基于核心素养下的物理实验创新设计

潘晓云

【摘要】物理学科核心素养是学生通过物理学习，内化为带有物理学科特性的必备品质和关键的能力，具体表现为物理观念、科学思维、实验探究、科学态度和责任四个方面。通过分析中学生物理核心素养的现状，利用创新实验设计，促进学生物理核心素养的发展。

【关键词】物理实验 创新设计 核心素养

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）28-0158-02

核心素养，是指学生发展应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和能力。它落实到物理学科，就成为了物理学科核心素养。物理学科的核心素养是学生通过物理学习，内化为带有物理学科特性的必备品质和关键的能力，它是科学素养的关键组成部分，具体表现为物理观念、科学思维、实验探究、科学态度和责任四个方面。

核心素养不是先天遗传的，而是经过后天教育习得的。为此，我们先要充分认识中学生在物理核心素养方面表现的主要问题：

1.对物理知识兴趣不大。许多学生都说物理难学，物理知识枯燥难懂，逐渐对物理失去了兴趣，让物理变成勿理。

2.對物理知识掌握不够，理论脱离实际。教科书上理论知识、应用具有很强的综合性和应用性，但目前的物理教育只重视理论知识的灌输，不注重知识与生活实际结合。

3.科学思维和实验探究能力差。很多教师对实验教学重视不够，甚至连演示实验也很少做，更不用说让学生自制实验器材来解决问题。因此存在着学生实践能力和动手能力较差，导致科学思维和实验探究能力得不到有效的培养。

为了解决现存的问题，笔者认为通过开展创新实验设计是培养学生的科学素养的一条有效途径。物理是一门以实验为基础的学科，物理学的概念形成、规律的发现、理论建立都赖以实验。根据学生认知水平，结合高中物理教学，开发和指导学生进行物理实验创新设计，让学生更大程度地参与物理实验，经历实验探究过程，得出规律，拉近学生与科学的距离，激发学生兴趣。从实验创新设计体验中，理解知识、概念和规律的本质，促进物理观念形成，体会科学方法，培养科学思维，养成良好科学态度和责任感，最终促进学生核心素养的发展。

一、通过验证实验设计，促进物理观念形成

物理中的很多概念、规律比较抽象，仅仅根据理论上的学习，学生学习起来比较费力，对其理解不深入，不利于物理学科核心观念的学习和掌握。在对于一些概念、规律的教学，可以开发和指导学生进行验证实验的设计，让学生动手又动脑，理论联系实际，拉近学生与科学的距离。如力的分解规律、能量守恒定律和安培力方向教学等。通过这样的验证实验创新设计，不仅让学生深入理解物理概念和规律，还能激发学生的学习兴趣和积极性。

通过验证实验创新设计，其意义让学生亲身经历参与验证实验设计，不仅激发了学习兴趣，也加深该知识点的理解，理论联系实际，有利于学生物理观念的掌握和学习。

二、通过兴趣拓展实验设计，培养学生科学思维和实验探究能力

兴趣拓展实验能使学生投入到活动中去自己发现问题、积极开展探索，让学生在质疑与探究过程中提高运用知识解决问题的能力和培养科学思维方法。通过学生之间的合作探究，利用兴趣特长，结合物理教学中的问题，开发和设计兴趣拓展类实验。通过这类实验的开发和设计，让学生直接体验实验探究，有利于学生心理素质和科学探究能力的培养。在教学中，笔者提倡兴趣拓展实验创新设计，例如超声波测速、摇绳发电和互感器等等。

通过兴趣拓展实验，其意义让学生体会到了科学知识的力量，激发了学生的学习兴趣和探索热情。引起了学生的认真思考，使得学生探究思维连续不断，真正体验了科学规律的探究过程，满足了强烈的好奇心和旺盛的求知欲，还培养了学生的科学态度和团结协作的精神。

三、通过生活实验创新设计，培养科学态度和责任

物理来源于生活，物理应用于生活。物理与生活是紧密联系的。通过生活中实验的创新设计，使得物理与生活的紧密联系更加显现，不仅让学生亲身体验从自然到物理、从物理到社会的认识过程，同时在应用物理知识解决实际问题中践行科学精神和科学态度，培养社会责任感。例如生活中利用慢动作研究平抛运动，静电除尘等。这些创新实验设计能体现科学本质、科学态度、STSE等要素，使学生具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，通过这样的实验设计，能使学生基于证据和逻辑发表自己的见解，不迷信权威，培养学生实事求是的科学态度，激发学生的创新精神，培养社会责任感。

通过生活实验创新设计，其意义在于应用物理知识解决生活实际问题时，将物理与生活相联系，从而将科学、技术、社会有机结合起来，掌握研究物理问题的科学的方法，提高自身的科学探究能力，在体验中学好物理，在实践中得到全面发展。联系生活实际才能调动学生真实的生活体验和经验。而且在解决实际问题中践行科学精神和科学态度，培养社会责任感。

笔者认为，进行创新实验设计时，教师开发和指导学生自己动手制作一些力所能及的实验器材，通过物理实验自主设计和创新，可以培养他们的创造力和科学思维能力。物理实验创新设计，要求学生积极思考，这样不仅使学生很好地掌握了其中的物理知识，还能激发学习兴趣和积极性，培养其自信心和勇于探索、大胆创新的精神，科学思维、实验探究能力及科学态度和责任感得到了有效的培养，促进了物理核心素养的发展。

参考文献：

[1]张新生.高中物理实验设计的创新性问题研究[J].中学生数理化，2015（9）：96.

[2]马利江.关于高中物理实验的创新设计[J].物理通报，2014（12）：69-71.