改进物理演示实验，培养学生核心素养

黄灵万

【摘要】本文以“从闪电谈起”演示实验改进为例，利用自制教具改进演示实验，创设趣味性情境演示实验克服了以往实验中较难处理的问题，实现了在课堂上直接演示滴水起电的过程，让学生在演示实验改进中深刻领会物理实验的本质内涵，引导学生经历概念建构或探索规律的完整过程，促进相应能力的发展，让学生在实验改进过程中认识物理实验的价值和与生活、社会、科技的联系，培养学生核心素养。

【关键词】实验改进;核心素养

2019年，教育部发布《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》明确指出，全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，发展素质教育，切实扭转忽视实验教学的倾向;拓展创新，不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学，丰富内容，改进方式，注重实效，强化学生实践操作、情境体验、探索求知、亲身感悟和创新创造，着力提升学生的观察能力、动手实践能力、创造性思维能力和团队合作能力，培育学生的兴趣爱好、创新精神、科学素养和意志品质。

教师立足实情探索符合发展学生核心素养的方法来审视物理实验，从物理演示实验改进入手，利用身边的材料改进实验和创新实验教学方式，促进传统教学与现代新兴科技有机结合，切实增强实验教学的趣味性和吸引力，鼓励学生主动自制实验教具和做课外实验，逐渐培养学生成为创新型、实用型、复合型人才，使学生养成终身发展所需的必备品格与关键能力。下面以粤沪版九年级物理下册《从闪电谈起》演示实验教学为例，谈谈通过改进演示实验来提升学生的核心素养。

一、增强趣味性的演示實验，促使学生形成物理观念

在演示实验课堂中增加具有科学性、创造性、新颖性、趣味性的演示实验，能有效地帮助学生理解物质运动和相互作用的基本知识，深刻理解物理概念和物理规律，促使学生形成物理观念。

演示实验一：静电章鱼

实验器材：羊毛一块，长1米PVC供水管1根，红色塑料带一根。

实验过程：将红色塑料带撕成一条条丝，用羊毛在红色塑料丝摩擦直到塑料丝产生静电相互分开，接着再用羊毛快速摩擦PVC管直到听到啪啪的声音，将塑料丝把在PVC管上方，会惊奇地看到将塑料丝四周飞散开来悬浮在空中，像一只在水中游动的章鱼。极大地激起了学生的兴趣，带给学生快乐的精神体验。

设计意图：学生通过观察塑料与毛摩擦后产生静电，能使学生认真观察分析，能改变学生被动接受知识的学习方式，主动参与知识的建构，使学生经历概念形成的过程，为学生的继续学习和终身发展奠定基础，帮助学生建立科学的概念，培养了学生的物理观念。

二、打破常规演示实验，培养学生科学思维能力

物理实验教学要注重对学生建立物理实验模型的培养，要让物理的演示实验真正活起来，必须打破常规演示实验，要精心设计可操作的物理演示实验教具，利用身边的材料改进演示实验给予学生充分体验的时间、空间，激活学生的思维动机，使实验课堂成为播撒思考的种子，培养学生的思维能力。

演示实验二：静电铃铛

实验器材：易拉罐四个、羊毛、PVC水管一根、铝箔两条、塑料吸管一根。

实验过程：用PVC管与羊毛摩擦，PVC管就会带上静电，当把带电的水管与铝箔条接触时，静电就会转移到易拉罐上，由于带电物体会吸引轻小物体，这时候，金属小环就会被吸引过来并撞击一下易拉罐，撞击的同时，金属小环也带上了同种电荷，由于同种电荷相互排斥的原因，金属小环很快就被排斥到了旁边并撞击了第二个易拉罐，撞击的过程中小环的静电又转移到了第二个罐子上，第二个罐子通过铝箔条连接了大地，于是静电很快就转移走了，金属小环也没有电了，于是就继续下一个循环，一个铃铛不震撼，再串联2个，用四个易拉罐做了一个系列铃铛。当把铃铛和罐子固定好后，开始摩擦起电，三个金属小环按顺序依次开始摆动。

