创新实验设计,培养高中生的物理核心素养

创新实验设计,培养高中生的物理核心素养【摘要】在展开高中物理实验教学时，为了培养高中生的物理核心素养，就应对实验设计进行创新，这样才能够激发学生学习的兴趣，调动其参与的热情。基于此，本文对此进行了相关探讨，希望能够为相关的研究者提供一定的参考依据。【关键词】实验设计；高中生；物理核心素养核心素养并非先天遗传，而是通过后天的教学获得，为了促进学生全方位的发展，教师应注重学生物理核心素养的培养，只有这样才能为学生今后的发展打下坚实的基础。一、高中实验教学存在的问题（一）缺乏对科学知识的兴趣当前，很多学生都认为实验理论知识极其乏味和单调[1]，因此无法产生物理实验的兴趣，在课堂上不仅没有配合教师的教学，而且还会干扰课堂的秩序[2]。（二）没有掌握科学知识教材上的科学信息和科学应用知识以及理论知识具有的应用性以及综合性极强，但是当前很多教师在实施物理教学时[3]，仅注重灌输理论知识，并让学生背和记，而没有注重实践，这对学生实践能力的培养极其不利。此外，虽然很多学生掌握了非常多的考试知识以及课本知识，但是并没有了解现代的高科技知识和科学知识，更无法联系生活实际以及所学的知识[4]。（三）学生没有一定的科学思维目前，许多学校的实验资源较为欠缺[5]，而且学校管理者和领导并不重视实验教学以及实验课程，所以未给学生提供足够的条件进行相关的物理实验。此外，受到应试教育的影响[6]，很多教师还持有传统的教学观念，只重视学生对理论知识的掌握，而没有对学生的实验探究能力以及科学思维进行培养[7]，无法真正的拓展学生的物理思维。二、实验的创新设计需遵循原则（一）简易原则在实验教学中，教师要采用简单的实验器材，要确保简洁的实验过程，只有以简单性为原则，才可将重点凸显出来，才能够使学生在观察实验过程、分析实验结果时集中注意力，从而助于教师高效地完成教学目标。（二）直观原则让学生从感性上，认识实验规律以及实验现象是实验教学最重要的目的，所以在进行实验设计的过程中，要将足够的物理知识准备做好，对实验过程进行优化，对实验方法进行改进，确保实验具备更好的直观性。（三）创造性原则。在设计创新性实验的过程中，教师可让学生自主、自行地对实验进行设计和创新，这样可对学生的发散性思维以及创造力进行培养。在设计时，会激发学生的思考和探索兴趣，而这无疑对其深入、系统的学习极为有利，可让其掌握更多的物理知识。三、创新实验设计,培养高中生的物理核心素养（一）对实验器材进行开发在开展物理实验教学的过程中，为了让学生深刻地对物理概念进行理解，让学生将基本的物质运动知识掌握，教师可尝试设计实验器材，创新实验内容。比方说在教学静电现象及其应用的相关教学内容时，教师可让尝试设计静电除尘器，这样可让学生动态化地对静电除尘过程进行观察，了解静电除尘原理。在实际制作时，教师可按照以下步骤进行制作：第一，将一颗螺丝安放于塑料瓶底部，当作负极，而后从笔芯穿过铜丝，在瓶盖上固定笔芯，当作正极。第二，在塑料瓶内平放小沙桶，将瓶盖盖好，并在支架上固定塑料瓶，应用导线连接起电机两极以及塑料瓶两极。制作完之后，在电场力作用之下，电子移动于瓶内正极，当碰上烟尘之后便会带负电，而在电场力作用之下，可让负电烟尘往正极移动，并在正极板上被吸附，这样就可保障除尘的效果。在设计时，需要做到以下几点：首先，要悬空起电机以及除尘装置的连接导线，防止接触于其他物体使电压降低。其次，在操作构成中不应对任何的带电部件进行触碰，防止触电。从最终的演示效果来看，有着非常显著的演示效果，这样可有效地激发学生的学习兴趣，让学生掌握更多的静电知识。