从一道高考实验题的命题浅谈高中物理核心素养的培养

摘要：在新课程改革的背景下，从三维目标走向核心素养，是课堂教學尤其是实验教学转型的关键。多样化的实验教学追求的是一个需要不断深入探究、思考、实践的过程，其本质是培养学生的物理核心素养。本文通过2017年一道高考物理试题的分析，浅谈如何培养高中生的物理核心素养。

关键词：高考核心素养实验教学

高考真题（2017全国理综新课标I）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表A（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0～9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。

（1）实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2）（3）略。

一、试题特点

本题的第（1）问要求画出实验电路原理图，表面上看是对教材上“小灯泡的伏安特性曲线”实验电路认知记忆情况的检测，实际上是对物理观念的提炼与升华。绝大多数考生都能从题目要求从0～3.8V的范围一下子看出滑动变阻器是用分压式接法。但在电表的选取上却一反常态，给出的电压表量程为3V，小于小灯泡的额定电压3.8V。许多考生在没有认真审题的情况下就快速画出了和实验课上一样的“伏安法”测电阻电流表外接的电路图，一下子掉进了命题者设置的陷阱。原来，题目提供的电压表必须要与题目提供的1000Ω固定电阻R0串联改装成一个量程为4V的电压表才能顺利完成实验。命题者这一设置体现了物理学科核心素养中模型建构、分析综合、质疑创新、推理论证等科学思维的过程，强化了对考生物理核心素养培养的考查。

二、核心素养的概念及内涵

高中物理教学培养学生物理核心素养主要体现在：正确理解物理的基本内涵；构建物理知识系统和思维方法；提高学生能够善于发现问题、解决问题的能力；培养学生实事求是的科学态度和认真负责的科学责任。

从核心素养的角度理解物理实验教学可以发现，通过物理实验教学培养学生解决实际问题的能力，不但能够为学生提供进行物理实验的动力，还可以激发学生的求知欲望。所以在实验教学中重视物理核心素养的培育，能够促进学生学习能力的提升，进而反哺于课堂教学，提高课堂教学效果。

三、多样化的实验教学培养高中物理核心素养

1.注重学生徒手“小”实验，培养物理观念

教师在物理实验的教学中，要重视那些学生徒手就能够进行的物理小实验。例如，两同学彼此用力握住对方的手，用力握手的过程中大家都会感觉手越来越痛，这个过程说明“物体间力的作用是相互的”。这些徒手小实验开展方便，耗费时间短，却可以轻松加深学生对物理知识的理解程度，提升学生对物理的兴趣。让学生的物理观念在实验过程中得到沉淀和升华。

2.开放性物理实验教学，培养科学思维与实验探究

在高中物理实验教学中，实验的方式不仅仅局限在教室之内的操作性实验，还可以走出教室进行开放式实验，因此，要大力提倡实验课回归大自然，做到室内外结合。例如，笔者所在的学校刚好有个“科普植物园”，是生物科组为提高学生对植物多样性的认识热情以及提升学生的生态环保意识而建立的。植物园里许多植物每天需要不定时浇水，学生只有在午休或下午放学才有时间，水龙头又不能一直开着不关，这个问题难坏了科普植物园的老师和同学，于是科普植物园的老师和同学纷纷来到物理科组咨询，看看能不能设计出一个自动灌溉系统。因此，一个太阳能自动灌溉控制系统在学生手中诞生（如图1）。

再如，在学习《用传感器制作自控装置》时，教师鼓励激发全班学生自己动手设计并制作一个利用传感器的自控装置。如图2是集温度报警和自动喷水灭火于一体的自控装置。

相对于操作性实验来说，开放性实验更能培养学生的科学思维与实验探究，除了能够满足学生学习中的需求，更能够达到促进学生发展的目的，彻底转变传统实验教学中只服务于教材和教学需要的模式，同时，也能培养学生科学思维与实验探究能力。

3.小组合作实验教学，培养科学态度与责任

高中物理实验教学具有很强的实践性，由于教学任务重、教学时间不足，教师不能反复操作或逐一指导，此时便可利用学校推广小组合作的方式解决该问题，让学生的协作意识得到充分提升，同时还能培养学生的科学态度与责任。例如，在学习《用伏安法测导体电阻率》这一部分时，教师可以根据学生的学习状况来对学生展开分组，遵循动手能力强的学生帮扶动手能力差的学生的原则。分组结束后，教师可以引导学生分工协作，A同学负责测导体长度，B同学负责测导体的直径再计算出导体的横截面积，C同学负责电路的连接，D同学负责检查电路、电表读数及记录数据。在此实验过程中，教师不断地巡视并纠正其中存在的错误。实验结束后，教师可以让实验成功的小组和失败的小组分别总结经验。这样，学生的热情得到了充分的调动，同时，对学生科学态度与责任的培养水到渠成。

总之，物理核心素养的培养，实际上就是在物理知识讲授的过程中，形成物理观念和科学精神。物理实验教学过程中核心素养的培养，需要教师不断进行教学研究，选择效果明显、可操作性强的教学方式方法，促进学生核心素养的培育，提升学生终生学习的能力。

参考文献：

[1]李明，陈庆威.2017年全国高考理综测试新课标卷I第23题解析与启示[J].中学物理教学参考，2017（8）：34、37.

[2]金加团，杨雪明.基于核心素养的高中物理实验教学的创新与实践[J].中学物理：高中版，2016，34（10）：21-23.

作者简介：梁盛，1981年5月出生，中学物理一级教师。2016年被评为第三十三届全国中学生物理竞赛肇庆市优秀指导教师；荣获2016年端州区教育教学优秀论文一等奖；2017年被评为肇庆市第一中学“优秀共产党员”；2017年荣获端州区“优秀教师”称号；2018年被评为肇庆市端州区“优秀共产党员”。