在物理實驗教學中培養學生的科學素質

物理教學要適應“應試教育”向“素質教育”轉軌的要求。必需從單純的“學科教育”轉向“科學的教育”，即不但應該讓學生掌握必要的科學知識，還要為他們的素質發展奠定必要的科學觀、科學方法、科學能力和科學知識的基礎。我認為加強物理實驗教學是培養學生科學素質的重要途徑。

一、在物理實驗教學中滲透研究性學習，培養學生實驗設計創新能力

在傳統物理實驗教學中，教師常用教材中或教師自己設計的成功的實驗來直接演示某一物理現象、驗證某一假設、測量某一物理量等。這種做法只注重實驗正面、成功的結果，沒有挖掘物理實驗的探究創新教學的功能。不利于培養學生的實驗設計創新能力。事實上，教材或教師在設計成功的實驗時，往往經歷由失敗到成功的探究轉化過程以及由粗糙到精細的創新過程，在這一過程中常常滲透和運用了一些創新的實驗設計思想方法和技術。在某些實驗教學中，通過引導學生進行研究性學習活動方式展示成功實驗的設計創新過程。對于某些適合于學生設計創新的實驗。在實驗之前，教師可向學生提出實驗目的要求。通過鋪設知識和方法臺階，引導學生進行研究性實驗設計，暴露學生對實驗的設計探究過程，通過實驗揭示學生實驗方案存在問題，激發學生實驗設計創新意識和興趣，伴隨著實驗成功設計，培養了學生實驗設計、創新能力。

例如，傳統教學中，《自感現象》教學中演示實驗的主要目的是：通過線圈的電流變化時會產生自感電動勢。筆者認為。自感觀象實驗具有很強的實驗設計探究功能，比較適合于學生的實驗探究活動。為此我們在教學中提出如下研究性課題：《關于驗證線圈中自感電動勢實驗的探究》。提出課題后，引導學生開展研究性學習活動，如圖1、圖2所示是學生在教師的指導下進行的實驗設計創新過程的流程圖。

1 設計、實施電流增大自感實驗

教學實踐表明，展示物理實驗的設計探究過程開展研究性學習活動，不僅加深學生對實驗原理、方法以及所探索得出知識的理解，而且激發了學生學習物理的內在興趣。最重要的是培養了學生的實驗設計探究能力。教學效果很好。

二、在物理實驗教學中，培養學生的觀察能力

觀察作為觀察者的一種能力，一種素養，并不是天生帶來的。而是通過培養和訓練才能得到的。在實際教學中，為培養學生觀察能力教師應做好以下工作：

1、加強對觀察的目的性和重要性的認識

觀察作為一種物理學習能力，對于物理學習具有重要的作用；同時，觀察也是一種重要的研究手段。物理學發展史上，不乏由于細心觀察與思考而導致重大發現的例子。伽利略由于觀察研究吊燈擺動而發現了單擺振動的規律，奧斯特因細心觀察而發現了電流的磁效應……作為物理教師。要重視對物理學發展史上成功觀察事例的介紹。同時要經常結合教學內容，說明認真細致的觀察在知識學習及科學發明和發現中的作用，教育學生要做觀察的有心人，激勵他們觀察的主動性。

2、教給學生觀察的方法

在物理教學中要教給學生系統的觀察方法，主要有這幾方面：(1)對物理現象與物體外部形態關系的觀察；(2)對物理現象與物體內部結構關系的觀察；(3)對物理現象與物體動態關系的觀察，觀察事物的特征和運動發展變化的規律。

在物理教學中。有兩種常用的觀察法要讓學生掌握。一是系統觀察法。它包括順序觀察法、分步觀察法和角度觀察法。如對部分電路歐姆定律實驗的觀察就是這樣。第一步，先定性觀察電阻變化或電壓變化都能引起的電流變化；第二步，固定電阻，定量觀察電壓變化對電流的影響；第三步，固定電壓，定量觀察電阻變化對電流的影響。二是對比觀察法。對比觀察法即人們認識事物現象。往往通過對兩個事物現象的對比，或把某一現象發生變化的前后情況進行比較來實現的。

總之，培養觀察能力，要明確觀察的任務目的，激發學生的觀察興趣，要促使學生養成善于觀察，勤于思考的習慣，要傳授給學生觀察的方法，有計劃地對學生進行觀察訓練。使學生能在訓練中逐步提高實驗觀察能力。

