核心素养下物理创新实验的设计

郭亚柯

摘  要：教育部于2018年提出“立德树人”的意见，“立德树人”的具体化是学生核心素养的发展。物理的新一轮课程改革，旨在培养学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础。物理是一门以实验为基础的学科，实验教学在物理教学中占据至关重要的地位。如何在物理实验教学中培养学生的物理核心素养是一个值得关注与研究的问题。本文基于培养学生物理学科核心素养，将物理学科素养的构成内容贯穿于高中物理实验教学当中。

关键词：核心素养;物理创新实验;实验设计

一、树立正确的物理实验教学观

（一）增强教师对物理实验的重视程度

在物理实验教学之前，教师对物理实验的重视程度至关重要，因为这不仅决定教师实验的次数，也影响着学生对物理实验的态度和重视程度。物理是一门以实验为基础的学科，物理实验是物理教学的基础与核心，物理概念与规律往往是从实验中得出来的。高中学生对物理实验具有较为浓厚的兴趣，并具有强烈的操作欲望。但学生的兴趣点在实验初期可能只是停留在实验对象本身，忽略了对事物本质的认识。这时教师应多增加演示实验和学生实验的次数，鼓励学生多做实验多思考。当学生实验增多了之后，学生便能学会透过现象看本质，学会通过物理实验来理解物理过程，对实验数据进行正确的信息加工后总结得出物理概念与规律。此外，学生在实验过程中也将会学会发现问题，并积极探索解决问题的方法。教师对物理实验的重视度增强，引导学生多做实验能帮助学生逐渐形成科学探究的思维，有利于物理核心素养培养在实验教学中的落实。

（二）将实验作为教学的核心

随着核心素养的提出，物理教学目标不应该只局限于知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标。在实验教学设计过程中教师应将“物理核心素养”作为教学目标的核心。在实验教学过程中教师应明确物理基本知识与物理观念的区别，不仅要注重学生知识的学习过程，更应该注重物理基本观念的培养。物理核心素养要求学生具备实验探究的意识，了解实验探究的过程。教师在教学目标设计中应注重学生问题提出、科学论证、反思交流等要素的培养。此外，教师在教学过程中应将“科学思维”素养的培养显性化，多联系生活实际，渗透“STSE”教学理念，形成以“物理核心素养”为实验教学目标的实验教学形式。

二、培养学生基本的物理观念

物理观念的培养是一个长期的过程，在学生具有物理观念的基础上教师仍需继续注意学生物理观念的培养。物理演示实验是物理实验教学中至关重要的部分。学生在演示实验中，“真听”“真看”“真感受”，深刻地感悟物理知识中蕴含的观点、规律和方法，进一步形成物理观念。在物理实验教学中，教师可以巧妙选择实验对象，多选择贴近学生生活的事物作为实验研究对象，潜移默化地影响着学生，培养学生的物理观念。例如，在“反冲运动”新课程引入的教学中，教师可以首先让学生观察三个演示实验，思考实验有哪些共同点和产生这些物理现象的原因，从而构建学生的物理观念。

三、直观展现实验现象，助建物理模型

传统的物理教学容易使学生形成思维定式，不适宜学生发散思维的培养。在实际的教学中，学生对物理模型建构和科學思维方法了解不够，学生缺乏科学思维的训练，科学思维素养有待提高。因此教师在物理教学中需要对科学思维培养加以重视。实验过程中教师应尽量将实验现象直观展示给学生，帮助学生建构物理模型。

（一）联系生活情景，增强模型建构意识

当生活中出现与物理相关联的情景时，我们希望学生能将具体的情景化为相应的物理模型。例如，当看到铅笔从桌面上掉落到地上的过程，联系到“自由落体”“重力加速度”等模型;看到苹果掉落，联想到地球吸引力;观看投篮动作，想到“斜抛”的物理模型。当需要应用物理知识解决实际问题时，我们需要有实际情景和物理模型之间相互转化的能力。在物理教学中，我们可以应用实验在学生的头脑中留下直观、形象的物理模型。再通过教师的引导对实验现象进行合理的简化与抽象形成思维轮廓，建构物理模型，培养科学思维。在“力的分解”实验过程中，教师可以让学生利用自己的手掌、橡皮筋、铅笔、重物来感受“三角支架”型力的分解情况。学生在亲身体验力的作用效果之后，通过简化抽象建构力的分解模型。同时也让学生在学习一种物理模型之后，学会在生活中寻找此类物理模型对应的生活原型，体会物理模型随处可见。

（二）生动创设实验情景，启动学生思维开关

如何启发学生的思维开关，引导学生进行思考与探究是教师在教学过程需要不断研究和探索的问题。生动有趣的实验情景往往可以激发学生的学习兴趣，增加学生对物理的好奇心和求知欲，启发学生进行下一步思考，这也是学生进行实验探究和形成科学思维的基础。例如，在“自感”的教学过程中，教师可以选择设计一个趣味性十足的小实验作为课前的引入。实验器材需要一个4-6V的交流电源、一个自感线圈和一个开关。实验过程中要将电源和线圈用导线连接起来，并需要用两个裸导线引出自感线圈的两端。实验开始前请一位学生上台来用手握住裸导线的两端，教师接通电路，在座学生观察到台上的学生因触电全身抖动了一下，从而引起全班学生的关注，激发学生的学习兴趣。接下来可以请这位同学谈谈感受，也可以再请几位同学上来感受一下。这个看似简单的小实验，不仅激发了学生的学习兴趣，也引出了本节课的核心内容“自感”。接下来，教师围绕着演示实验提出一系列问题：明明开关断开，为什么学生会感受到被电？高压从何产生？为什么会产生高压？利用演示实验来设置悬念，启动学生学生的思维开关，培养学生的科学思维素养。

四、结束语

培养学生的物理核心素养是课改所需解决的重要问题，但是在实验教学创新方面没有系统地得出相关研究结论，对于如何用物理实验培养学生物理学科素养尚待探索，本文中所提出的基于核心素养的高中物理实验教学策略也是处于探索阶段的尝试。

参考文献：

[1]何蓁.学科核心素养是实践创新的基础——从一道高中物理奥赛实验竞赛题谈起[J].实验教学与仪器，2017，34（11）：9-11.

[2]王春林.创新实验教学提升核心素养——《平面镜成像》实验设计与思考[C]//2017年江苏省教育学会年会文集.2017.