生经历了设计实验方案，培养学生的发散思维，并通过学生的讨论交流使学生在交流中学会听取他人的建议并完善自己的实验方案。对实验的设计、实验材料的选择、实验现象的放大等做进一步的思考，并对学生以后的科学探究提供一些借鉴，比如如何将实验现象放大、如何选择更直观的实验器材等提高了学生科学思维的能力。

三、利用小实验，提高科学探究能力

科学探究主要包括：问题、证据、解释、交流。小实验大多趣味性强，能激发学生的学习兴趣和探究意识；小实验器材简单易得，便于开拓学生的探究渠道。

小实验：去掉易拉罐的两端；把气球吹大，用橡皮筋将气球扎紧，粘在罐子的一端；用胶水把镜子粘在气球上；把做好的东西放在阳光能照射到镜子的地方，移动罐子，直到反射的光线投射到墙壁上；对着罐子开口的一段说话、唱歌；观察墙上的光线，你可以发现自己发出的声音使反射光线发生了位置移动。这种现象极大地引起了学生探究学习的兴趣，继续深挖下去，他们会明白：声音是由物体振动产生的，它们的振动会引起介质有节奏地振动，使周围的空气产生疏密变化，这就产生了声波，罐子上的橡皮筋吸收了声波的振动后开始振动，从而引起小镜子也发生振动，由此造成了墙上发射光线的移动。

组织开展小实验，是提高学生探究能力的好方法。学生通过上网、向老师咨询、查阅书本杂志等方式收集资料、设计实验方案、动手实验，将探究的结果写成研究报告或科普小论文，在全班交流，实验在生活中的延伸，开拓了学生探究的渠道，提高了学生收集处理信息、科学猜想、动手探究、讨论交流等能力。

四、科学态度与责任

《义务教育物理课程标准》指出，物理教学应注重与生产、生活实际及时代发展的联系，培養学生的社会责任感和正确的世

界观。

小实验是物理教学的有效补充，也是学生模仿科学家进行探究的重要方式。规范的操作，细致、有序的观察，有利于学生科学态度的培养，在实验过程中像科学家那样进行规范化操作。实验过程中所发生的现象，必须经过细致观察，才会发现细微之处，有助于发现事物的本质规律，细致和有序地观察，是进行科学研究起码的要求，能训练学生从小养成严肃认真研究科学的态度。例如：在研究《热空气和冷空气》的实验中，如果学生从开始的时候不细心观察，就只能看到热空气上升，而不能注意到热空气上升之后，又慢慢地沿着瓶壁下落到底部。长期的注意培养，学生就能够形成良好的观察习惯和认真细致的科学态度。

有的小实验需要学生合作完成，这就产生了领导者与被领导者，在不同的实验中，每个学生承担的角色不同，活动过程中，学生通过不同的角色转换，自己体验到管理者的艰辛，产生对管理者的理解，从而使学生内心道德情感碰撞，感觉自己不是局外人，而是实验活动的主人翁，学生的主体意识增强，主人翁责任感就会油然而生。在合作过程中，学生切身认识到完成一项任务不是个人可以做好的，必须和别人合作，一起共同努力才有可能取得成功，而自己的所有行动必须和其他成员协调，自己的利益和他人、集体的利益是一致的，那么学生对他人和集体的责任感就清晰了。

注：“初中物理课外小实验的开发利用研究”课题组。endprint