王洪楠
湛江市第二十一中学 广东湛江 524000
摘要：新课改要求每一个学科在教学的过程中都必须坚持培养学生的核心素养能力，这也是我国教育全面改革的主要思想。实验是物理学科的基石，学生核心素养的培养是物理教学的目标，教师可以积极的通过物理实验设计来提升学生的核心素养。
关键词：实验设计；核心素养；
一、学生物理核心素养涵义
（一）物理核心素养定义
学生的物理核心素养是指学生在物理学习中不断的总结物理原理和相关知识，并且能够利用所总结的经验进一步学习物理的能力。物理学习过程中培养学生的核心素养，不仅能提高学生的核心能力、提高教师的教学效率和质量，还能让学生有足够的基础和能力去学生复杂的物理知识和探究物理学中的各种规律。
（二）物理核心素养内容
物理是注重计算和推理的理科学科，其核心素养的内容包括逻辑思维和推理能力的培养；物理操作能力的培养和物理观念；运动观念的培养。
二、通过设计实验来提高学生物理核心素养的价值
在新课标的要求下，教师应多关注学生的核心素养的培养，学生的核心素养提高会帮助学生有能力学习新的知识，探索新的规律，授之以鱼不如授之以渔。让学生参与到实验中最重要的环节实验设计中来，让学生亲自体验物理实验设计的整个流程，学生会对物理规律有更深刻的理解。在实验设计过程中，学生不仅收获了科学探究能力，还充分的发挥了自己学习物理的热情，在物理实验设计过程中获得了极大地的成就感。同时参与实验设计还会提高学生独立思考的能力，并让学生能够在科学技术发展的过程中有可持续发展的意识和用科学服务人类的使命感。物理是以实验为前提的学科，在实验教学的过程中应当具备合理性和创造性，这也是当前物理教学应当具备的主要策略。
在物理实验设计中，学生应当对物理知识和原理有一定的理解，这样有利于学生选择实验器材，在进行方案设计与优化的过程中会更加得心应手。在进行物理实验设计的过程中学生之间的合作会精进学生的团队精神的培养，在实验设计的过程中学生还会查阅大量的文献资料，这些对学生的能力的提升有非常大的帮助。
三、物理实验设计培养核心素养的要求和原则
（一）一般程序要求
1.提出问题；2.梳理解决问题思路；3.构建与实验有关的情境；4.优化实验原理与文案；5.审定物理实验的程序并进行实验；6.处理实验记录的数据，并对数据存在的误差进行分析，最后得出科学结论。
学生根据要解决的问题自行进行物理实验的相关方案设计，设计之后帮助学生选择相应的实验器材，然后根据实验步骤，记录相应的实验数据，能够得到最终的测量值并且分析误差，在这一过程中学生可以通过自选实验进行实验方案的优化，加深对物理知识、物理概念、物理规律的理解。在学生实验设计过程中会重现知识的建构过程，在这个过程中提高了学生对实验原理的认识，学生理解了物理的本质，能更好的掌握物理技能，更灵活的运用所学的物理知识解决生活中实际的问题。
（二）物理实验设计的一般原则
1.安全性。实验设计的安全性主要是针对人和仪器，在实验设计过程中必须保证不能对人造成伤害和对仪器不能造成损害。
2.科学性。物理实验设计对实验科学性有很高的要求，只有实验设计的更科学，更符合实际操作，才能得到更精确的实验结果。
3.简易性。
简易性可以使实验操作更简便，从而减少了偶然误差，更有利于采集和处理实验数据。
四、利用物理实验设计培养学生核心素养培养几点较好的措施：
（一）改革物理教学理念
新课改以来，以教师为中心的传统教学模式不断被改变。传统教学模式中教师进行物理实验演示活动，实验设计都是由老师自己完成。随着新课改的不断推进，物理教学也应以提高学生核心素养为目标适当改变。因此为适应现代化教学目标的要求，教学过程中要形成以学生为中心，侧重教学过程中的操作性和实践性，不断更新教学理念，在有效激发学生与教师积极互动的过程中，实现以学生为主体的实验创新设计教学，提升学生自主创新的能力。
（二）优化物理实验设计的指导方法
1.利用思维导图培养学生的核心素养
思维导图是在新课标全面推广后的具有革新性的教育思维工具，其最大特点就是直观性和辨识度较高。在教学的过程中，教师可以利用思维导图将教学思维和实践设计思路具体化，帮助学生更好地理解物理原理，继而培养学生的逻辑思维和推理能力。
2.指导加实践的方式，培养学生的实践操作能力
运用指导加实践的方法可以分为以下两步骤，第一步骤是教师演示，教师可根据教材给的重要实验以及所需要实践的内容进行实验设计，并且在演示过程中给学生讲解实验设计的重点步骤和注意事项，让学生在自己设计实验之前先有一定的实验设计理念和操作基础；第二阶段为实践阶段。这一阶段应当由学生分成小组进行实验设计，以学生为主体，教师为指导的实验设计教学安排，能够鼓励学生通过合作和创新来完成实验操作。
3.运用演示法培养学生的物理思维能力
首先，帮助学生认识物质观念。物质观最大的特点就是客观存在性，不会随着人的主观性而发生改变，在日常教学中教师可以从物质就是生活中的实物的角度出发，在物理教学的过程中以实物作为实验演示的对象来说明物质观念，将实物的客观存在作为物理实验的前提基础。
其次，帮助学生认识运动观念。运动和静止是相对的，这是一种物理学的基本原理。物质的运动是无时无刻存在的，在物理教学过程中演示运动的绝对性，可以通过各种实例来进行分析。例如，“运动员在飞行中能徒手抓子弹”，这是因为飞行员和子弹在同速的状况下是相对静止的，而实际情况两者都是在高速运动着的，这也是运动的相对的原理。
最后，帮助学生认识能量观念。能量守恒定律是物理的重要定律之一，也是帮助学生能够正确的认识物质和能量的关系。让学生知道能量不是凭空消失的。在教学的过程中教师通过演示“小球从运动到静止再到运动的过程”来分析小球在运动的过程中能量的转化和守恒。
四、结论
通过物理实验设计教学实践，将学生分成小组进行实验教学，本着安全、科学和简易性的原则，明确学生的实验目的，在帮助学生理解实验原理和认识实验仪器的同时，让学生做好实验的操作和记录。在操作的过程中让学生将实验方案变成实践。再亲自实验的过程中，让学生能够对安装调试仪器控制、实验条件测量、记录数据等多个步骤进行分析和总结，并且帮助学生将实验结果提升到理性认识阶段，让学生能够在优化物理实验设计的过程中进行自身核心素养的提升。教师在教学过程中应放手让学生自主进行物理实验设计，同时也要注重对学生客观事实探索的教育，培养学生实事求是的科学态度，帮助学生分析和处理实验数据，进而有效地提升学生的实验能力。最后通过演示指导和利用思维导图等方式提升学生的思维品质，最终通过以上教与学的过程培养出学生的物理核心素养。
参考文献
[1]尹强. 利用物理实验设计培养学生的核心素养[J].物理教学探讨.2019（37）：59-60.
[2]陈小平. 创新实验设计,培养高中生的物理核心素养[J].课程教学研究.2016（10）：67-71.