让实验探究成为培养学生创新能力的推进剂

王升　古建华

摘要：物理学科的核心素养是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，是学生科学素养的关键成分，因此，在实验探究中培养学生的创新能力尤为重要.

关键词：实验探究;培养;创新能力;推进剂

文章编号：1008-4134（2019）20-0059中图分类号：G633.7文献标识码：B

作者简介：王升（1980-），男，宁夏同心人，本科，中学一级教师，研究方向：物理教学和实验教学.

古建华（1978-），女，宁夏固原人，本科，中学二级教师，研究方向：物理实验创新.

按照课标要求，宁夏中考物理历年来将实验技能与科学探究活动的考查作为重点.中考物理试卷中的实验题及与实验相关的题目已占全卷的30%以上.试题十分重视对学生实验的基本素养、观察能力、动手能力以及对实验数据处理能力的考查，从对学生探究能力的考查逐步向对学生创新能力的培养方向推进.

近年来从中考实验探究题的内容来看，实验探究题避免了通过推理解答实验或靠死背教师给出的实验答案就能答题现象的发生，注重考查学生的基本技能、观察能力、实际动手能力以及对实验现象进行归纳、总结的能力.考查探究能力的同时，更加注重对实验过程的体验和感悟.要求就某些实验现象提出需要探究的问题，设计探究方案、归纳总结、表格设计、分析归纳结论、探究结果进行评估和尝试改进与创新实验方案等.这类试题的背景大多来源于我们熟悉的生活现象，虽然在书本中没有直接出现，但实验的设计思想、探究方法都是我们平时经常用到的.如2018年宁夏中考物理第41题“测物体密度”，题目以“营养早餐工程”为情境，考查学生运用物理知识分析、解决实际问题的能力，注重考查学生实验能力和科学探究素养，关注知识的形成、过程与方法、创新思维能力的培养.

试题为：“营养早餐工程”惠及千家万户，家住南部山区的小刚也是受益者之一，每周都能喝到政府发给的牛奶.在学习了密度知识以后，小刚利用托盘天平、烧杯和水测量牛奶的密度，他进行了如下操作：

（1）小刚观察到牛奶包装盒上标有250ml字样;

（2）将盒装牛奶放在已经调节好的天平左盘，在右盘中加减砝码后，发现天平仍然不平衡，小刚接下来应该进行的操作是.

（3）天平平衡后，观察右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图1所示（原题图17）.然后小刚将盒中的牛奶倒入烧杯中，用天平测得牛奶包装盒的质量为7g.则牛奶的密度为kg/m3.

（4）小刚用这种方法测出的牛奶密度和真实值相比（选填“偏大”或“偏小”）.

（5）小刚在学习完浮力知识后，认识了一种测量液体密度的仪器——密度计如图2所示（原题图18），将其放入液体中，当它竖立静止时，与液面相交的读数即为液体密度.小刚受到启发，利用密度计的原理再次测量了牛奶的密度.他选用细沙、水、刻度尺、记号笔、烧杯和平底玻璃管（数量不限），设计实验并完成了测算.请你回答下列问题.

①写出小刚测量的具体操作步骤（可以结合简图用文字说明，测量物理量用字母表示）.

②根据所测物理量，写出牛奶密度的表达式推导过程（有必要的文字说明）.

③牛奶密度的表达式ρ牛奶=（用已知量、测量量表示，比如水的密度用ρ水表示）.

本题考察的知识有液体密度测量、密度计原理、浮力与液体密度的相关知识.考察的方法有天平的调节、读数、密度计算及最终的误差分析等，这是一道开放性试题，试题具有一定的开放程度，答案也具有开放性，给学生提供了极大的展示空间，具有较高的选拔性.从学科核心素养培养方面来看，本题注重考察学生学科素养的养成，运用物理知识解决生活实际问题的能力，加强了对实验过程的设计以及分析归纳等能力的考查，同时也加强了对学生的实验探究能力、创新精神以及科学方法的考查力度.把探究的精神自然融合在试题当中，引导学生去发现问题、提出问题，并寻找解决问题的最佳方法和途径，充分体现了让学生自我发现、自我设计、自我分析、自我评价的探究思想.对学生在实验探究中的创新能力培养要求较高.题目参考答案为：（2）调节游码使天平平衡;（3）0.9×103;（4）偏小;（5）①步驟：

方法一

①在平底玻璃管中装适量的细沙;②将装有细沙的平底玻璃管放入盛有水的烧杯中，竖立静止后，在玻璃管上与水表面相平处标上记号，并用刻度尺测出记号到玻璃管底的距离h1（如图3a所示）;③将装有细沙的平底玻璃管放入盛有牛奶的烧杯中，竖立静止后，在玻璃管上与牛奶表面相平处标上记号，并用刻度尺测出记号到玻璃管底的距离h2（如图3b所示）.

方法九

部分学生利用了浮力产生的原因，直接利用自制密度计的下端在水和牛奶中受到的液体压强相等去推导牛奶的密度.

第5问将密度测量与浮力知识紧密结合，给学生一定的器材，让学生自选器材设计合理的密度测量方法，整个题目设计难度适中，开放性强，梯度合理，层层深入，符合学生的认知能力，既关注了实验探究的过程和方法，又将学生的质疑、思维、推理能力的考查融于基本问题之中，不脱离初中物理教学实际，有利于学生创新思维的培养.从试题的设计来看，旨在杜绝教师“讲实验”、学生“背实验”的现象.因为中考实验题强调理解，没有现成的实验可“背”;学生只有真正做过实验，真正理解了实验原理，才能解答好实验题.实验是中考的重点和难点，也是形成学生各种能力的基础，更是培养学生创新能力的必由之路.

因此我们在平时的物理教学过程中一定要重视学生在物理实验、科学探究中的经历、体验和感悟，防止“背实验”“在黑板上做实验”、利用动画演实验等.对课程标准要求的20个“学生必做实验”进行深入研究，一定要让学生把握其实验目的、操作规范、能力培养要点等.同时设计一些与基础知识紧密结合的、带有一定探究性的实验让学生亲自动手操作.通过亲自感知，加深学生对实验的认识和进一步的理解，提高学生的实验探究能力，在学生掌握基本实验探究能力的同时，进一步尝试改进与创新实验方案.在进行实验教学时，要注意引领学生形成良好的实验习惯，关注实验思想、实验方法的养成训练;注意创设适当的开放性问题情景，有意识引导学生从多个角度思考实验问题并做出分析判断，从而培养学生的综合实验能力和创新精神.让实验探究真正成为培养学生创新能力的推进剂.

参考文献：

[1]黄国富.加强物理实验教学培养学生创新能力[J].中学理科园地，2019，15（02）：45-46.

[2]候庆蓉.初中物理实验教学中培养学生创新能力的分析[J].中国农村教育，2019（08）：44.

[3]杨政泽.浅析在初中物理课外实验中如何培养学生的创新能力[J].中国校外教育，2019（05）：89.

[4]魏学勇.利用初中物理实验，提升创新能力[J].课程教育研究，2019（07）：157-158.

（收稿日期：2019-05-24）