如何在實驗探究中融入學科核心素養

福建省晉江市第一中學 唐漢青

新修訂的高中物理課程標準，將物理課程課程目標中的具體目標（三維目標）深化為“物理核心素養”。普通高中的培養目標是進一步提升學生綜合素質，著力發展核心素養，使學生具有理想信念和社會責任感，具有科學文化素養和終身學習能力，具有自主發展能力和溝通合作能力。

新課程改革使得每個老師都要更正自己投入到改革的浪潮中，使學生從“灌輸式”的教育走出來，培養學生獨立思考、敢于提問的能力，培養學生敢于實踐，尤其是實驗探究方面，培養學生的合作能力。學科不同，核心素養有所不同，物理學科的核心素養包括四個方面：物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任。

整個高中階段物理基本知識主要由力、運動、能量三部分構成，在此基礎上進行深入挖掘，實驗探究雖然是核心素養之一，但是在實驗探究中自然而然也融入其他方面。完整的實驗報告包括實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗內容、數據處理、誤差分析以及注意事項等等。如果每次物理實驗的實驗目的、儀器準備、操作步驟、實驗報告全部都由教師預先設計好，學生只進行“按方抓藥”、“照圖施工”，那么長此以往學生在實驗過程中就不再會有濃厚的實驗興趣。因此，教師要適時、適量地改進實驗課的教學組織形式，創設一些開放型的探究式實驗。

拿前不久的物理實驗——驗證動量守恒定律為例。

實驗目的：驗證兩小球碰撞中的動量守恒，守恒式 m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′，依據實驗目的設計實驗方案，選擇實驗器材。

實驗原理：若m2碰撞前靜止，則m1v1=m1v1′+m2v2′，遇到問題多問幾個為什么？怎么辦？遇到問題后，經過進一步思考，同小組之間合作交流，培養科學探索、合作精神。從實驗原理中可知所需求的實驗器材，這就是高考的開放性實驗題目，尤其是電學實驗，高中階段可以借助核心素養，在老師的引導下，多做這方面的訓練。

問題一：如何測量質量？

實驗器材就必須用到天平

問題二：如何測量速度？

回顧到以前，瞬時速度的測量，要借助物理極限思想，在極短時間內平均速度等于某個瞬間的瞬時速度。難度比較大，可以借助光電門、傳感器等精密儀器。如果在現有簡陋條件下，如何得到速度，這里可以引導學生發散思維，提出設想，驗證，引導到平拋知識來。

借助平拋可以知道，如果下落的高度在固定的情況下，下落時間一樣，忽略一切摩擦，則水平拋出的速度與落地的水平位移成正比，所以只要測出小球的質量以及水平位移就可以了，即時間消掉，得 m1OP=m1OM+m2ON大大的簡化了難度。因此只需要一把刻度尺就可以了。

問題四：如何確定O點？

回顧必修一的重心概念，很容易得到重錘線可以得到O點。

問題五：如何確定M、P、N點

落到紙上面有很多個點，因此應該借助圓規，把幾次下來的點畫出一個圓形，圓心就是我們要的點，利用物理的思維方法——求平均值法。

實驗步驟：略

任何一個實驗探究，雖然是學科素養中的一個方面，但是探究過程本身就融合其他學科素養。做實驗前你必須有相應的物理知識、物理觀念，在實驗過程中必須要有物理思維，構建出理想化模型，忽略一切阻力。會應用物理思維方法，極限思想、平均值法等等進行實驗，進行數據處理，并能夠解釋現象和解決實際問題。要有批判的思想，敢于質疑，提問，進行實驗探究，在探究過程中應該善于發現問題，與小組合作，提出設想，解決問題。最后還必須要有科學的態度與責任，整個過程必須要有科學的嚴謹性，提出的猜想要有科學依據。在實驗的注意事項中可以很好的體現出來。

1.斜槽末端的切線必須水平——為什么呢？因為只有末端水平，才能保證小球是做平拋運動。

2.如何保證水平？——把小球放在支架上面，小球可以靜止不滾動。

3.入射小球必須每次都從同一高度下落——確保碰前的速度是一樣的。

4.A球必須大于B球質量——防止A球太輕，反彈。

5.兩個小球必須大小一樣——這樣才能夠保證兩個小球是正碰，碰撞時，兩小球的球心在同一水平面上。

6.A球下落的高度盡量高——碰撞時內力大，遠大于外力，動量守恒誤差越小。

7.落點位置的確定——圓規，平均值法取圓心位置。

所有的這些實驗要求等等注意事項，就是要讓學生有著敬畏科學的精神，要本著負責任的態度進行實驗。實驗在物理教學中起著舉足輕重的作用，以物理實驗來充實物理教學，全程充滿著物理的核心素養，是現代化素質教育思想的重要方面。我們要給學生創作更多的實驗探究機會，在探究過程中潛移默化哲學學科素養，讓他們在實驗中發揮自我，多多體現主人翁精神，學有所得，當他們感覺到有所收獲的時候，他們就會回報你更多意想不到的東西。