中国现代教育装备
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 实验室建设  
基于学科核心素养的实验改进
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2023-4-25 10:43:26
  [导读]对教材中《磁感应强度》一课的影响通电导线在磁场中的受力因素演示实验进行改进,将定性实验改成定量探究实验,将不易测量的磁场力直接用数字化仪器进行测量,再利用手机内部的传感器通过磁感应强度的测量进行验证,获得了良好的实验效果。

  一、研究背景

  物理学基于观察与实验构建物理模型,应用数学等学科知识,通过科学推理和论证建立系统的研究方法和理论体系。《普通高中物理课程标准(2017年版)》指出:学生学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面。物理实验不仅仅是为了引出概念、验证规律、提高学生的动手能力,更重要的是通过实验帮助学生形成物理观念、培养科学思维和科学探究能力等物理核心素养。

  人教版《高中物理(必修3)》的《磁感应强度》一课中编排了探究影响通电导线在磁场中受力因素的演示实验三块相同的U形磁铁并排放在桌面上,将一根直导线水平悬挂在磁体的两极之间,当通有电流时,直导线将摆动成一定的角度,可通过摆动角度的大小比较导线受磁场力的大小。

  二、实验改进

  三、数据验证

  四、总结与反思

  第一,改进实验解决了直导线受力不明显、磁感应强度无法改变、偏角不易测量、无法定量探究等问题。

  第二,改进实验能够帮助学生更好地理解磁感应强度概念,形成场的物质观;定量探究过程能够培养学生的实践创新能力、科学思维能力和科学探究能力,对落实物理核心素养有一定的促进作用。

  第三,借助手机软件测量磁感应强度,能使学生对抽象概念获得具体、直观的认识,有助于加强其对概念的理解,同时促进学生认识到物理学发展与科技进步对人类生活产生的影响,从而形成正确的科学态度和社会责任。

  第四,实验器材还有待进一步改进,目前存在的问题有自制线圈的匝数变化较少、磁场对电流的作用力较小、电源电压不稳定等。

  参考文献

  [1] 教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.

  [2] 黄爱凤,李桂旺.定量探究安培力的影响因素[J].物理教师,2019(9):61-63.

  [3] 曹开铮.优化实验设计 实现定量分析—《磁感应强度》实验教学设计[J].中学物理,2010(6):17-18.

  [4] 姜葛,张云莹.创新实验—定量探究平行板电容器的电容[J].中国现代教育装备,2021(8):39-41.

齐媛媛1 张云莹2 1.北京市顺义区第九中学 2.北京市昌平区教师进修学校


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