试析如何在物理实验中鼓励学生大胆质疑

◆彭翠红

(咸阳师范学院附属中学)

学科核心素养指凸显学科本质、具有独特重要育人价值的素养。物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等四个方面的要素构成。科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等。科学态度与责任表现之一是学生具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，实事求是，不迷信权威，能基于证据和推理发表自己的见解；基于此作为一线教育工作者要鼓励学生不迷信权威，大胆质疑。我们在设计和开展教学时要以物理核心素养为导向，将物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等要求，至始至终贯穿在教学活动之中，使物理教学过程成为学生核心素养的形成过程。

例1.在学习分子间的作用力时，有一个较经典的实验，将两个铅块的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码，都不能把它们拉开，如图1所示，这个实验说明了分子间存在相互作用的引力。

学生质疑会不会是大气压的作用把它们压在了一起？

学生质疑很有道理，这样设计实验不排除大气压的作用，引导学生讨论改进，如果能设法排除大气压的影响，不就能说明问题了。

经过充分讨论，提出改进措施，如果把两个已经粘在一起下面挂有钩码的铅块放进真空罩内，如果铅块还不分开就证明是由于分子间的作用力。

例2.在探究二力平衡条件时，同学们猜想：“相互平衡的两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上”用到的器材有：小卡片、细线、两个固定的定滑轮。在验证两个平衡力方向是否相反时，大多数参考资料出示的方法是，如图2所示，把卡片向下拉，时两个力的方向相同，松手后卡片会回到原来位置，从而说明，相互平衡的两个力方向是相反的。

学生质疑，二力平衡受多个因素影响，研究平衡力是否方向相反，应该控制两个力大小相同且在同一条直线上，上述实验，显然没在同一直线上，即没有控制变量。

讨论改进实验，使卡片两端的线通过一侧滑轮沿同一直线，发现卡片迅速朝一边运动无法平衡。这样控制了两个力大小相同且在同一条直线上，科学的证明了相互平衡的两个力方向相反。

例3.为了探究力能否使玻璃瓶发生形变，甲同学把圆柱形玻璃瓶装满水，然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，组装好的实验装置如图3所示，细玻璃管上有刻度便于观察细玻璃管内水面的变化。甲同学用力挤压玻璃瓶壁，发现细玻璃管内水面上升了，于是得出结论：力可以使玻璃瓶发生形变。乙同学却认为，可能由于手挤压玻璃瓶时，瓶内水的温度升高所致，因此不能说明力使玻璃瓶发生形变。

引导学生讨论如何只利用上述器材，设计实验证明力使玻璃瓶发生形变。

经过讨论，排除力这一要素只改变温度，让乙同学轻轻摸住玻璃瓶外壁，过一段时间，如果观察到水面保持不动，则乙同学的猜想是错误的。如果细玻璃管内水面上升，同学的猜想是正确的。

同学们进一步改进实验，把装置放在冷水中完成此实验，或者给玻璃瓶外面包裹毛巾，再用力挤压观察细玻璃管内水面的变化，从而证明力使可以玻璃瓶发生形变。

不迷信权威、大胆质疑是学生科学态度与责任的表现，科学态度与责任属于科学思维，科学思维是物理核心素养之一。教学中鼓励学生大胆质疑、实事求是，提升学生的核心素养，从传统的以知识为本的物理教学，转变为培育核心素养为主的物理教育。