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[内容摘要]物理是一门实验学科，远到伽利略，近到丁肇中，无一不是因为实验才能推动物理学科的前进和发展。“实验”一直是物理的代名词，核心素养下，通过实验的改进和创新，使学生在实验中感受物理学科的魅力，促进学生物理学科核心素养的发展。
关键词： 核心素养 高中物理实验 改进和创新
中图分类号：G4 文献标识码：A
一、问题的提出
物理学科的核心素养包括：物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。而实验作为一个载体，能在多方面促进学生核心素养的发展，实验教学就显得至关重要。一个完整的实验教学，能提高学生的分析综合、推论论证能力;能让学生区进行假设与猜想，设计实验并获取和处理信息，基于证据得出结论和对结果分析、反思和质疑。还能让学生对科学和技术有正确的态度和责任感。
但想要真正的把实验教学做好，教师在实验教学过程中还有很多方面需要进一步优化，笔者在十几年的物理教学过程中，总结出以下三个在实验教学过程中比较典型的问题：
1.物理实验内容的单调
情境1：必修1的第三章《摩擦力》中对滑动摩擦力f的大小研究，教材中表述的“通过进一步的定量实验，结果表明滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比”，教材并没有提供具体的实验过程，而只是提供了一个实验模型的示意图，并不能让学生“心服口服”，失去了一個提高学生核心素养的机会。
分析：对于教材上的一句话，一段文字，教师的选择会影响学生对该知识的掌握，也决定了科学探究这一核心素养的主要内容是否能落地。但是很多教师在处理这个问题的时候，可能最多做个定性实验，让学生感受到滑动摩擦力和接触粗糙程度、所受正压力有关，但是实验内容单调，实验过程也过于简单，很多学生在教师做之前就知道结果是怎么样的，难以吸引学生的兴趣。
2.实验教学模式的陈旧
情境2：在必修1的力学实验中，这个实验模型非常重要，如图1，该装置很多实验都可用，比如：探究小车速度随时间变化的规律，探究小车加速度与质量、力的关系，探究做功与物体速度变化关系，验证机械能守恒等等。但是学生经常会被“是否要平衡摩擦力”“小车质量是否要远大于悬挂物的质量”这两个问题所难倒。甚至连“怎么平衡摩擦力”“是否每次改变质量都需要重新平衡摩擦力”等问题也会犯难。
分析：教师的演示实验只是教师在台上讲和做，学生在台下看，诚然这样做能使学生获得一定的感性认识，但根本无法替代学生的自身活动，观察能力、独立思维能力和探索能力的培养形同虚设。学生实验也大多当作了验证性实验，探究性成分和自我设计成分几乎没有。在实验安排上，章节独立的实验多，综合性实验、设计性实验少，实验内容范围窄，与生活及生产实际结合得不够紧密。
3.实验教学变味
由于部分物理教师的实验心和责任感不足，实验意识较低，对实验教学不够重视，虽然实验器材不足是客观原因，但现有器材未充分利用，有些教师甚至连教材中安排的学生实验都不做，直接“在黑板上讲实验”，学生“用复习资料背实验”。更有甚者，利用多媒体实验，即学生通过投影、多媒体等“看实验”，甚至还未做过实验，就让学生用笔去“做实验”，直接把原理、步骤、数据处理等全部用文字灌输，学生在这种模式下更不不清楚为什么要做这个实验，为什么要这样设计，为什么要这样处理数据，实际操作过程会出现什么问题等等，使实验教学在“应试”的泥潭里越陷越深。
二、实践与探究
1.增加接近生活的实验案例，提升学生对物理实验的探究欲望
案例1：在电磁感应的应用中，涡流是比较抽象的一种现象，为了让实验更加贴近生活，提高学生对涡流的印象和原理的理解，教师在上课的时候可以将电磁炉搬到教室进行授课。步骤1：将一只铁碗放置在电磁炉上面，观察里面的水的情况（可以看热气），同时边上放置一个塑料碗，看看里面的水的情况（可以用手指试温，提升学生的兴趣），然后让同学思考原因，发现问题，提出假设。步骤2：拆开电磁炉，观察里面的构造，思考为什么能加热，利用的是什么原理，热的是电磁炉的表面还是铁碗本身。步骤3：增加一些趣味的拓展，比如用电磁炉使小灯泡发光，甚至给手机充电等。
这样接近生活的实验案例，可以有效的提升学生的探究欲望，从而增强学生的实验探究意识，促使学生在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设。
2.定性改定量，增加学生实验探究机会，提升实验方案设计能力，增强证 据获取意识和能力。
案例2： 在滑动摩擦力的大小这个问题的研究中，教材并没有准备实验，如果加入对滑动摩擦力大小的定量分析，有助于学生对f=μFN公式的理解和应用。
如图3是教材提供的实验模型，但是这个实验在操作中会遇到很大的问题。首先，拉力大小为摩擦力大小的条件是平衡条件，但是操作者没办法保持匀速;其次，操作者读数会非常困难。如图4，将弹簧测力计固定，移动下方木板，根据受力分析，木块不动则处于平衡状态，木块所受滑动摩擦力即为弹簧的弹力。进一步如图5，将图4的弹簧测力计改成力传感器，就可以将定性实验改成定量实验，将小木快的质量测量出来，即为接触面上受到的正压力，同时，力传感器可以记录下每一时刻的弹力（滑动摩擦力），并改变接触材料，研究不同粗糙程度下的力的变化。最后可以在相同的粗糙程度和相同的压力情况下，让木块的不同接触面着地，直接观察滑动摩擦力的大小有无变化。如图6，利用excel表格作图可以得到f和FN的关系，进而得出他们的关系。
通过将定性实验改成定量实验，增加学生实验探究机会，提升实验方案设计能力，增强证据获取意识和能力。
3.引进实验工具和手段，强化信息收集意识，提高实验兴趣
案例3：在自由落体运动这一节中，测重物的自由落体加速度是这节课的重中之重，实验教学中可以采取常规方法，利用打点计时器打点后处理数据得到结论，也可以利用传感器，利用光电门测速度后进数据处理，还可以使用手机的APP软件Sensor Logger，让手机自由下落，利用手机自带的加速度传感器测量手机在下落过程中的加速度。