基于核心素养导向的物理实验教学策略——以“测小灯泡的伏安特性曲线”实验教学为例

曹 剑 蔡晓阳

汕头市第一中学 广东汕头 515000

物理教学的根本目的是通过物理学习，使学生具有适应个人终身学习和社会发展所需要的品质，而物理实验在培养学生的科学思维、探究能力、科学态度和科学精神方面有得天独厚的优势。以实验为基础是物理教学的最大特色之一，本文以人教版《高中物理》选修3-1中“测小灯泡的伏安特性曲线”实验教学为例，探讨如何将物理核心素养的目标真正落实到物理实验课堂教学中。

一、围绕核心问题展开教学

在实验课堂的教学中，能驱动整节课学生实验的中心问题或中心任务称为核心问题，它是核心内容之间的枢纽。在探究核心问题的过程中衍生出系列问题，能推进课堂进程和学生思维的深入，也可有效引导学生在解决问题中感受物理学科的核心素养。

实验课堂中围绕核心问题展开教学，核心问题不能泛泛而论，需要根据每节实验课的教学核心内容来设立。教师要立足于实验本身，明确实验的目的和实验中存在的问题，才能紧密围绕核心问题的解决进行实验教学，展开有效的教学活动。

以“测小灯泡的伏安特性曲线”为例，此实验课的核心内容是得到小灯泡的伏安特性曲线，所以核心问题就是设计实验电路图，要明确应用内接法或者外接法，控制电路应选择分压式电路或者限流式电路，则本节课围绕测小灯泡伏安特性曲线的实验电路图展开。思维导图如下：

二、提供应用科学方法研究问题的机会

很多课堂虽然有科学探究，但经常都是学生根据教师列出的探究步骤“照方抓药”，学生的科学思维提高有限。“授人以鱼不如授人以渔”，物理核心素养导向的实验教学要求当面对未知问题时，物理教学能提供学生解决问题的思路和方法。因此在提出问题后，教师应引导学生尝试自主分析问题，在此过程中逐步渗透科学方法，从而培养学生的科学思维和用科学方法解决生活问题的能力。

例如在“测小灯泡的伏安特性曲线”的实验教学中，学生在实验中测得多组数据，做U-I图像时遇到了问题，一部分同学认为小灯泡的电阻恒定，得到的图像应是倾斜的直线，按照这样的方式画出的图像导致一部分数据偏离图像较远。而另一部分同学则认为应将得到的数据连成平滑的曲线，但又说不出原因。针对这个问题我们让学生回想课本上的前一个实验“测金属丝的电阻率”，这个实验的要求之一就是每次电表读数结束都要断开开关，改变滑动变阻器滑片的位置，再闭合开关读数，这是为什么呢？提出这样的问题引发学生思考，并最终得到通电时间太久，温度升高，电阻会变大这样的结论。学生最终明白小灯泡的伏安特性曲线应该是一条平滑的曲线，而其弯曲的原因就是小灯泡的电阻随温度升高而变大。教师在此过程中提出问题，引导学生通过以往学习的知识深入思考得到了新问题的答案。

三、培养学以致用、触类旁通的科学能力

在物理实验教学中要培养科学应用的意识和能力，注重物理规律触类旁通的能力，教师可以布置一些贴合实际的实验题作业，帮助学生加深对相关物理实验知识的认识和理解，还能进一步掌握日常生活中蕴含的物理知识以及原理，促进学生关注生活、社会问题，尝试用自己的物理观念、科学思维进行分析研究。

例如在“测小灯泡的伏安特性曲线”这个实验中布置思考题。在实验中，小灯泡的电压由电压表测，电流用电流表来测，那如果给大家只有电流表或者电压表，其它实验器材可自选，能否也能得到小灯泡的伏安特性曲线呢？提出教学内容以后可遇到的问题留给学生反思，强化之前学到的电表改装的知识，并应用它来解决实际问题，学以致用。在实验教学中引导学生分析论证，崇尚理性，坚持科学的精神。

四、还原科研历史，弘扬科学精神

科研历史即科学研究历史，蕴含着科学家在探究物理概念、规律、问题时的科学思想和科学精神，它可以促进学生对科学知识的建构，提高学生的人文素养，培养学生的批判精神。物理的实验教学不能以考试中实验题目得分为主要目的，成绩固然重要，但前辈科学家们提出问题、解决问题的历程对学生更有启发意义。

在物理实验的教学中，教师应插入一些物理成果形成的过程，一个物理发明探究的历程。在这个过程中，学生建构相关物理概念，深刻理解科学规律，体悟科学的人文精神。学生还可通过实验器材设计其它的实验解决科研历史中遇到的问题，体验科学探究成功的喜悦感。

如在本节课“测小灯泡的伏安特性曲线”中介绍灯泡的发展历史。伟大的发明家爱迪生经过数十年的探索找到炭化的竹丝可通电发光，亨利-戈培尔通过对1600多种不同的耐热材料进行实验，找到了钨丝灯泡，但由于效率极低，后来被节能灯替代。而如今常用的LED灯由于省电，寿命长，响应速度快，被广泛应用在各个领域。学习物理学史有助于学生了解物理思想与观念的变革，培养学生学习的科学方法和创新素质，崇尚前辈物理学家在科学探索中坚持不懈，精益求精的科学态度。

物理核心素养导向的实验教学要求教师必须调整自身的教学理念和教学模式，根据学生的实际情况和实验教学内容思考，确定核心问题，渗透科学方法，培养学生触类旁通的能力，弘扬科学精神。物理实验教学要充分发挥实验独特的功能，在实验课堂上落实核心素养，将学生培养成为知识丰富、思维深刻、崇尚科学、精益求精的人。