加強物理實驗教學培養學生科學素質

喬光堂

物理學是一門以實驗為基礎的學科，實驗在物理教學中具有十分重要的作用。人的思維活動是在感性材料的基礎上產生的，感性材料是思維活動的源泉和依據。各種類型的物理實驗，具體形象地展示了物理知識的形成和發展過程，為學生的學習提供了豐富的感性材料，強化了學生的感知并糾正在感知中形成的錯覺，從而達到豐富學生頭腦中感性材料的儲存及發展智力、培養學生科學素質的目的。科學素質是指人們在獲得和應用科學知識的過程中所表現出來的內在品質，它的核心是科學方法與科學精神。在物理實驗教學中如何培養學生的科學素質，是時代對物理教師提出的一個非常迫切的問題。

一、轉變教育觀念、改革傳統的實驗教學方法

傳統的實驗教學把實驗課僅作為驗證理論的課程，所有的實驗都是按教材預習，對照教材做實驗，依據教材寫實驗報告，在整個的實驗過程中，學生完全處于一種被動的學習狀態。面對21世紀的人才需求，這種教學模式顯得陳舊和狹窄，所以，在物理實驗教學中，應改變傳統實驗教學那種對基礎知識的傳承和基本技能訓練的過分強調，在教學中要有意識地對學生進行科學素質的訓練和培養，改革以書本為主、實驗為輔的教學模式，開設設計性、綜合性的實驗題目，把培養學生的探索精神、實踐能力以及創新意識置于實驗教學活動中。

二、在實驗教學中培養學生學會科學的實驗方法

人類在認識自然的過程中，不用科學的方法和思想，得出的就不是科學而是宗教邪說。因而，不進行科學方法與思想的教育，單單傳授知識，就難免許多人把知識當教條，更難免許多人日后會拋棄科學接受宗教邪說。所以，我認為物理實驗教學最根本的任務是教給學生科學的實驗方法。

(一)把教給學生科學的實驗方法列為教學目標

物理實驗在形成和發展的過程中所建立起來的“觀察實驗”法、“控制變量”法、“建立模型”法、“理想化”等各種方法，在中學物理實驗中得到了廣泛的應用，如果學生能夠掌握這些科學的研究方法，對他們今后的工作和學習將會起到指導性的作用。

(二)以科學方法組織教學，讓學生按照科學家認識世界的方法進行學習，使學生能夠從中學會科學的方法和如何解決實際問題

其要點是：提出問題猜想與假設制定計劃與設計實驗進行實驗與收集證據分析與論證評估交流與合作。學生一旦將科學方法內化為自己的思維和行為方式，其學習將會取得事半功倍的效果。

三、在實驗教學中培養學生嚴謹和創新的科學精神

科學精神是科學研究的推進器與動力。因為只有具有科學精神的人，才能在崎嶇艱險的科學道路上堅持忘我的探索。科學精神的教育有助于培養學生的獨立精神，求實精神和克服困難的勇氣，有利于培養學生正確的世界觀和價值觀。在物理實驗教學中，不僅要培養學生嚴謹細致的科學作風，實事求是的科學態度，更重要的是培養學生敢于創新的科學精神。

(一)增加實驗教學的探究性

探究是一種復雜的學習活動，它不僅要求學生掌握一系列的知識和技能，更重要的是要求學生積極參與能從中獲得直接感受和豐富體驗的認識活動。在中學物理實驗中的現象和規律都是前人已經發現的，但對學生來說是未知的，我們要引導學生自己去認識和發展，在實驗教學時采用分組探究的實踐活動，讓學生成為“發現”的主人，讓他們充分體驗到科學研究的艱辛以及科學發現的喜悅，從而激發強烈的探索欲望。比如：在探究“電路連接”的課題時，(1)教師事先把三盞燈串聯在一起，開關閉和后，三盞燈都亮了。(2)提出問題：不拆電路能否只讓一盞燈亮，另外兩盞燈不亮?(3)學生分組探究，尋找方法。(4)交流結論，互相補充。學生們不但可以得到短路的方法和定義，還會探究出把串聯改為并聯的方法。通過探究讓學生在做中學，在探究中主動獲取知識，在探究中培養科學的探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神。

(二)在實驗教學中鼓勵學生“發現一提出”問題

在實驗教學中，要幫助學生樹立科學的批判精神，(1)教師是否善于提問，影響著學生是否善于提問，教師可以用設問、反問作示范，讓學生帶著問題探究，隨著問題深入探究，比如：在探究“電流與電壓和電阻的關系”時，先設問：電流與電壓和電阻有什么定量關系嗎?學生猜想后再反問：如何設計實驗電路?等，實驗完成后又問：是否能用圖像把實驗結論表示出來等。教師善于提問，會幫助學生養成“發現提出”問題的習慣，進而不斷發現問題、提出問題。(2)學生發現并提出問題是求知的開始，在堅持學生自主學習的基礎上，必要的時候還應加以啟發和誘導。對學生提出的問題即使由于知識、經驗不足，是幼稚的，甚至是錯誤的，也應當保護這種積極性，指出其積極合理的成分，使他看到自己的成績，增強參與的勇氣。如果學生提出的問題很有價值，就應該因勢利導，引導學生嘗試實驗探究、調查訪問、展開聯想等方法學習知識、提高能力。比如：在探究“導體電阻的決定因素”有學生問：從實驗現象中得到，電壓變大時，電流變大，說明電阻變小，因此電阻與電壓有關。應該肯定這位同學提出的問題很有價值，然后再通過實驗來證明電阻與電壓無關。這樣做，既可以使學生進一步理解電壓、電阻、電流的關系，還能激發學生通過實驗研究問題的興趣。在探究“影響滑動摩擦力大小的因素”時，有學生問：滑動摩擦力的大小與受力面積有關嗎?我們可以通過實驗來探究是否有關。還有學生問：如果沒有摩擦力世界將會是怎樣的?可以讓大家展開聯想的翅膀充分發揮想象力。教學中注意培養學生的問題意識，引導學生進行探究式學習，能很好的促進學生的自主發展。

(三)拓展實驗探究的時間和空間

為了讓學生充分體驗實驗探究的過程，應該安排足夠的時間和空間讓各種想法、各種觀點進行充分的交流和討論。(1)創造條件全面開放實驗室，讓學生隨時都能進行各種實驗，通過實驗來驗證自己在學習中的一些疑問，以此開發學生的實驗興趣和個性特長，使他們養成通過實驗探究未知，大膽質疑的科學精神。(2)可以利用課外興趣小組的活動，增強學生的動手能力，實踐能力和勇于創新的科學精神。(3)因陋就簡，延伸實驗探究的空間。科學的實驗并不是只有在設施齊全的實驗室里才能進行的，實驗探究的活動應該延伸到學生的生活中，比如：在研究“物體間力的作用是相互的”時，可以列舉“風吹草動”的現象，在研究“參照物”時，可以分析“兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來”的佳句。有些實驗可以改為家庭實驗，比如：“觀察水的沸騰”、“用電能表測電功率”、“測量物體的長度”。還有些實驗難度比較大，現有實驗水平很難達到，可以借助網絡、電視等各種媒體來展示。讓學生使用身邊隨手可得的物品、隨處可見的現象進行物理實驗的探究活動，不僅能讓學生感受到生活處處皆科學，而且能極大的調動和激勵學生探究生活中蘊涵的科學道理的欲望和勇氣，感受到科學的魅力，從而在潛移默化中逐漸培養學生的科學素質。