《义务教育物理课程标准（2022年版）》指出：“物理教学要充分利用科技馆等机构，丰富物理学习资源。”
［1］同时，为落实《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》提及的立德树人根本任务，进一步提升学生的物理学科核心素养，高中物理教师要引导学生经历科学探究过程，帮助其养成科学思维习惯，在此基础上引领学生认识科学·技术·社会·环境的关系
［2］。科技馆内蕴含大量的物理实验资源，教师应有计划地充分利用科技馆资源，借此指导学生解决实验现象中的真实物理问题。
广东科学中心是广东省大型综合性科普场馆，曾被授予“最大的科技馆”称号。目前，馆内共设有12座主题展馆，展品数量有500多套，类型颇为丰富。笔者以广东科学中心为例，梳理出可供高中物理教学使用的实验资源，并举例分析如何在物理概念、物理规律等课堂教学中融入相应的资源，从中探讨并指明科技馆实验资源在高中物理课程中的应用方向，助力学生核心素养的提升。
1 科技馆“秘籍”——高中物理专栏
对应人教版高中物理教材（2019年版）知识点，笔者对馆内物理实验资源进行整理分析，发现数量多达65件，涉及力学、光学和电磁学3个部分，涵盖5本教材的知识内容。其中，体验型实验资源
［3］占50.8%，演示型实验资源
［3］占35.4%，具有很强的互动性、可视性、体验性和实践性。
表1展示了笔者整理出来的科技馆能源与光学实验资源。馆内能源部分的实验资源能让学生充分体验新能源应用实例，认识到开发利用新能源的重要意义；光学实验资源可以帮助学生定性认识光学现象，了解其在生产生活中的应用价值。
表2展示了笔者整理出来的科技馆力学实验资源。合理利用此类资源不仅能将力学的抽象问题具体化，还能将生活中力学方面的直接经验与物理理论相结合，从而有助于教师纠正学生头脑中存在的非科学认识。
表3展示了笔者整理出来的科技馆电磁学实验资源。从知识自身的内在特点看，高中物理电磁学知识较为抽象、复杂，其物理模型和现象在现实生活中很少见，故合理利用此类资源再现情境，能够帮助学生建构概念、探索并归纳出规律。
2 使用攻略1：高中物理概念教学专题
物理概念是对客观事物进行科学抽象和概括的结果
［4］。在物理概念教学过程中，教师需要从直观的物理现象出发，循序渐进地讲授概念，借此帮助学生有效理解概念。针对广东科学中心的实验资源，教师可以从物理概念的引入、建构和应用3个环节融入资源以辅助教学。
2.1 创设情境，引入概念
以“牛顿摆”展品为例（
图1），在人教版高中物理选择性必修一第一章第五节“弹性碰撞和非弹性碰撞”教学中，教师可以利用此资源创设对比情境。两组摆球如
图1所示，当学生将两组摆球最左侧钢球抬起到相同高度释放时，可以发现其中一组的右侧钢球被弹起（5个均为钢球），且弹起高度与左侧钢球近似相同，而另一组右侧钢球弹起高度明显较低（其中4个为钢球，中间1个为塑料球）。这一现象与学生的前概念相矛盾，即两组钢球碰撞时都满足系统动量守恒，但为什么两组右侧小球弹起的高度会明显不一致？是否碰撞也有不同的类型和特点呢？从这些问题入手，教师可以引导学生从能量的角度研究碰撞过程，进而提出弹性碰撞和非弹性碰撞这两种碰撞类型的特点。
2.2 观察现象，建构概念
在教学中提供真实且效果显著的实验材料，能够帮助学生运用科学思维方法建构概念。例如，在人教版高中物理必修三第十三章第一节“磁场 磁感线”教学中，当讲授到磁场具有既看不见也摸不着的特点时，教师设问：我们如何形象地描述磁场？此时，向学生展示“磁感应线”展品，中间有一块大型磁铁，其周围布满小磁针盘。在学生观察时教师可提出：在物理学上，我们通常把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁场方向。接着，引导学生试着沿每根小磁针的偏转方向画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁场方向一致，由此提出磁感线的概念。当中心磁铁旋转时，磁场方向随之改变。教学实践证明，上百根小磁针偏转的现象给学生带来了直观而震撼的视觉冲击，有效地帮助学生建构了磁感线这一理想化物理模型。
2.3 解释现象，应用概念
学生利用物理概念解释生活中的物理现象，再回顾反思，进而更为深刻地理解概念，就形成了思维闭环。以人教版高中物理选择性必修一第一章第六节“反冲现象 火箭”为例，在反冲概念应用的教学环节中，教师可以展示“火箭发动机和螺旋桨发动机”展品。通过抽气操作学生会发现火箭发动机是靠推进剂燃烧产生的高压气体高速喷出时产生的反作用力运行的，而螺旋桨发动机是靠螺旋桨旋转推动空气形成推力运行的。实验对比能够加深学生对反冲现象的理解，实现物理知识回归现实生活的教学目标。
