文/湖北省鄂州市石山中學 陳敬松

當今學生在學習和分析物理問題時，不善于從不同的側(cè)面多角度去思考，找不到當前問題和已學過物理知識的聯(lián)系，不善于抓住問題的實質(zhì)和分析問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不能形成科學思維和掌握科學探究的學習方法，缺乏物理學科的核心素養(yǎng)。

物理學科的核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學生通過物理學習內(nèi)化的帶有物理學科特性的品質(zhì)，是學生科學素養(yǎng)的關(guān)鍵成分。然而，科學思維和科學探究是學生經(jīng)歷了思維和探究過程所獲得的物理核心素養(yǎng)。

一、“意外”現(xiàn)象再探究

在教材中一個實驗只為了解決一個與本節(jié)教學內(nèi)容相關(guān)的問題，但實際上學生在實驗操作、分析數(shù)據(jù)的過程，還有可能發(fā)現(xiàn)一些 “意外”的實驗現(xiàn)象，可是這些實驗現(xiàn)象往往被老師忽視了，沒有進行分析引導。因此教師在教學中要及時發(fā)現(xiàn)、利用這些有教育教學價值的再生資源，引導學生對實驗中出現(xiàn)的 “意外”現(xiàn)象再探究的意識。

【案例1】在做水的沸騰實驗時，根據(jù)圖中的裝置，實驗中當水溫接近90℃時每隔0.5分鐘記錄一次溫度，所以這期間溫度計玻璃泡應該是一直浸入水中的，測溫液體應該可與水溫保持一致。觀察到發(fā)現(xiàn)水剛沸騰時，溫度計的示數(shù)仍在上升，得不出與課本相符實驗結(jié)論。

水沸騰了還在升溫？溫度計讀數(shù)必須等其示數(shù)穩(wěn)定以后再讀數(shù)，因為示數(shù)穩(wěn)定后，溫度計里的測溫液體與被測的水達到熱平衡。當溫度計的示數(shù)快速上升時，水的實際溫度比溫度計所示的溫度要高。所以當水剛沸騰時，溫度計里測溫液體的溫度還沒有達到水的沸點，所以示數(shù)還要上升一會兒。

還會有其他可能的原因嗎？（1）學生由溫度計的使用方法聯(lián)想到溫度計玻璃泡可能碰到容器底。因為水沸騰過程中燒杯底需要繼續(xù)吸熱，杯底溫度比水的溫度高，所以水沸騰時溫度計的示數(shù)還在上升。 （2）教師提示同種液體的沸點與氣壓有關(guān)，液面氣壓越高，液體的沸點越高，學生可能會想到紙板蓋上沒開小孔。因為水沸騰會產(chǎn)生大量的水蒸氣，使燒杯內(nèi)氣壓升高，水繼續(xù)吸熱沸點會升高，所以水剛沸騰后溫度還會上升。

二、科學思維的培養(yǎng)

問題是思維的發(fā)源地，在實驗的基礎(chǔ)上提出問題更能激發(fā)學生的思維，教師要善于設(shè)計問題，引發(fā)學生的科學思維，使學生處于積極主動的狀態(tài)。通過實驗設(shè)計的問題情境既拓展了學生的思維空間，又培養(yǎng)了學生的科學思維和科學探究能力。因此，教師在實驗教學中提出問題讓學生探究，在學生思維上能起到 “趁熱打鐵”的效果。

【案例2】在測電阻的學生實驗中，發(fā)現(xiàn)有兩位同學對同一電阻測量的阻值存在差異，通過對比實驗中所連接的電路得知，他們所連接的電路中電流表的位置不同。根據(jù)電流表相對于電壓表的位置分為外接法 （圖a）與內(nèi)接法 （圖b）。

（圖 a）

（圖 b）

教師引導學生分析，采用外接法時，電壓表電阻很大，還是有很小電流通過，電流表中示數(shù)應是流過R的電流IR和通過電壓表電流IV之和，即I=IR＋IV，則 R=U/I=U/（IR+IV）。引起誤差的原因是電流I中增加了伏特表的分流電流IV，結(jié)果使測得的R數(shù)值比實際值要小些。采用內(nèi)接法時，電流表電阻很小，還是要分很小的電壓，電壓表中示數(shù)U等于R兩端電壓UR和電流表兩端電壓UA之和，即U=UR+UA，則R=U/I=(UA+UR)/I。引起誤差的原因是電壓U中增加了電流表分壓電壓UA，結(jié)果使測得的R值比實際值要大些。

在此基礎(chǔ)上教師提出問題：“采用哪種接法測電阻誤差??？”學生會根據(jù)并聯(lián)分流與電阻成反比分析，如果待測電阻R比電壓表內(nèi)阻RV小得多，通過電壓表的電流IV很小，根據(jù)分流性質(zhì)，IV可以忽略不計，認為I=IR，所以R<>RA時內(nèi)接法測出的結(jié)果較為精確。

三、物理核心素養(yǎng)形成

在教學中，教師不但要引導學生對物理現(xiàn)象的科學思維，還要帶領(lǐng)學生經(jīng)歷科學探究的過程。這樣能為學生進入高中物理的學習留下發(fā)展的空間，還能幫助學生深化對科學本質(zhì)的認識，培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)。

【案例3】在探究斜面的機械效率的實驗中 （如上圖所示），測出了斜面的機械效率后，可以問學生： “此時物體受到的摩擦力等于拉力嗎？如何測物體在斜面上滑動時的摩擦力？”

基礎(chǔ)好一點的學生會知道此時的拉力不等于物體受到的滑動摩擦力，但是具體的分析思路還是不夠清晰。如果此時教師加以引導，問學生利用斜面提升重物時，額外功是由什么引起的，額外功的表達是什么，就可以使學生找到解決問題的方法，即用總功FS減去有用功得到額外功后再除以斜面的長度S便能求出摩擦力。

教師應在重視常規(guī)實驗的基礎(chǔ)上，重視實驗資源的應用與拓展。實驗教學不僅能培養(yǎng)學生的動手能力、激發(fā)學生學習物理的興趣，更能發(fā)展學生的科學思維、培養(yǎng)學生的探究能力。利用實驗進行拓展幫助學生對物理觀念認知，通過實驗科學探究培養(yǎng)學生對物理知識的應用能力。因此，物理教師應重視實驗的科學探究，因地制宜地開發(fā)和利用物理實驗教學資源，盡量使物理實驗教學效果發(fā)揮到極致。