新課標下學生實驗探究能力的培養

黃飛

摘 要：新課標下物理教學成功與否，前提在于實驗探究。為了發展學生的實驗探究能力，教師應側重培養學生以下能力：測量儀器的觀察及選用的能力；實驗現象的觀察和數據的記錄及處理的能力；敢于猜想及實驗驗證能力；規范操作及分析歸納能力；實驗探究中的思維能力；實驗探究中注重學用結合的能力。

關鍵詞：觀察；猜想；探究；思維；學用結合

物理學作為一門自然科學，其核心是實驗，學習物理的首要前提就是要學會科學探究。按照新課程標準的要求，加強物理實驗教學，培養和提高學生的實驗探究能力，對提高物理教學效率，促進教學思想由應試教育轉向素質教育，實現義務教育總體目標有著十分重要的意義。筆者在多年的物理教學實踐中，深刻體會到要提高學生的科學探究水平，培養學生的實驗探究能力，必須做到以下幾個方面：

一、培養學生觀察基本儀器和實驗現象的能力

教師要讓學生明確每次實驗的觀察目的，這是做好實驗的前提，接下來是給學生講授觀察實驗的方法，而且盡量為他們提供最好的觀察條件。如，在“用天平測固體和液體的質量”實驗中，先引導學生觀察天平的結構，弄清零刻線位置、最大稱量和感量，進而重點觀察橫梁的平衡狀態和調節方法。在使用儀器進行實驗的過程中，要強調學生做到三點：一是規范操作、正確使用儀器。二是認真觀察實驗現象。三是透過現象看本質，即從中歸納總結出相應的物理知識。

二、培養學生學會合理選擇儀器，并且能夠科學正確地使用的能力

教師在教學生選擇儀器的時候，務必讓學生記住三條“合理”準則：第一是測量值合理，使測量物理量的數值不能超出所選儀器的量程；第二是精確度合理，所選儀器的精確度要符合測量的要求；第三點是操作方法正確、操作規范合理及操作簡便。使用儀器應先讓學生熟悉儀器使用的基本要求，并能達到正確熟練使用儀器的目的。如，彈簧測力計在使用前要輕拉掛鉤幾下，以檢查彈簧與外殼是否有觸碰，同時認清零刻度線、量程和分度值，指針是否校零；測量時，施力方向應和彈簧處在同一直線上，要在指針穩定后讀數；讀數時，視線要跟指針所對的刻度線相平；記錄測量結果時不要忘記單位。然后由教師演示，規范化操作為學生做好示范。

三、規范操作步驟和排除故障的能力

實驗步驟是人們研究物理現象和規律的思維過程程序化、行為化的產物。培養學生按步驟操作的能力，首先要教育學生尊重科學，養成實事求是、嚴肅認真的科學態度；其次是讓學生仔細閱讀，逐一領會每一步實驗的操作方法和要求，然后在教師的指導下進行實際操作。實驗中，出現故障是難免的，且影響很大，尤其容易使學生喪失實驗興趣，要排除故障需先會檢查和分析故障產生的原因。其基本作法是：（1）檢查各基本儀器的工作狀態是否正常；（2）檢查實驗裝置的安裝連接是否正確、合理；（3）根據故障現象對可能發生故障的各部件逐一檢查，最后逐一排除。如，在“怎樣使兩個小燈泡同時發光”的實驗中，常見的故障是小燈泡不發光，應首先檢查電路是否開路，如導線與接線柱之間是否松動，或者燈泡與燈座之間安裝是否緊密等。其次檢查不發光燈泡是否短路，或者導線連接的原因，或者不發光燈泡的燈座的原因?？傊?，要耐心細致，不放過每一個疑點。

四、教師要培養學生如何記錄數據、學會處理實驗數據并從中得出實驗結論的能力

一個實驗能不能成功，最重要的是學生在實驗時能否做到科學準確、有序地進行操作，并及時記錄有關的測量數據。教師要嚴格要求學生按實驗步驟將需要測定的物理量測出并記錄下來。讀取和記錄數據要做到：讀數要及時；要記錄完整數據；單位要正確。