设计意图 ：建构物理模型，可以让学生深刻理解电荷的流动，观察到同种电荷相互排斥的规律，培养学生科学的态度，观察、分析问题的思维能力和创新能力，从而激发学生进行独立思考，打破了学生的思维定势，培养学生的创造性思维能力。

三、拓展创新性演示实验，培养学生的科学探究素养

对于传统实验教具结合现有科技进行改进，不断将科技前沿知识和最新技术成果融入演示实验教学，即满足课堂教学之需，又能让每个学生对物理变化发展的过程产生兴趣，而且能够更好地理解一些简单有趣的科学小实验的背后的科学知识，提高物理演示实验的效果，培养学生的科学探究素养。

演示实验三：滴水起电

实验器材：两个铁罐、三个桶、两条滴管、一个铁球、两条导线电、LED灯。

实验过程：做好一个架台，在上方放一个滴水桶，中间放两个铁罐，下方放两个装水桶，上方水桶钻两个孔用来滴水，每个孔流出水滴各自通过一个导电环流到相应的桶里。左侧的桶通过导线与右侧的导电环相连接导通，同样右侧的桶通过导线与左侧的导电环相连接导通。此装置的每一部分开始时不带电，当水滴入两个铁罐时发现中间的铁球向两边摆动，用LED灯触碰到铁罐发现会亮。

设计意图 ：滴水起电演示实验会激发学生强大的好奇心，使学生原有的知识与需掌握的新知识发生强烈的认知冲突，学生认为只有摩擦才会起电，而滴水也会起电让学生大开眼见，拓宽学生思维，提高学生的认知能力，引发学生更深层次的的思考，诱导学生进一步去探究科学动力，激发了学生科学的探究能力及创新精神。

四、创设真实演示实验情境，培养学生科学态度与责任

在物理演示实验教学中应从学生发展的角度出发，创设真实演示实验情境，注重知识应用唤醒学生的创新意识，激活知识应用，并能够通过知识迁移应用于实际生活，创造性地解决实际问题，提升学生的科学态度与责任。

演示实验四：静电除尘

实验器材：手摇动感应起电机、矿泉水瓶、塑料、金属薄片、香烟、导线。

实验过程：将一个大矿泉水瓶底部剪开，在大矿泉水瓶子内侧贴入金属薄片，用一根黄色导线的一端接金属薄片，另一端接感应起电机金属球。在塑料底座插入金属薄片，用一根红色导线的一端接金属薄片，另一端接感应起电机金属球。在塑料底座中间插入一支正点燃的香烟并冒一缕缕白烟，用矿泉水瓶盖住塑料底座，将矿泉水瓶盖扭紧，等烟雾布满整个瓶内后，让学生上台展示手摇动感应起电机，观察到烟慢慢消失，停止发电，用餐巾纸擦拭金属片的内侧，可看到有黑色的粉尘，发现烟雾颗粒被吸附金属片上。

设计意图：该演示仪可模拟化工厂静电除尘的过程，可以非常直观地演示静电除尘的过程，让学生亲眼看到静电除尘的效果，培养其环保意识，引导学生运用所学过的物理知识去分析、解决生产和生活中的实际问题，让学生理解科学、技术、社会、环境关系的基础上，逐渐形成对科学和技术应有的正确态度和责任感。

总之，通过演示实验的改进，使抽象枯燥的知识变得生动有趣。增强演示实验的趣味性，激励学生的好奇心，激发学生创新潜能，引领学生进行大胆地自制演示实验教具和演示实验改进，充分发挥学生自己的主观能动性，并让每个学生能参与演示实验改进过程，培养了学生对物理知识和原理的表述能力，提升了学生的创新意识、创新精神和创新能力，潜移默化中也培养了学生的物理核心素养。

参考文献：

[1]李瑛.改进物理演示实验，提升学科核心素养[J].中学物理， 2018（9）.

[2]梅利华.打破常规，巧妙自制实验教具[J].课程教育研究，2013（3）.