開展研究性實驗 培養物理核心素養

趙建剛

(江蘇省灌云高級中學 222200)

研究性實驗作為物理實驗的一大種類，在教學活動中的拓展不僅可以幫助學生在物理實驗活動中提升實踐技能，更能發展學生的問題意識，培養學生的核心素養.下面，本文將從研究性實驗的基本步驟出發，就如何開展研究性實驗課堂、如何提升學生的核心素養提出幾點建議.

一、發揮想象，提出假設

探究性實驗可以讓同學們全身心探索一個未知的問題，由于學生不知曉任何實驗結論，所以學生在實驗準備階段提出假設的時候可以進行邏輯思維和系統正式的雙重考慮.并且，在提出假設的時候同學們的想象能力和邏輯思維得到了最大程度的發揮，思維處于高度活躍狀態，可以幫助同學們互相學習，對于實驗內容和意義進行更為深入的思考，

例如在教學“探究彈力和彈簧伸長的關系 ”這個實驗時，同學們需要探究的是彈簧的伸長和彈力之間的關系問題.它們之間的關系具體是什么樣子？會受到哪些因素的干預？同學們還需要準備彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干和坐標紙等的器材.同學們在實驗的過程中發現，彈簧所掛重物應當從輕到重，否則一旦超出彈簧的彈性限度實驗就會很容易產生誤差.同學們針對影響因素提出的假設是彈簧的寬度和長度會影響到彈簧的勁度系數k，所以同學們針對這些假設找來了等長不等寬和等寬不等長的兩組彈簧分別進行了實驗.結果發現，在彈簧的材質相同的情況下，彈簧的勁度系數沒有很大改變，與彈簧的長度和寬度沒有直接關系.但是同學們認為實驗結果也可能跟實驗器材本身差值不大有關系.

教師在引導同學們提出假設的時候，其實相當于應用了任務型教學的思維，無形之中給同學們增加了一些拓展任務，并讓同學們思考這些任務的來龍去脈，從而在實驗過程中更加認真地進行思考，對于實驗進行更為深入的挖掘，從而獲得一定的成就感.

二、動手操作，搜集數據

動手操作是研究性實驗的基本要求.同學們在動手操作的時候需要獲得、收集一定的數據來為研究性實驗結論提供基礎.此外，對于數據的歸納和處理也是實驗的一大難點.在收集數據過程中，同學們需要對于實驗步驟反復考慮，即時調整，考量實驗數據的準確性和有效性，從而保證實驗的順利進行.

例如在教學“描繪小電珠的伏安特性曲線”這個實驗時，同學們需要回顧和類比伏安法測電阻的實驗技巧.同學們需要準備一個6V的電源、一個直流電壓表、一個直流電流表、一個滑動變阻器、4V、0.6A 和3.8V、0.3A的小燈泡等器材.在進行實驗時，有些同學們對于實驗電路的熟悉程度還不是很高，所以會有錯誤的情況出現.教師需要及時發現同學們的問題.在進行實驗時，這個實驗最大的特點就是小燈泡的電阻是一個變量，需要同學們不斷測量反復讀數來測定.同學們根據實驗數據做出的U-I圖像是一條不規則的曲線.在處理實驗數據時，遠離曲線趨勢的描點而可以視為無效數據.

針對研究性實驗的實驗數據來說，同學們在假設和實驗設計階段做出的準備活動中，也應當把實驗誤差和容易導致誤差的步驟考慮進去，才能真正全面的完成一個實驗，深刻的理解新知的本質，并且在進行研究操作的過程中，同學們能夠實際操作實驗步驟中的要求，完善自我動手能力方面的欠缺，從而對實驗數據產生新的認識.

三、歸類分析，形成結論

同學們在實驗過程中動手得到的實驗數據是實驗結果的基本形式.但是在研究型實驗中，同學們還需要通過具體比對和科學分析，經過慎重考慮，考察實驗結果的有效性和可操作性，把實驗結果進行歸納整理，從而歸類為不同類型的實驗結論.

研究性實驗的重心從實驗結果調整到了實驗過程.同學們在研究性實驗過程中發掘和探索的物理思維更為全面和具體.從實驗結果分析出的數據和結論，是對研究性實驗的詮釋和概括.只有同學們進行了正確的數據分析，進行了合理、全面的思考和討論，才能得出合理的實驗結論，真正體會到探研究型實驗的樂趣，從而在平時樂此不疲的投身新知的探究之中.

實驗是學生探知物理世界奧妙的階梯，是激活學生主動思考物理問題的重要途徑.對于高中學生而言，物理教學重視實驗課程的目的不僅在于培養同學們對于物理知識技能的應用和實踐能力，更要在實驗教學中提升學生的研究本領，發展學生的物理素養.研究性實驗在很大程度上幫助同學們展開了實驗知識技能的思維空間，打破了常規枯燥的物理課堂，幫助同學們從心理上接受物理教學的思維和模式，從而能夠發展同學們更為全面和深刻的物理思維.