助戰(zhàn)高考，注重學(xué)生創(chuàng)新演示實驗中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

張彥霞

[摘要]現(xiàn)在的高考物理實驗多以創(chuàng)新實驗為主，學(xué)生在課本上學(xué)過的演示實驗太基礎(chǔ)，在高考中難免會力不從心，所以要在平時注重創(chuàng)新實驗的研究。

[關(guān)鍵詞]高考物理實驗、創(chuàng)新演示實驗、物理學(xué)科核心素養(yǎng)

高考創(chuàng)新實驗常是從實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗器材、實驗過程、數(shù)據(jù)處理上的創(chuàng)新，而這些創(chuàng)新無一不是在課本上實驗的基礎(chǔ)上，加上物理觀念、科學(xué)思維、探究能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力等能力的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，所以，課本上的演示實驗是基礎(chǔ)。而能在高考實驗這一塊取得高分還得學(xué)生從獲得物理學(xué)科核心素養(yǎng)抓起，不至于看到創(chuàng)新實驗的題目無從下手、退避三舍。在高三一輪復(fù)習(xí)階段，課本上的演示實驗是基礎(chǔ)，還得把各個實驗與物理核心素養(yǎng)聯(lián)系起來，這樣才能看見創(chuàng)新實驗時眼明心亮、信心十足。

在高中物理中，物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括以下四個維度，分別為：物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究以及科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。高中物理實驗必做21個，而力學(xué)有9個，常以物理觀念為抓手，物理器材使用時也多重復(fù)，所以要會熟練的使用器材。在復(fù)習(xí)第一個演示實驗“研究勻變速直線運動”時，我會以器材為抓手，結(jié)合實驗?zāi)康摹⒃?、過程、處理數(shù)據(jù)把實驗分析透徹，使學(xué)生清楚高中力學(xué)實驗必備的素質(zhì)能力。

在常規(guī)演示實驗中，用到的有小車、木板、打點計時器、紙帶等實驗器材，如圖1所示。

學(xué)生學(xué)會正確使用打點計時器，更能理解打點計時器的原理與構(gòu)造，為以后學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象埋下伏筆。另外以后的高中物理演示實驗中經(jīng)常會遇到使用打點計時器，比如“驗證牛頓運動定律”、“驗證機械能守恒定律”、“驗證動量守恒定律”等演示實驗，這是形成實驗操作能力的重要環(huán)節(jié)，使學(xué)生形成正確的科學(xué)態(tài)度。

長木板是力學(xué)實驗常用的一個器材，這就牽涉到小車在木板上面的受力分析以及運動分析，往后的演示實驗也會遇到使用長木板的，比如“驗證牛頓運動定律”中讓小車在長木板上做勻加速直線運動。也可以把木板斜著放置當(dāng)做斜面，比如“驗證動量守恒定律”的創(chuàng)新實驗之一，如圖2所示，此創(chuàng)新實驗把碰撞和平拋運動的模型聯(lián)系起來，所以，強調(diào)學(xué)生具有構(gòu)建理想模型的意識和能力，養(yǎng)成分析論證的能力，會使用各種方法和手段分析、處理信息的實驗探究的能力。

2、在創(chuàng)新演示實驗中，用到氣墊導(dǎo)軌、光電門、頻閑照相機、計算機和手機的軟件APP等創(chuàng)新器材，如圖3所示。

氣墊導(dǎo)軌的作用通過實驗?zāi)茏寣W(xué)生更直觀的看到阻力很小的狀態(tài)，使得研究對象很好的做直線運動，后面在“驗證機械能守恒定律”和“驗證動量守恒定律”中也能很好的應(yīng)用。

光電門一直與氣墊導(dǎo)軌配合度很高，作用是測量研究對象通過它的時間，進而計算出研究對象通過光電門時的速度以及加速度，后面在“探究自由落體運動”、“驗證機械能守恒定律”、“驗證動量守恒定律”實驗中也會經(jīng)常用到，如圖4所示，這個實驗裝置還與單擺結(jié)合，使學(xué)生更好的形成科學(xué)思維，通過創(chuàng)新器材的應(yīng)用也使我們感受到科技的進步，本著有科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任，也要完成好實驗。

3、在創(chuàng)新實驗中，有實驗?zāi)康牡膭?chuàng)新，如圖5所示，此實驗是“研究勻變速直線運動”的一個創(chuàng)新實驗，但是實驗?zāi)康耐ㄟ^使用重力儀測量重力加速度，進而間接測量海拔高度，這是使學(xué)生形成物理觀念，能夠解決實際問題。

4、在創(chuàng)新實驗中，還有實驗原理和實驗過程的創(chuàng)新，其實主要看實驗?zāi)康氖鞘裁?，圍繞實驗?zāi)康脑趺丛O(shè)計實驗，用到哪些器材，進行怎樣的實驗過程，以及怎么處理實驗數(shù)據(jù)。如圖6所示，圖甲為測量重力加速度的實驗裝置，圖乙是xf圖象。我們處理圖像問題時，給學(xué)生提示從函數(shù)表達(dá)式中找答案，利用學(xué)過的運動學(xué)公式，從中變形得到函數(shù)表達(dá)式，再結(jié)合圖像中的截距、斜率得到我們想要的結(jié)果，得到加速度也不只是定義式、逐差法這些方法，從處理數(shù)據(jù)上讓學(xué)生獲得分析論證、處理信息的實驗探究的能力。

總之，之所以成為創(chuàng)新實驗，可以從實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗器材、實驗過程、數(shù)據(jù)處理上有所變化，可以把學(xué)生形成的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任應(yīng)用到實驗探究上，并且學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)也能有利的提升，使學(xué)生有信心對戰(zhàn)高考物理實驗，從而取得不錯的成績，為以后從事科學(xué)研究也有很大的幫助。