助戰高考，注重學生創新演示實驗中物理學科核心素養的培養

張彥霞

[摘要]現在的高考物理實驗多以創新實驗為主，學生在課本上學過的演示實驗太基礎，在高考中難免會力不從心，所以要在平時注重創新實驗的研究。

[關鍵詞]高考物理實驗、創新演示實驗、物理學科核心素養

高考創新實驗常是從實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗過程、數據處理上的創新，而這些創新無一不是在課本上實驗的基礎上，加上物理觀念、科學思維、探究能力、分析綜合能力、應用數學處理物理問題的能力等能力的基礎上實現的，所以，課本上的演示實驗是基礎。而能在高考實驗這一塊取得高分還得學生從獲得物理學科核心素養抓起，不至于看到創新實驗的題目無從下手、退避三舍。在高三一輪復習階段，課本上的演示實驗是基礎，還得把各個實驗與物理核心素養聯系起來，這樣才能看見創新實驗時眼明心亮、信心十足。

在高中物理中，物理學科核心素養包括以下四個維度，分別為：物理觀念、科學思維、實驗探究以及科學態度和責任。高中物理實驗必做21個，而力學有9個，常以物理觀念為抓手，物理器材使用時也多重復，所以要會熟練的使用器材。在復習第一個演示實驗“研究勻變速直線運動”時，我會以器材為抓手，結合實驗目的、原理、過程、處理數據把實驗分析透徹，使學生清楚高中力學實驗必備的素質能力。

在常規演示實驗中，用到的有小車、木板、打點計時器、紙帶等實驗器材，如圖1所示。

學生學會正確使用打點計時器，更能理解打點計時器的原理與構造，為以后學習電磁感應現象埋下伏筆。另外以后的高中物理演示實驗中經常會遇到使用打點計時器，比如“驗證牛頓運動定律”、“驗證機械能守恒定律”、“驗證動量守恒定律”等演示實驗，這是形成實驗操作能力的重要環節，使學生形成正確的科學態度。

長木板是力學實驗常用的一個器材，這就牽涉到小車在木板上面的受力分析以及運動分析，往后的演示實驗也會遇到使用長木板的，比如“驗證牛頓運動定律”中讓小車在長木板上做勻加速直線運動。也可以把木板斜著放置當做斜面，比如“驗證動量守恒定律”的創新實驗之一，如圖2所示，此創新實驗把碰撞和平拋運動的模型聯系起來，所以，強調學生具有構建理想模型的意識和能力，養成分析論證的能力，會使用各種方法和手段分析、處理信息的實驗探究的能力。

2、在創新演示實驗中，用到氣墊導軌、光電門、頻閑照相機、計算機和手機的軟件APP等創新器材，如圖3所示。

氣墊導軌的作用通過實驗能讓學生更直觀的看到阻力很小的狀態，使得研究對象很好的做直線運動，后面在“驗證機械能守恒定律”和“驗證動量守恒定律”中也能很好的應用。

光電門一直與氣墊導軌配合度很高，作用是測量研究對象通過它的時間，進而計算出研究對象通過光電門時的速度以及加速度，后面在“探究自由落體運動”、“驗證機械能守恒定律”、“驗證動量守恒定律”實驗中也會經常用到，如圖4所示，這個實驗裝置還與單擺結合，使學生更好的形成科學思維，通過創新器材的應用也使我們感受到科技的進步，本著有科學的態度和責任，也要完成好實驗。

3、在創新實驗中，有實驗目的的創新，如圖5所示，此實驗是“研究勻變速直線運動”的一個創新實驗，但是實驗目的通過使用重力儀測量重力加速度，進而間接測量海拔高度，這是使學生形成物理觀念，能夠解決實際問題。

4、在創新實驗中，還有實驗原理和實驗過程的創新，其實主要看實驗目的是什么，圍繞實驗目的怎么設計實驗，用到哪些器材，進行怎樣的實驗過程，以及怎么處理實驗數據。如圖6所示，圖甲為測量重力加速度的實驗裝置，圖乙是xf圖象。我們處理圖像問題時，給學生提示從函數表達式中找答案，利用學過的運動學公式，從中變形得到函數表達式，再結合圖像中的截距、斜率得到我們想要的結果，得到加速度也不只是定義式、逐差法這些方法，從處理數據上讓學生獲得分析論證、處理信息的實驗探究的能力。

總之，之所以成為創新實驗，可以從實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗過程、數據處理上有所變化，可以把學生形成的物理觀念、科學思維、科學態度與責任應用到實驗探究上，并且學生的學科核心素養也能有利的提升，使學生有信心對戰高考物理實驗，從而取得不錯的成績，為以后從事科學研究也有很大的幫助。