基于核心素養下的物理實驗創新設計

潘曉云

【摘要】物理學科核心素養是學生通過物理學習，內化為帶有物理學科特性的必備品質和關鍵的能力，具體表現為物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度和責任四個方面。通過分析中學生物理核心素養的現狀，利用創新實驗設計，促進學生物理核心素養的發展。

【關鍵詞】物理實驗 創新設計 核心素養

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）28-0158-02

核心素養，是指學生發展應具備的、能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和能力。它落實到物理學科，就成為了物理學科核心素養。物理學科的核心素養是學生通過物理學習，內化為帶有物理學科特性的必備品質和關鍵的能力，它是科學素養的關鍵組成部分，具體表現為物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度和責任四個方面。

核心素養不是先天遺傳的，而是經過后天教育習得的。為此，我們先要充分認識中學生在物理核心素養方面表現的主要問題：

1.對物理知識興趣不大。許多學生都說物理難學，物理知識枯燥難懂，逐漸對物理失去了興趣，讓物理變成勿理。

2.對物理知識掌握不夠，理論脫離實際。教科書上理論知識、應用具有很強的綜合性和應用性，但目前的物理教育只重視理論知識的灌輸，不注重知識與生活實際結合。

3.科學思維和實驗探究能力差。很多教師對實驗教學重視不夠，甚至連演示實驗也很少做，更不用說讓學生自制實驗器材來解決問題。因此存在著學生實踐能力和動手能力較差，導致科學思維和實驗探究能力得不到有效的培養。

為了解決現存的問題，筆者認為通過開展創新實驗設計是培養學生的科學素養的一條有效途徑。物理是一門以實驗為基礎的學科，物理學的概念形成、規律的發現、理論建立都賴以實驗。根據學生認知水平，結合高中物理教學，開發和指導學生進行物理實驗創新設計，讓學生更大程度地參與物理實驗，經歷實驗探究過程，得出規律，拉近學生與科學的距離，激發學生興趣。從實驗創新設計體驗中，理解知識、概念和規律的本質，促進物理觀念形成，體會科學方法，培養科學思維，養成良好科學態度和責任感，最終促進學生核心素養的發展。

一、通過驗證實驗設計，促進物理觀念形成

物理中的很多概念、規律比較抽象，僅僅根據理論上的學習，學生學習起來比較費力，對其理解不深入，不利于物理學科核心觀念的學習和掌握。在對于一些概念、規律的教學，可以開發和指導學生進行驗證實驗的設計，讓學生動手又動腦，理論聯系實際，拉近學生與科學的距離。如力的分解規律、能量守恒定律和安培力方向教學等。通過這樣的驗證實驗創新設計，不僅讓學生深入理解物理概念和規律，還能激發學生的學習興趣和積極性。

通過驗證實驗創新設計，其意義讓學生親身經歷參與驗證實驗設計，不僅激發了學習興趣，也加深該知識點的理解，理論聯系實際，有利于學生物理觀念的掌握和學習。

二、通過興趣拓展實驗設計，培養學生科學思維和實驗探究能力

興趣拓展實驗能使學生投入到活動中去自己發現問題、積極開展探索，讓學生在質疑與探究過程中提高運用知識解決問題的能力和培養科學思維方法。通過學生之間的合作探究，利用興趣特長，結合物理教學中的問題，開發和設計興趣拓展類實驗。通過這類實驗的開發和設計，讓學生直接體驗實驗探究，有利于學生心理素質和科學探究能力的培養。在教學中，筆者提倡興趣拓展實驗創新設計，例如超聲波測速、搖繩發電和互感器等等。

通過興趣拓展實驗，其意義讓學生體會到了科學知識的力量，激發了學生的學習興趣和探索熱情。引起了學生的認真思考，使得學生探究思維連續不斷，真正體驗了科學規律的探究過程，滿足了強烈的好奇心和旺盛的求知欲，還培養了學生的科學態度和團結協作的精神。

三、通過生活實驗創新設計，培養科學態度和責任

物理來源于生活，物理應用于生活。物理與生活是緊密聯系的。通過生活中實驗的創新設計，使得物理與生活的緊密聯系更加顯現，不僅讓學生親身體驗從自然到物理、從物理到社會的認識過程，同時在應用物理知識解決實際問題中踐行科學精神和科學態度，培養社會責任感。例如生活中利用慢動作研究平拋運動，靜電除塵等。這些創新實驗設計能體現科學本質、科學態度、STSE等要素，使學生具有學習和研究物理的好奇心與求知欲，通過這樣的實驗設計，能使學生基于證據和邏輯發表自己的見解，不迷信權威，培養學生實事求是的科學態度，激發學生的創新精神，培養社會責任感。

通過生活實驗創新設計，其意義在于應用物理知識解決生活實際問題時，將物理與生活相聯系，從而將科學、技術、社會有機結合起來，掌握研究物理問題的科學的方法，提高自身的科學探究能力，在體驗中學好物理，在實踐中得到全面發展。聯系生活實際才能調動學生真實的生活體驗和經驗。而且在解決實際問題中踐行科學精神和科學態度，培養社會責任感。

筆者認為，進行創新實驗設計時，教師開發和指導學生自己動手制作一些力所能及的實驗器材，通過物理實驗自主設計和創新，可以培養他們的創造力和科學思維能力。物理實驗創新設計，要求學生積極思考，這樣不僅使學生很好地掌握了其中的物理知識，還能激發學習興趣和積極性，培養其自信心和勇于探索、大膽創新的精神，科學思維、實驗探究能力及科學態度和責任感得到了有效的培養，促進了物理核心素養的發展。

參考文獻：

[1]張新生.高中物理實驗設計的創新性問題研究[J].中學生數理化，2015（9）：96.

[2]馬利江.關于高中物理實驗的創新設計[J].物理通報，2014（12）：69-71.