物理實驗中的數據處理方法現在運用最多的是比較分析法，就是從不同角度比較分析表格中記錄的數據或觀察到的實驗現象，并能從對數據的處理和實驗現象的分析中概括出各數據或現象間的必然規律。有時也采用圖像法，即根據研究的變量建立直角坐標系，描出實驗數據點，并繪制成圖像，以表示各變量之間的關系，如“觀察水的沸騰”實驗就是采取上述方法，即先在預先設計好的數據表中每相隔1min記錄水的溫度值，同時仔細觀察水中氣泡產生的情況，然后根據所測數據繪制出水沸騰時的溫度—時間圖像，最后歸納出液體沸騰的特點。歸納結論就是讓學生從處理實驗數據中觀察個體事物的規律，然后在教師的引導下進一步推理，概括出一般規律，如阿基米德原理。

五、根據實驗目的，提出問題和猜想，獨立設計實驗方案進行驗證的能力

要完成一個物理實驗，需設計合理的實驗裝置，要知道用哪幾種基本儀器，怎樣操作便于觀察等。如，“用電流表和電壓表測電阻”實驗，應根據歐姆定律，按電流表、電壓表和滑動變阻器的使用要求先設計并畫出電路圖；并按電路圖擺放好各種測量儀器和電路元件；由先支路、后干路、再電源的順序用導線連接牢固。同時要注意電流表和電壓表應選擇合適的量程，開關和滑動變阻器的接法要正確；最后設計出實驗表格記下實驗數據，并對實驗數據進行分析、歸納和總結。

設計實驗方案要根據實驗目的及所提出的問題進行，力求使實驗方案具有完整性、科學性和可行性。對實驗內容復雜、所測數據較多的實驗，還要對實驗程序作科學安排，盡可能減小實驗誤差，使實驗方案簡單可行、便于操作。

六、教師要在實驗探究中注重培養學生的創新思維能力

創新能力是一個社會進步的巨大推動力，創新的前提是創造出了新的物質或思想。在物理學科的實驗中，教師要敢于放手讓學生去大膽假設，用頭腦風暴法多角度猜想問題的答案，改變學生的思維定式，充分發揮學生的創造力和想象力，達到培養學生創新思維能力的目標。

培養學生的思維能力是所有基礎學科的學習目標之一，物理學科也不例外，發展學生的思維能力，有意識地引導學生沿著不同的方向、不同的角度去思考，由淺入深、由表及里地去探索問題。對課文中的想想議議，可以啟發學生去思考，如，在講“鏡面反射與漫反射”時，可以就學生眼前的黑板發問——為什么用久了的黑板常會因“反光”而看不清上面的字？怎樣才能使黑板不“反光”？每道物理題，不要急著去講評，要讓學生充分去思考，對重點、難點類習題更加要求學生多思，采用一題多解、一題多變、一題多問的形式，以激發學生的發散思維。

七、教師要注重培養學生學用結合的能力

從生活走向物理，從物理走向社會，要讓學生真正能做到“以物明理”“以物思理”，將課本知識活學活用。一些日常信息或生活、生產中的事例，如，日食、月食、孔明燈等，生活中的這些奇怪現象讓學生疑惑不解，但能激發學生強烈的好奇心和求知欲望，而這恰恰是學生主動學習、積極探究的巨大動力。如，在學習“慣性”后，可以布置學生根據生活經驗找出身邊的慣性現象，并區分哪些是利用慣性的事例，哪些是防止慣性造成危害的事例。做到理論聯系實際，培養學生學用結合的能力。

培養學生實驗探究能力是一項艱巨的工作。作為一線教師，首先要從思想上重視實驗教學的作用，要深刻認識其重要性和必要性；其次，明確學生實驗探究能力的提高，要通過科學嚴謹、反復訓練才能逐步形成。因此，從一開始就要根據《義務教育物理課程標準》的要求，有目的、有計劃地進行。教師要切實加強實驗指導，把實驗探究能力的培養與物理知識水平的提高緊密結合起來，并及時進行分析評估，逐漸培養學生科學的實驗探究能力。

編輯 張珍珍