物理教学中要善于利用小实验培养学生的核心素养

甄伟亮

（广东省鹤山市第一中学，广东 鹤山）

一、概念的界定

物理核心素养是指学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质。

小实验是指学生利用身体与身边的物体做实验，其特点为器材来源于生活，容易得到，操作安全，简洁、方便，能够说明与物理学科相关的科学道理，帮助学生实现理论联系实际的科学探究过程。

二、小实验在核心素养养成中的应用例析

1.形成物理观念

“物理观念”是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。形成物理观念的核心是从物理学视角应用已有知识探究或解释相关实际问题，解决问题的关键是发现问题，问题越接近学生生活，学生的求知欲望就越强烈。例如，在“摩擦力”的教学中，笔者引导学生用手感受摩擦力，并定性研究影响滑动摩擦力的因素。

（1）建立概念

讲授摩擦力时，让学生用手压着桌面向前移动。

提问：用手压着桌面向前移动时有什么感觉？

学生：会明显感觉到有阻力阻碍手向前移动。

教师：这个阻碍手向前移动的力叫摩擦力。与学生一起总结什么叫摩擦力。

（2）探索影响滑动摩擦的因素

提问：改变手压桌面的力，你感觉到这种阻碍作用会有什么变化？

学生：手对桌面的压力越大，阻力越大。

教师：上述现象说明了什么？

学生：说明摩擦力与压力有关，压力越大，所受的摩擦力也越大。

教师：用手在其他物体上滑动（比如书、衣服等），你有什么感觉？

学生：越粗糙的物体表面阻碍作用越大。

教师：说明什么？

学生：说明摩擦力也与接触物体的表面性质有关。

再如，在“力的分解”教学时，可让每个学生自己用一只手臂组成手臂三脚架来做实验。具体做法：甲同学用右手或左手叉腰，使上臂大致呈水平，另一同学乙在肘关节处用力向上拉或向下压，甲同学会立刻感受到下臂和上臂的受力情况，从而使学生能亲身体会到力的作用效果是如何的。在课堂教学中，教师应用小实验可以开阔教学视野，提高学生对物理的学习兴趣，从有趣、有益到提升思维能力。

2.培养科学思维

“科学思维”是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是基于经验事实构建理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等方法的内化。学习过程中对小实验的解释、分析和体验就是科学思维的形成过程。例如，“动量定理”教学中，讲完动量定理后，我们可以找几个学生体验冲力与作用时间的关系。具体做法是这样的：找几个学生站到讲台上（讲台较低，能保证身体不会受到伤害）。让几个同学从讲台上轻轻往下跳（让初速度尽可能小），第一次跳下时脚尽可能不弯曲；第二次跳下时让脚尽可能弯曲。要求学生体会两次地面对脚的冲击力。

学生：第一次感受地面对脚的作用力较大。

教师：跳下时若脚尽可能不弯曲，脚与地面的作用时间短。上面的现象说明了什么？

学生：人往下跳时，两次人的动量变化相同，当脚着地不弯曲时作用时间短，地面对人的作用力大，当脚着地弯曲时作用时间长，地面对人的作用力小。

教师：请同学们注意，从高处往下跳，为了减少地面对脚的冲击力，脚着地时，脚应可能弯曲，保证脚与地面有较长的作用时间，从而减少地面对脚的冲击力，避免脚不受到伤害。

本实验能够使学生体验地面对脚的冲击力和作用时间的关系，引起学习兴趣，促进对动量定理的理解，将现象内化成规律，从而形成科学思维方式。

又如，在“电磁感应”的教学中，笔者引导学生用身体模拟飞机水平飞行做飞机切割磁感线运动的实验题：已知北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国北京上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端的电势为U1，右方机翼末端的电势为U2。

A、若飞机从西往东飞，U1比U2高。

B、若飞机从东往西飞，U2比U1高。

C、若飞机从北往南飞，U1比U2高。

D、若飞机从南往北飞，U2比U1高。

由于学生的立体感不强，许多学生碰到这道题时感到很难分析。若教师能引导学生利用自己的身体进行模拟实验，易让学生理解飞机飞行时切割磁感线的情景。具体做法如下：

模拟实验：想象教室就处在北半球的某一水平面上空，让每个学生都伸开双手模拟机翼，然后右手伸向身前手掌向上，相当于磁感线垂直穿过手心，大拇指指向前方（飞机运动方向，就是切割磁感线运动方向），很容易发现，不论飞机怎么飞行，四指都是指向左方，从而说明左方末端的电势U1比右方末端的电势U2高，选A、C。通过小实验，学生能够以物理学视角认识物质、运动与相互作用、能量，解释自然现象，从而形成乐于探索，善于观察、分析、思考的学习品质，同时通过实验思考培养学生严密的逻辑思维能力。

总之，在物理教学和学习中恰当地引入小实验，可以巧妙突破教学难点，为学生建立物理概念、物理规律提供范例。它可以增强学生对物理的亲近感；可以帮助学生理解与想象；可以就地取材，还可以使学生养成科学思维方式，学会从时间和空间等不同角度进行研究，为物理教学提供抓手，使学生认识到物理学习源于生活，达到提高物理核心素养的目的。