（二）探究实验的展开，可对学生的实验探究能力以及科学思维进行培养在实施物理实验教学时，为了培养学生的探究能力和动手实践能力，教师应给学生提供机会让其展开探究实验。比方说，在教学静摩擦力的相关教学内容时，教师可给让以组为单位展开相关实验的探究。首先，教师应让学生在一端水平放置和固定弹簧秤，另外一端同放置于长玻璃板上的木块连接，并缓慢转动手轮匀速拉动带有滚轮的长玻璃板。从结果来看，弹簧秤拉力示数慢慢变大，这代表木块需要承受极大的静摩擦力。当长玻璃板同木块进行相对滑动时，弹簧秤示数慢慢变小，这代表木块在滑动时其所承受的静摩擦力比滑动摩擦力大，从这可知，随着外力发生变化，静摩擦力也会发生相应的变化，而且最大的静摩擦力要稍稍比滑动摩擦力大，所以教师可让学生借助控制变量法可对物理量给静摩擦力造成的影响进行相关的研究。第一，使接触面粗糙的程度改变，把一面的木块贴布接触长玻璃板，重复地进行以上实验，在弹簧秤上，学生看到静摩擦力慢慢增加，而且改变了最大的静摩擦力，这代表接触面粗糙的程度会在一定程度上影响到最大的静摩擦力。第二，使木块接触面积改变。竖放木块，重复性地进行以上实验，在弹簧秤上，学生看到静摩擦力慢慢增加，但是并未改变最大的静摩擦力，这代表接触面积并不会影响到静摩擦力。第三，使木块质量改变，将砝码增加到木块上，重复地进行以上实验，学生从弹簧秤上看到，静摩擦力慢慢增加，而且随质量增大，最大静摩擦力慢慢增加。这代表，随着两物体间压力增大，最大静摩擦力会慢慢增大。通过这样的方式，能够使学生的探究欲望得以激发，能够强化学生的责任感，可形象化抽象的问题，保障实验的效果。（三）创造性实验为了能够对学生信息提取能力和推理能力、探究能力和批判性思维进行培养，教师应让学生展开创造性实验，比方说在教学感性电流的相关教学内容时，教师可让学生以小组为单位展开以下的创造性实验：第一，对蹄形磁铁磁场进行利用，展开产生感应电流的实验。第二，对通电螺线管磁场进行利用，展开产生感应电流的实验。最后，对条形磁铁磁场进行利用，展开产生感应电流的实验。在实验的过程中，教师需进行适当的指导，但不可过多的干预，而后让学生交流和探讨得出的结论。通过这样的方式，可对学生的创造潜能进行挖掘，对学生的核心素养进行培养。结束语总而言之，要想培养学生的物理核心素养，可通过多种方式来达到目的，包括实验设计的创新和习题设计的创新以及课堂教学的创新，而为了保障更好的实验设计效果，教师应多多给学生提供机会，让学生自主探索和研究，这样才能有效地培养学生的实践能力和动手能力。【参考文献】[1]袁令民,廖伯琴,李富强等.高中物理教师使用新课程教科书情况调查及影响因素探析[J].教育学报,2013,9(2):76-81,95.[2]王娅楠,黄致新,李成丰等.中日高中物理教材中实验内容的比较分析及其启示[J].物理教师,2017,38(2):77-81.[3]姚丽鹏,刘烁.高中物理教科书中实验探究水平的研究[J].首都师范大学学报（自然科学版）,2016,37(3):29-35.[4]常晓慧,侯恕,陈荣环等.中美两套高中物理教材中“物理工具”内容的比较研究[J].物理教师,2016,37(11):73-75.[5]徐卫华.高中物理“次要知识”的延展式教学设计策略--以“力学单位制”教学为例[J].物理教师,2016,37(7):26-28.[6]李青,代伟.中国、新加坡高中物理教材的比较研究——以牛顿第一定律一节为例[J].中学物理（高中版）,2017,35(6):9-10.[7]周丙顺.TFU教学模式理论指导下的高中物理教学设计——以《电容器的电容》教学设计为例[J].中学物理（高中版）,2017,35(1):42-44.