創新實驗設計，培養學生核心物理素養的路徑

相鋼軍

【摘要】高中物理核心素養教學的開展，能夠讓學生學習到重視的物理基礎知識，能夠讓學生逐漸掌握物理學科所需要具備的重要品質，以及相應的關鍵能力。而實驗作為物理學習中極為重要的組成，同樣是培養學生核心物理素養的重要路徑。基于此，本文就物理實驗設計進行分析，以期能夠更好地培養學生的核心物理素養，提升學生的物理學習能力。

【關鍵詞】高中物理 核心素養 實驗設計

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）16-0173-02

一、創新實驗設計應遵循的原則

在開展創新實驗設計時，應遵循科學性的原則，必須依據正確的實驗原理進行實驗，為了保證實驗結論切合實際，必須根據學生的認知水平及實際教學情況，進行設計物理實驗。為了突出重點，必須遵循簡單性原則，做到簡單的器材，簡潔的流程，簡明的結果。為了使學生能夠感性的認識實驗現象及規律，必須遵循直觀性的原則，避免外界影響，準備充分，優化并改進實驗過程與方法，增加其可見性和可信性。安全性是創新實驗設計的前提條件，務必使實驗場所的安全得到保障。為了使學生在掌握知識的同時，使他們學習的積極性和興趣也得到激發，在設計時必須遵循創造性的原則，使他們積極探索，勇于創新。

二、通過創新實驗設計培養高中物理核心素養的策略

1.通過開發實驗器材，培養學生的物理觀念

在進行實驗器材開發的時候，原材料應選擇一些比較常見的材料。比如教師可以選取生活中的廢舊物品，一方面大大降低材料成本，另一方面其制作起來也比較容易，還具備較強的可操作性，既實現了對物理概念的提煉和升華，又提高了學生的實踐及創新能力。在我校高中物理教學中，所應用的器材主要為艾迪生實驗器材，諸如多普勒效應演示儀、多功能教學畫圖儀、安培力演示教具、靜電除塵器等等，這些實驗器材的創新設計，有的是依據概念原理，有的是依據專門課程內容而進行設計，這樣使學生對抽象概念的理解更加容易、具體，提高了學生的操作能力。同時，筆者還引導學生將生活實驗與課堂實驗相融合，使學生能夠從物理角度解讀有關科學史實，提高了學生的物理綜合能力。實驗器材的創新，使能量觀念、物質觀念及其應用等因素，得到了很好的體現，使學生在理解相互作用和物質運動等基本知識的時候，變得更加容易，加深了他們對于這些基本知識的理解，使他們對物理概念以及物理規律的理解更加深刻。

2.通過開展探究實驗，培養學生的科學思維和實驗探究能力

在開展探究實驗的過程中，學生能夠投身實驗活動中去，并積極發現問題，主動進行探索研究。整個實驗過程，學生都是帶著疑問開展實驗研究，其會運用所學知識解決遇到的各種問題，使他們的實驗能力不斷得到提高，使學生的綜合素養不斷予以發展。教師可以設計一些創新型的探究實驗輔助日常的教學，從而讓學生的核心素養予以提升。比如，筆者在進行“探究產生感應電流的條件”實驗過程中，便注重通過探究實驗的開展讓學生的思維能力得以調動。筆者首先給學生們提出相關問題，讓學生在問題的引導下開展實驗，并讓學生通過三種不同實驗方式對相關問題予以驗證。一種方式是“利用蹄形磁鐵的磁場產生感應電流”，一種是“利用條形磁鐵的磁場產生感應電流”，還有一種是“利用通電螺線管的磁場產生感應電流”，并讓學生將實驗結果以表格形式記錄在案，通過這些實驗活動加強學生探究能力的培養，提高學生關于問題的推理能力，強化學生對信息知識的提取能力，促進了學生各方面能力的提升，有助于學生綜合素質的培養與提高。

3.通過創新教材實驗，培養學生的科學態度與責任

在實際教學工作中，由于種種原因，我們會對教材中的部分實驗教學內容，進行相應的改進，這些改進后的實驗教學內容，我們稱之為創新教材實驗。改進的原因分為許多種，有的是教材中的實驗演示性不高，有的是教材中提供的實驗過程比較繁瑣復雜，操作起來不方便，有的是學生的認知能力未達到教材中的水平，有的是實驗原理太過抽象等等。在實際的教學過程中，創新實驗的設計，使實驗教學的難度大大降低。例如，筆者在進行“伽利略理想斜面的模擬”實驗教學過程中，便對實驗進行了創新。筆者將彈簧秤水平放置于一端，另一端則連接放置于長玻璃板的木塊，并緩慢轉動手輪勻速拉動帶有滾輪的長玻璃板，由于靜摩擦力的作用，木塊將會隨著長玻璃板一起運動。通過這樣實驗的開展，讓學生對靜摩擦力的大小如何變化進行研究。通過教材實驗創新的方式引發學生物理學習的求知欲和好奇心，使其能夠主動與他人開展合作，培養他們的團結協作意識，使學生能夠挑戰權威，勇于表達自己的見解，幫助他們樹立實事求是的科學態度，提高學生的創新意識與能力。

三、結語

實驗是學生了解物理內涵，了解物理知識體系形成的重要路徑，實驗教學的開展對于學生物理知識的學習具有不可替代的重要作用。教師要從多方面來探索實驗的改進路徑，讓學生能夠更好地參與到實驗過程之中，讓學生的實驗開展更具成效，提升學生的物理學習興趣，讓學生的物理學習越來越好。

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