生活中有许多神秘的物理现象，“偏振光迷宫”展品所展示的穿墙而过现象就是如此。针对该展品，学生可以看到管内有堵黑墙，但当他们尝试操作时发现磁铁球可以顺利通过黑墙，这一现象使学生产生认知冲突，从而积极探寻产生这一现象的原因。随后，教师引导学生运用刚学过的人教版高中物理选择性必修一第四章第六节中的光的偏振概念来解释其中的奥秘，学生思考后明白了是制作迷宫的人员将两片透振方向相互垂直的偏振片叠加在一起，就能导致管内出现消光现象，看起来像是一堵墙，而实际上并没有障碍物。这一问题的解决，不仅能使学生的学习热情由内而发，更能激发其学习物理的兴趣，进而培养其观察生活现象等能力。
3 使用攻略2：高中物理规律教学专题
物理规律反映物质运动变化的各因素之间的本质联系
［5］。在学习物理规律时，学生要先通过观察现象获得物理规律的感性认识，再通过实验探究或理论推导得出规律（此时上升为理性认识），最后应用物理规律解决实际问题。笔者围绕物理规律的感性认识、建构规律和应用规律3个环节，给出科技馆实验资源融入物理规律教学的应用案例。
3.1 创设情境，激趣设疑
广东科学中心的“实验与发现”场馆会每天定时开展“电磁舞台”表演活动，其中有“怒发冲冠”和“特斯拉线圈放电”节目。在学习人教版高中物理必修三第九章第四节“静电的防止与利用”内容之前，可以让学生先在馆内体验或观看这两个节目，再激趣设疑：为什么人在抓住带电的栏杆时头发会竖立起来？实现“特斯拉线圈放电”现象需要满足什么条件？这类有趣且刺激的表演能让学生从感觉和知觉上初步认识到静电平衡和尖端放电原理，这就将生活中的事物表象与物理知识相联系，从而为后续探究规律环节作好了铺垫。
3.2 动手操作，探究规律
课程标准指出，在教学中渗透物理学史，可以促进学生对科学本质的理解，培养其物理核心素养。例如，在人教版高中物理必修一第二章第四节“自由落体运动”的教学中，教师可以在课堂中渗透伽利略对自由落体运动的研究，带领学生利用“伽利略理想斜面实验”展品踏上科学家的探究之路。就伽利略猜想而言，其落体运动是最简单的变速运动。通过数学运算，他认为位移与所用时间二次方成正比的结论更自洽，由此产生了著名的“伽利略理想斜面实验”。在“伽利略理想斜面实验”展品中，铃铛可移动至任意位置，红色刻度等距排列，绿色刻度不等距排列（间隔距离之比1∶3∶5……）；从轨道顶端释放小球，通过铃声规律发现当小球沿斜面滚下时，是做匀加速直线运动。在学生观察完实验现象后，教师可以效仿伽利略的科学研究方法，结合逻辑推理，指导学生得出自由落体运动的匀加速运动规律。
又如，“科技馆”内“线圈在磁场中运动”“导体切割磁感线”等展品可以作为法拉第电磁感应定律教学中的系列实验器材。电磁是学生无法直接感受到的现象，需要借助直观的物理现象引导学生理解这方面的物理规律。
教师可以借助馆内此类实验资源，让学生体会到只要闭合电路中磁通量产生变化和导体切割磁感线，就能产生感应电动势，最终产生感应电流，从而促使学生理解规律的本质。
3.3 解决问题，应用规律
在现代新型装置的原理中，蕴含着最基本的物理规律，学生对此应有敏锐的嗅觉，善于从中提炼出物理规律并加以融会贯通。
例如，当学生观察“波浪能”这一展品时，教师应及时引导他们提炼其蕴含的法拉第电磁感应定律和能量守恒定律，进而解释其技术原理。如
图2所示，装置右侧可以通过提拉手柄造浪将波浪能转化为浮子的动能，与此同时装置左侧再通过简易的磁生电装置点亮灯泡，实现动能与电能的转换。将此资源引入物理课堂之中，不仅能让学生近距离接触生产生活中的技术应用实例，体现规律的实践化特征，还能培养学生树立可持续发展理念，让他们认识到新能源的重要价值，培养其社会责任感。
教师把具有时代气息的现代科学技术融入物理课堂教学中，是当前物理教学改革的发展趋势之一。《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》提出，要加强无线充电等新型充电技术的研发
［6］。为了紧跟时代步伐，教师可以鼓励学生尝试运用法拉第电磁感应定律解释如
图3所示的“无线充电”展品的基本原理，并运用能量守恒定律解释其能量转换过程。接着，展示如
图4所示的“汽车无线充电模拟装置”展品，让学生观察无线充电过程，使他们认识到科学、技术、社会之间的关系。在探究实践中学生的创新能力和科学素养得以培养，凸显了课程的育人价值。
4 结语
科技馆实验资源内容众多，形式多样，是物理课程资源中容易被忽视但却十分重要的组成部分。从视觉角度看，这些课程资源的的实验效果显著，极具教学的观赏性与科学性，反映了时代的生活特色。此类实验资源非但可以作为物理新课导入的素材，起到“开篇点题”之效，更可作为讲授新课时建构概念、探究规律的助推器，承接“破竹”之势，甚至可以作为连接生活与物理的桥梁，使二者有机融合、相互促进。倘若教师能有效开发并充分利用科技馆的实验资源，为物理课堂教学添砖加瓦，定会受到师生的欢迎。
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