改進物理演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)

黃靈萬

【摘要】本文以“從閃電談起”演示實驗改進為例，利用自制教具改進演示實驗，創(chuàng)設(shè)趣味性情境演示實驗克服了以往實驗中較難處理的問題，實現(xiàn)了在課堂上直接演示滴水起電的過程，讓學(xué)生在演示實驗改進中深刻領(lǐng)會物理實驗的本質(zhì)內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷概念建構(gòu)或探索規(guī)律的完整過程，促進相應(yīng)能力的發(fā)展，讓學(xué)生在實驗改進過程中認識物理實驗的價值和與生活、社會、科技的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】實驗改進;核心素養(yǎng)

2019年，教育部發(fā)布《教育部關(guān)于加強和改進中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》明確指出，全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育，切實扭轉(zhuǎn)忽視實驗教學(xué)的傾向;拓展創(chuàng)新，不斷將科技前沿知識和最新技術(shù)成果融入實驗教學(xué)，豐富內(nèi)容，改進方式，注重實效，強化學(xué)生實踐操作、情境體驗、探索求知、親身感悟和創(chuàng)新創(chuàng)造，著力提升學(xué)生的觀察能力、動手實踐能力、創(chuàng)造性思維能力和團隊合作能力，培育學(xué)生的興趣愛好、創(chuàng)新精神、科學(xué)素養(yǎng)和意志品質(zhì)。

教師立足實情探索符合發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的方法來審視物理實驗，從物理演示實驗改進入手，利用身邊的材料改進實驗和創(chuàng)新實驗教學(xué)方式，促進傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代新興科技有機結(jié)合，切實增強實驗教學(xué)的趣味性和吸引力，鼓勵學(xué)生主動自制實驗教具和做課外實驗，逐漸培養(yǎng)學(xué)生成為創(chuàng)新型、實用型、復(fù)合型人才，使學(xué)生養(yǎng)成終身發(fā)展所需的必備品格與關(guān)鍵能力。下面以粵滬版九年級物理下冊《從閃電談起》演示實驗教學(xué)為例，談?wù)勍ㄟ^改進演示實驗來提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、增強趣味性的演示實驗，促使學(xué)生形成物理觀念

在演示實驗課堂中增加具有科學(xué)性、創(chuàng)造性、新穎性、趣味性的演示實驗，能有效地幫助學(xué)生理解物質(zhì)運動和相互作用的基本知識，深刻理解物理概念和物理規(guī)律，促使學(xué)生形成物理觀念。

演示實驗一：靜電章魚

實驗器材：羊毛一塊，長1米PVC供水管1根，紅色塑料帶一根。

實驗過程：將紅色塑料帶撕成一條條絲，用羊毛在紅色塑料絲摩擦直到塑料絲產(chǎn)生靜電相互分開，接著再用羊毛快速摩擦PVC管直到聽到啪啪的聲音，將塑料絲把在PVC管上方，會驚奇地看到將塑料絲四周飛散開來懸浮在空中，像一只在水中游動的章魚。極大地激起了學(xué)生的興趣，帶給學(xué)生快樂的精神體驗。

設(shè)計意圖：學(xué)生通過觀察塑料與毛摩擦后產(chǎn)生靜電，能使學(xué)生認真觀察分析，能改變學(xué)生被動接受知識的學(xué)習(xí)方式，主動參與知識的建構(gòu)，使學(xué)生經(jīng)歷概念形成的過程，為學(xué)生的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)，幫助學(xué)生建立科學(xué)的概念，培養(yǎng)了學(xué)生的物理觀念。

二、打破常規(guī)演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力

物理實驗教學(xué)要注重對學(xué)生建立物理實驗?zāi)Ｐ偷呐囵B(yǎng)，要讓物理的演示實驗真正活起來，必須打破常規(guī)演示實驗，要精心設(shè)計可操作的物理演示實驗教具，利用身邊的材料改進演示實驗給予學(xué)生充分體驗的時間、空間，激活學(xué)生的思維動機，使實驗課堂成為播撒思考的種子，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

演示實驗二：靜電鈴鐺

實驗器材：易拉罐四個、羊毛、PVC水管一根、鋁箔兩條、塑料吸管一根。

實驗過程：用PVC管與羊毛摩擦，PVC管就會帶上靜電，當把帶電的水管與鋁箔條接觸時，靜電就會轉(zhuǎn)移到易拉罐上，由于帶電物體會吸引輕小物體，這時候，金屬小環(huán)就會被吸引過來并撞擊一下易拉罐，撞擊的同時，金屬小環(huán)也帶上了同種電荷，由于同種電荷相互排斥的原因，金屬小環(huán)很快就被排斥到了旁邊并撞擊了第二個易拉罐，撞擊的過程中小環(huán)的靜電又轉(zhuǎn)移到了第二個罐子上，第二個罐子通過鋁箔條連接了大地，于是靜電很快就轉(zhuǎn)移走了，金屬小環(huán)也沒有電了，于是就繼續(xù)下一個循環(huán)，一個鈴鐺不震撼，再串聯(lián)2個，用四個易拉罐做了一個系列鈴鐺。當把鈴鐺和罐子固定好后，開始摩擦起電，三個金屬小環(huán)按順序依次開始擺動。

