中學物理實驗能力培養之我見

吳明川

【摘要】物理實驗能力是指運用實驗理解、驗證物理理論觀點以及借助物理實驗獲得新認識的能力，它由實驗基本能力、實驗遷移能力和實驗科研能力構成。

【關鍵詞】初中物理 實驗能力

物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科。物理概念的建立、規律的發現、基本理論的創立，都是通過實驗觀察和認真總結思索得來的。學好物理離不開實驗，要在物理教學中鍛煉學生的動手能力、思考能力，實現由應試教育向素質教育的轉變，更離不開觀察與實驗。因此，教師要上好每一堂演示、實驗課，在觀察與實驗中培養學生的能力。

一、物理實驗能力的概念

從心理學角度來講，能力是順利地完成某種活動所必需的心理特征，物理實驗能力就是能順利進行物理實驗并達到實驗目的要求的個性心理特征.從廣義角度來講，物理實驗能力是指運用實驗理解、驗證物理理論觀點及借助物理實驗獲得新認識的能力.它包括：發現、選擇和明確課題的能力，選用實驗方法和設計實驗方案的能力，使用儀器和實驗操作的能力，觀察實驗的能力，實驗思維的能力，收集資料數據的能力，分析、研究和處理實驗資料、數據的能力，發現物理實驗規律的能力，等等.狹義的物理實驗能力則僅指完成物理實驗操作活動的能力，主要包括儀器使用能力，實驗操作能力，實驗觀察能力，數據處理能力等.從科學方法論的角度看，狹義的物理實驗能力是不完整的，不能滿足學生學好物理和培養創新型人才的需要.狹義地認識和培養學生的物理實驗能力，往往事倍功半，學生只能成為“照方抓藥”的操作員，既不能真正達到培養物理實驗能力的目的，也不能促進學生積極思維，使他們成為學習的主體.

二、培養學生的觀察能力

物理實驗中的觀察是一種有目的有計劃的知覺活動，是為了認識某一物理現象，并對此物理現象做出判斷。但學生在觀察時常抓不住要領，理不順關系，表現為不知道該看什么和如何去看，以及看不清所演示的現象。為此，我們要做到：

1、明確觀察目的觀察一個物理現象，首先應明確觀察的目的和任務，即明確觀察什么。只有明確了觀察的目的和任務，才能在實驗的過程排除與觀察目的無關的因素，抓住所要觀察的主要物理現象，達到觀察的目的。例如：高中物理驗證牛頓第二定律時，就是要用控制變量法看看質量確定時加速度與合外力成正比和合外力確定時加速度與質量成反比，其它現象都是次要的。在實際教學中可以通過加強學生的預習和教師的講解來實現。

2、指導觀察方法常用的觀察方法有：順序觀察法、整體局部觀察法、比較觀察法、推理想象觀察法。

3、提高實驗本身的可見度實驗盡可能做到儀器簡單、過程明了。但有些實驗現象很不明顯，可見度小，應借助于機構、光電的方法轉換變量進行放大，或采用染色，襯托背景等措施突出觀察的對象，增大實驗的可見度。例如，在演示微小形變的實驗中就是用了光杠桿的原理來放大桌面的形變和通過液面的升降來反映瓶子的形變。對于一些較隱蔽的、不方便直接觀察的物理現象，有時候我們也會借助于多媒體進行演示，但這并不能代替實際的物理實驗。

4、鼓勵學生相互交流通過交流，學生之間取長補短，發現自己觀察中的不足，提高實驗觀察的能力。

三、培養學生的實驗能力

實驗能力的培養，即動手動腦能力的培養。整個初中階段涉及到九十多個演示實驗、十幾個分組實驗。物理教學中絕大多數物理現象、物理規律，都是通過實驗歸納總結出來的。實驗效果的好壞，直接影響學生對物理知識的記憶、理解與運用，甚至影響到學生對物理的學習興趣。實驗能力的培養有得于學生更好地掌握知識，并能提高其觀察能力。為了使學生更好地完成實驗，真正掌握操作技能，提高實驗能力，教師要注意以下幾點：

1、要求學生做好實驗前的預習，事先弄清實驗的方法、步驟和要求。

2、實驗前教師要針對實驗中易出現的問題重點提醒，對于操作難度較大的實驗，教師可以先示范，再讓學生去做。同時教師要在實驗過程中糾正學生的錯誤操作。

3、搞好實驗總結。實驗結束后對學生抽查提問，讓他們敘述實驗步驟，回憶實驗情景，分析實驗結果，歸納出正確結論。對于重點實驗，有條件的可以把實驗過程與注意事項制成光盤，演示給學生，以加深他們的印象。

4、對于實驗中出現的較大誤差和失敗實驗，教師要幫助學生認真分析原因，糾正錯誤。培養學生的實驗能力，是物理教學中的一項重要任務。

針對于學生實驗能力的培養可分三個階段。第一，模仿性階段。教師首先演示。演示時應注意操作的規范性和示范性，使用的儀器要整潔，放的位置要合適，既要便于操作，也要使學生熟練掌握實驗技能。演示完畢后，讓學生模仿操作，如：天平的使用，在教師嚴格按照操作規則演示完畢后，讓學生獨立操作。通過實驗過程，使學生對實驗器材、實驗過程有了感性認識，增加了對實驗的了解、熟悉程度，并對天平的結構、用途有了初步了解。第二，獨立實驗階段。主要由學生按實驗要求的方案、步驟獨立完成實驗。通過預習，先讓學生對實驗的目的、原理、步驟以及器材的使用有清楚的了解，然后，教師給予適當提示，講明實驗中應注意的事項，再由學生操作。教師巡回指導，及時解決實驗中出現的問題，如：用天平和量筒測小石塊密度的實驗中，應提醒學生注意：1.砝碼取用一定要用鑷子夾取；2.視線一定要與量筒凹液面相平；3.石塊一定要慢慢放入水中等。實驗完畢后要求學生以實事求是的科學態度認真填寫實驗報告，不能編造數據，對誤差認真分析原因，探討減小誤差的方法。通過獨立性實驗，使學生對天平的認識從感性上升到理性，對質量、密度的理解也大大加深。第三，設計實驗階段。學生利用學過的知識與相關的實驗器材，自行設計實驗方案，進行實驗，達到運用所學知識解決實際問題的目的。這一階段對學生要求較高，教師可做適當指導。

對操作動手能力的研究和培養上，物理教學理論研究人員和教師作了很多研究，但如何在具體實驗活動中培養是一個薄弱環節，受以考分論英雄的影響和時間限制，實際培養上作得不夠理想，是一個今后值得注意的問題。