三、在物理實驗教學中，培養學生的實驗操作能力

操作能力。主要是指對基本儀器的使用和測量數據的讀取：儀器、設備的組裝或連接；故障的排除三個方面。

1、基本儀器的使用和數據的讀取。

在使用儀器之前。必須認識儀器。要培養學生通過閱讀實驗教材或儀器說明書，對照實物認識儀器的能力，并養成首先了解儀器的用途、結構、規格及使用注意事項，再動手實驗的習慣。要能根據儀器的精度讀取物理量的有效數字。

2、儀器、設備的組裝或連接。

要做物理實驗。總是要先把有關的儀器、部件、設備組裝起來，并要求裝配、連接正確無誤。具體的要求是：布局要合理，要便于觀察和操作；連接要正確、簡單；實驗前要檢查，必要時進行預備性調節。例如電路實驗，操作要求是：

(1)按照實驗原理電路圖安排好儀器、元件布局。使之便于連線、便于檢查、便于操作、便于讀取數據。

(2)正確連接電路。電流表、電壓表是否分別與待測電路串聯、并聯；正負接線柱連接是否正確：滑動變阻器的接線是否合理；連接線路是否符合先支路再并接，后干路，最后接電源的程序；電鍵是否能控制電路；接線是否簡捷、牢固。

(3)實驗前應先檢查電路，發現問題及時糾正，并進行預備性調節。

(4)嚴格按操作程序操作。例如：改變變阻器的阻值是由小到大，或由大到小，最后正確讀數。

3、故障排除。實驗中的故障排除，不單是一種操作能力，也體現了對實驗原理的掌握程度。實驗發生故障時，應根據各部件的工作狀態及各部件聯結處的特點分析出可能產生故障的因素，逐個檢查。直至最后排除故障。

總之，加強實驗操作能力有利于學生對所學知識的理解。有利于創造條件探索問題和智力的開發。

四、在物理實驗教學中，培養學生科學的思維方法

科學的思維方法是科學素質的核心。在物理實驗教學中，根據學生的實際水平，巧妙提出問題。設置疑問。是啟發學生積極思維，培養學生科學思維的重要手段。例如在講“焦耳定律”一節時，老師先演示分別放在銅絲和電爐絲上火柴被點燃的實驗后，若老師立即提出：“這個現象說明了什么?”，這個問題提得沒有階梯，致使學生難于回答。若改成幾個問題提出：“為什么火柴能點燃?”、“為什么電爐絲上的火柴先點燃?”、“為什么通電后過一段時間火柴才點燃?”，像這樣根據知識的內在聯系層層深入地提出問題，組成問題的階梯，創造一個個矛盾，激起一個個思維的浪花，實現一個個求知欲望的滿足，使學生的思維有序地進行，進一步培養學生科學思維方法。提高科學思維水平。

五、在物理實驗教學中。讓學生形成科學的世界觀和嚴謹的科學態度

物理實驗教學是形成學生唯物世界觀和實踐是檢驗真理的唯一標準等科學世界觀、科學思想的最好過程，真是言教兼身教。

要很好形成辯證唯物的世界觀，教師必須遵循實踐產生認識的過程，盡最大的努力做好一切必要的演示實驗和學生分組實驗，切忌不做實驗或少做實驗，只在黑板上講實驗。因為講實驗、定律和概念不是由客觀事物直接得出，貶低了他們的客觀真實性。有的教師放映實驗錄像代替實驗演示，教學上雖然方便多了。但學生缺少親自嘗梨子的滋味，得出的結論的客觀性就不親切了。

要堅持物理定律的客觀性，就要嚴格要求學生在做物理實驗時，必須從本組的實驗操作中得出的結果和數據來總結或驗證定律、公式。絕對不許在實驗誤差太大的情況下，不是設法找出問題。改進實驗以減少誤差，而是涂改數據，使之與物理定律相符，這樣的做法完全違反了認識規律，從而否定了定律的客觀性，也不許抄襲別組的實驗數據，這是養成嚴謹的科學態度的基本要求。

在批改學生的實驗報告時，我都逐份查閱過。如發現涂改數據或抄襲別組數據的一一給予批評，并要求在教師指導下利用課外時間重做實驗。這樣做。教師負擔重了，但學生嚴謹的科學態度逐步養成，素質得到提高。

總之。在物理實驗教學中，要時刻注意激發學生的科學興趣，培養學生的實驗設計創新能力，培養學生的觀察能力。實驗操作能力。科學思維能力，養成嚴謹的科學態度，這樣就能培養出一批具有良好科學素質的學生，從而也取得了良好的教學效果。