設(shè)計意圖 ：建構(gòu)物理模型，可以讓學(xué)生深刻理解電荷的流動，觀察到同種電荷相互排斥的規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度，觀察、分析問題的思維能力和創(chuàng)新能力，從而激發(fā)學(xué)生進行獨立思考，打破了學(xué)生的思維定勢，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

三、拓展創(chuàng)新性演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)

對于傳統(tǒng)實驗教具結(jié)合現(xiàn)有科技進行改進，不斷將科技前沿知識和最新技術(shù)成果融入演示實驗教學(xué)，即滿足課堂教學(xué)之需，又能讓每個學(xué)生對物理變化發(fā)展的過程產(chǎn)生興趣，而且能夠更好地理解一些簡單有趣的科學(xué)小實驗的背后的科學(xué)知識，提高物理演示實驗的效果，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

演示實驗三：滴水起電

實驗器材：兩個鐵罐、三個桶、兩條滴管、一個鐵球、兩條導(dǎo)線電、LED燈。

實驗過程：做好一個架臺，在上方放一個滴水桶，中間放兩個鐵罐，下方放兩個裝水桶，上方水桶鉆兩個孔用來滴水，每個孔流出水滴各自通過一個導(dǎo)電環(huán)流到相應(yīng)的桶里。左側(cè)的桶通過導(dǎo)線與右側(cè)的導(dǎo)電環(huán)相連接導(dǎo)通，同樣右側(cè)的桶通過導(dǎo)線與左側(cè)的導(dǎo)電環(huán)相連接導(dǎo)通。此裝置的每一部分開始時不帶電，當水滴入兩個鐵罐時發(fā)現(xiàn)中間的鐵球向兩邊擺動，用LED燈觸碰到鐵罐發(fā)現(xiàn)會亮。

設(shè)計意圖 ：滴水起電演示實驗會激發(fā)學(xué)生強大的好奇心，使學(xué)生原有的知識與需掌握的新知識發(fā)生強烈的認知沖突，學(xué)生認為只有摩擦才會起電，而滴水也會起電讓學(xué)生大開眼見，拓寬學(xué)生思維，提高學(xué)生的認知能力，引發(fā)學(xué)生更深層次的的思考，誘導(dǎo)學(xué)生進一步去探究科學(xué)動力，激發(fā)了學(xué)生科學(xué)的探究能力及創(chuàng)新精神。

四、創(chuàng)設(shè)真實演示實驗情境，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責任

在物理演示實驗教學(xué)中應(yīng)從學(xué)生發(fā)展的角度出發(fā)，創(chuàng)設(shè)真實演示實驗情境，注重知識應(yīng)用喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識，激活知識應(yīng)用，并能夠通過知識遷移應(yīng)用于實際生活，創(chuàng)造性地解決實際問題，提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責任。

演示實驗四：靜電除塵

實驗器材：手搖動感應(yīng)起電機、礦泉水瓶、塑料、金屬薄片、香煙、導(dǎo)線。

實驗過程：將一個大礦泉水瓶底部剪開，在大礦泉水瓶子內(nèi)側(cè)貼入金屬薄片，用一根黃色導(dǎo)線的一端接金屬薄片，另一端接感應(yīng)起電機金屬球。在塑料底座插入金屬薄片，用一根紅色導(dǎo)線的一端接金屬薄片，另一端接感應(yīng)起電機金屬球。在塑料底座中間插入一支正點燃的香煙并冒一縷縷白煙，用礦泉水瓶蓋住塑料底座，將礦泉水瓶蓋扭緊，等煙霧布滿整個瓶內(nèi)后，讓學(xué)生上臺展示手搖動感應(yīng)起電機，觀察到煙慢慢消失，停止發(fā)電，用餐巾紙擦拭金屬片的內(nèi)側(cè)，可看到有黑色的粉塵，發(fā)現(xiàn)煙霧顆粒被吸附金屬片上。

設(shè)計意圖：該演示儀可模擬化工廠靜電除塵的過程，可以非常直觀地演示靜電除塵的過程，讓學(xué)生親眼看到靜電除塵的效果，培養(yǎng)其環(huán)保意識，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)過的物理知識去分析、解決生產(chǎn)和生活中的實際問題，讓學(xué)生理解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成對科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度和責任感。

總之，通過演示實驗的改進，使抽象枯燥的知識變得生動有趣。增強演示實驗的趣味性，激勵學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能，引領(lǐng)學(xué)生進行大膽地自制演示實驗教具和演示實驗改進，充分發(fā)揮學(xué)生自己的主觀能動性，并讓每個學(xué)生能參與演示實驗改進過程，培養(yǎng)了學(xué)生對物理知識和原理的表述能力，提升了學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，潛移默化中也培養(yǎng)了學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]李瑛.改進物理演示實驗，提升學(xué)科核心素養(yǎng)[J].中學(xué)物理， 2018（9）.

[2]梅利華.打破常規(guī)，巧妙自制實驗教具[J].課程教育研究，2013（3）.