以自主创新实验塑造学生物理思维

必须关注学生物理核心素养

《物理课程标准修订稿》提出：物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生物理核心素养的关键成分，主要由“物理观念”“科学思维”“实验探究”“科学态度与责任”等四个方面的要素构成。物理观念代表知识的内化，是其他核心素养的基础，科学思维和实验探究是关键能力，科学态度和责任是必备品格，四个方面相互依赖、共同发展。

从国家层面看，从本质上来讲，关注学生发展核心素养，就是关注“面向未来教育要培养怎样的人”这一问题。从世界视野看，随着全球化与信息化时代的来临，各国综合国力的竞争逐渐由表层的生产力水平竞争转换为深层的以人才为核心的竞争。致力于儿童青少年核心素养的提升，逐渐成为世界各国发展的共同主题，很多国家甚至把培养具备21世纪核心素养的人上升到国家战略的高度。

没有物理实验教学，一切都是空中楼阁

物理学家丁肇中认为：“实验可以推翻理论，而理论永远无法推翻实验。”物理学从诞生至今一直是一门以观察和实验为基础的科学，其内容由“实验（事实）、物理思想、数学（表达）”构成，实验是物理学和物理课堂教学的重要基础。可以说没有实验，就没有物理學，课堂学习中若没有实验就没有发生真正的物理学习。所以我们要培养学生的物理学科核心素养，必须在课堂教学中，把握物理教学的特质，以实验为基，以探究为本，基于“探究行为”设计和实施课堂教学，以评价促进学习，通过物理实验教学落实物理核心素养，否则一切都是空中楼阁。作为物理教师，应该尽一切可能用实验在课堂上为学生展现出丰富多彩的物理现象和物理情景，帮助学生直观、形象地理解物理现象的变化规律，形成物理概念。

改变常规实验教学方法，提倡自主创新实验

开发探究实验，提升学生科学探究能力

科学探究是人们探索和了解自然、获得科学知识的主要方法，高中阶段的学生，具有科学探究意识，能在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设;具有设计探究方案和获取证据的能力，能正确实施探究方案，使用各种科技手段和方法收集信息;具有分析论证的能力，会使用各种方法和手段分析、处理信息，描述、解释探究结果和变化趋势，基于证据得出合理的结论;具有交流与合作的意愿与能力，能准确表述、评估和反思探究过程与结果。

基于中学生具有的以上这些特点和能力，我们在物理实验教学中可以有针对性地改变过去的常规实验教学方法。以前，许多教师习惯讲授实验，将实验过程、注意点、数据处理方法事无巨细地传授给学生，学生只需按照教师指定的操作步骤即可完成实验。这种实验方式将实验当成知识点传授，无法培养学生能力。而物理核心素养更加关注的是品质和能力，这些仅仅依靠教师讲授是无法获得的。所以，高中物理实验教学宜用探究实验代替讲授实验，还原实验教学本质。实验探究过程将实验主动权交还给学生，学生在实验操作过程中可以形成实验探究能力和实事求是的科学品质。

例如，进行“探究加速度、力和质量的关系”实验教学时，可以让学生先阅读教材，了解实验的目的、原理、方案等。在教师不作讲授的情况下，让学生分组自主实验。学生在实验过程中，首先发现涉及三个物理量，必须采用控制变量法，以方便进行研究。然后学生会发现实验得到的数据非常多，无法从如此纷繁的数据中直观看出物理规律，他们就会讨论利用图象法处理数据。作出加速度和力的图象后，他们又会发现图象没有过原点，和实验原理不符。经过讨论和思考后，发现原来是阻力影响的原因。接着学生们又会研究排除阻力影响的方法。排除了阻力影响后，再进行实验并绘图。这次学生发现作出来的图线是曲线，此时教师可以告知学生只有钩码的质量远小于小车质量的情况下，才能认为细线的拉力近似等于钩码的重力，并要求学生记录下这个知识点，以便以后专门研究。学生通过探究实验，其分析能力、实验能力、实验态度、科学精神等都能得到有效培养。

提倡自主创新实验，塑造学生的物理思维

物理理论是以实验为基础建立的，理论知识通常是概括、简洁、规范的，实验过程则往往是具体、丰富、灵活的物理教学，引导学生进行自主创新实验，可以有效地开发学生的智力，挖掘学生的潜力，丰富学生的智慧，同时也促进教学相长。

以学生的自主创新实验来引领物理教学，教师需要具有丰富的知识和技能储备、灵活的教学机智、适时引导启发的教学艺术，才能在充满灵性、活力和变化的学生面前游刃有余，实现和学生的共同发展。

利用日常用品改进实验或开发新实验。利用日常用品和材料来替代实验材料，使实验现象更明显、直观;利用这些材料创新物理实验，开发出低成本、高质量的物理实验;使学生有更多动手做实验的机会，更多地亲历实验演示的机会，更好的培养和发展实验技能、创新实践能力，例如自制浮沉子。

重视数字实验，创新实验方式。利用数字实验室系统使很多难以测量或难以控制的实验得以顺利进行，也使很多实验的测量精度大大提升。创设数字化实验室或引进教师演示用的数字实验室系统，研究数字化实验系统的教学方式，促进教学手段与方式的现代化，例如自制计数器装置。

组织科技制作比赛，培养学生的科学态度和责任感

激发兴趣。通过学校举行科技节、科技实验比赛可以激发广大中学生学科学、爱科学、用科学的热情，培养学生的创新精神和实践能力，把学习的主动权还给学生，创造机会让学生独立自主地去分析、解决新的问题，激发学生学习物理的兴趣。

解决问题。举办中学生物理科技实验大赛，可以给学生和物理教师搭建非常好的机会和平台，转变教师教育教学观念，从生活走进物理，从物理走向社会，提升学生物理核心素养等方面起到一定的积极作用。

对实验教学进行有效的评价，落实物理核心素养

建立与物理实验教学活动相适应的评价体系，树立正确的评价观，有利于通过实验教学落实物理核心素养，具有很强的导向和监控作用，对增加学生学习的自信心、学习兴趣、学习能力具有积极的意义。与传统的笔试测验相比较，物理实验教学评价具有针对性较强、重视过程评价、评价方法多样、注重综合评价、培养合作精神等方面的特点，所以通过物理实验教学进行有效评价，是落实物理核心素养的重要方式。

名师简介

沈典俊

大家眼中的“书生校长”。任职于湖北省黄石市第九中学，系黄石名师、黄石市学科带头人、省市名师工作室主持人、国培专家、湖北师范大学硕导、中国教育学会会员、核心期刊《中学物理》和《理科考试研究》编委。曾获“湖北省优秀物理教师”“湖北省优质课一等奖”“全国论文展评一等奖”等奖项。主持或参与国家级、省级课题研究项目多项。主编教辅、专著数十部，如《勤学早》《新动力》《新领程》《学练优》《初升高衔接教程》《渗透教材》《中考指南》《1课3练》《课时训练》《实验班》等。在国家核心期刊发表论文数十篇。精通初、高中物理教学，对信息技术、数学知识在物理中的运用有很深的研究，其教学影响力辐射全国各地同行。