作者：周洪 来源：考试周刊 2019年71期
　　摘 要：高中物理课程标准（2017版）提出了培养学生的物理核心素养，需要学生内化物理学习能力，形成科学思考习惯，成为真正的学习者，终身受益。而高中物理教育贯彻始终的是实验教育和逻辑教育，dis实验是实验教育的一个方向。本文中思考了dis实验和核心素养的融合和冲突，在新的要求和新的实验方向下，如何让两者统一起来？如何让dis实验为落实核心素养做出最大的贡献？文章从核心素养的四个要求与dis实验的碰撞中找到一些答案。
　　关键词：物理核心素养;dis实验;融合;冲突
　　关于中国科学发展有个著名的“李约瑟难题”，说的是拥有四大发明的文明古国为何在近代科技的发展上远远落后于世界。爱因斯坦曾经回答过这个问题，他认为西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，一是严谨的逻辑体系，二是系统的实验，用逻辑和实验两种武器来解答人们对于“为什么”的思考，而中国两者都欠缺，真是一针见血，但是中国的物理教育观念正在发生改变，一是提倡培养学生的核心素养，用物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面来育人，让学生不仅要学会知识，还要发展能力。二是关于实验这个非常重要的科学武器正在大力改进，dis实验就是一件新武器。下面就讲讲dis实验与落实物理学科核心素养之间的关系。
　　一、 认识核心素养和dis实验
　　1. 什么是物理核心素养？物理核心素养是学生在接受物理教育时逐步形成的正确价值观念、必备品质和关键能力。是学生在学习中内化了的带有物理学科特点的品质。通俗点讲，就是如果物理知识都忘了，学生还剩下的东西。也就是学过物理的学生与没学过的学生相比多了些什么。
　　2. 什么是dis实验？（digital information system）用20世纪前沿科技作为技术理论支撑，具有较高科技含量的设备。主要元件有：传感器、数据采集器、计算机和应用软件。
　　A、传感器。常用的有力、位移、温度、光、压强、电压、电流等的物理传感器。
　　B、数据采集器。与电脑连接，输入传感器数据。
　　C、应用软件。能处理信息，采用多种函数得到结论。如图1。
　　Dis实验设备能快速、准确、动态的采集实验信息，由应用软件分析处理，并在电脑上实现各种方式的显示。
　　二、 核心素养和dis实验的融合
　　（一） dis实验能帮助学生准确的形成物理观念
　　物理观念是学生对于这个世界物理学视角的认知。给结论，仅仅是知识的重现，学生学到的只是“是什么？”，而不是“怎么来的？”，也不会知道“怎么去的？”“能去到哪里？”。核心素养的要求告诉我们，要进行知识的重演，把知识真正转化为解决问题的能力和智慧。知识的重演过程不仅需要逻辑的推导，还需要实验的探究或者验证。比如平抛运动的竖直方向上的分运动是自由落体运动这个观念，采用“运动的分解”这个物理思维可以得到结论，接下来是眼见为实，但是由于实验装置的限制，以前往往只能进行定性的研究，比如去比较平抛运动和自由落体运动的同时性，如果学生有疑问，是不是只是时间上的相同呢？位移？速度？加速度？又如何？dis实验就能帮助我们进行定量的验证。如图2。
　　图中的位移传感器能幫助得到平抛运动的二维轨迹，并能用函数计算出竖直方向的速度、加速度，做到真正的定量研究，有了dis实验的帮助，学生对于位移、速度、加速度在一维、二维甚至三维情况下的定量求解和验证会有更多的手段和信心，原来是这样的运动啊！那么其他的运动是不是也能去想办法探究？观念更准确了，能去的地方更多了。更重要的是，体会到了科学是怎样研究的：科学观念的形成不仅需要推理，更加需要证据，这就是核心素养的第二部分，科学思维。
　　（二） dis实验为科学思维的形成做出的贡献
　　核心素养告诉我们，从物理学视角去认识世界，既是基于经验构建物理模型的抽象概括过程，也是基于证据对世界提出质疑和批判、检验和修正的过程。物理教育过程中，其实还是有很多“证据不足”的认识过程的，，又苦于实验手段的落后，无法进行准确的、形象的认知。而有了dis实验，大大扩展了我们认识世界的方法。比如研究通电螺线管的磁感应强度，教师只能说螺线管内部是匀强磁场，外部则离螺线管越远磁场越弱，但是，学生可能会问：证据呢？或者根本不会问，因为老式的实验手段告诉我们，问也是白问。现在通过dis，如图3。
　　通过磁传感器的探针探测过程，把通电螺线管的内部磁场分布形象地展示出来，把证据摆在面前，更把科学的思维内化，我们需要证据。学生在用科学思维研究过程中，谁形成磁场？磁场是种什么样的东西？从哪种最简单的磁现象开始研究？用什么手段或者仪器进行研究？dis实验用证据显示出它的威力。学生更有信心再问：那么怎么定义磁场的强弱？有没有方法进行探究？磁传感器是什么原理？还在哪些方面有所应用？这就关系到核心素养的另外两个方面：科学探究、科学态度和责任。
　　（三） dis实验为学生的科学探究提高了兴趣，降低了难度
　　核心素养是要培养学生科学探究的能力，能基于现象提出物理问题，形成猜想和假设，还能设计实验和制订方案，并能对过程和结果进行交流和反思。在dis实验背景下，可以用更多的手段和仪器来进行对比判断，学生发现以前解决不了的问题现在能解决，兴趣提高了，思维活跃了，设计实验的信心也涨了，也更能激发学生进行交流、讨论，采取最优的实验方案。比如在探究牛顿第三定律的实验中，可以抛出问题：力的作用是相互的，作用力和反作用力具有什么特点？让学生自己去设计方案。鼓励他们多想角度，多想办法。
　　猜想：作用力和反作用力大小相等，方向相反。方法：一般会从两只弹簧秤对拉开始，观察读数。同学一：两只弹簧秤读数不一样啊？（大胆质疑，实事求是。）同学二：调零的问题？（互相交流，互相启发。）同学三：只有水平拉？（一个新天地出现了。）同学四：看来竖直和倾斜都得做做。同学五：只有静止拉？（思路更广了。）同学六：动起来看不清楚读数啊。dis实验出场了，如图4。