如何培養學生的物理實驗探究能力

徐國震

探究性實驗教學在現階段依舊存在著一些實踐方面的問題，主要因為實驗設備不先進、師資力量不足，受傳統教育影響在觀念和理論上存在滯后性.探究實驗教學的完善能改善現階段的教學現狀，提高學生在實踐過程中的自豪感和自信感.探究性實驗教學培養學生自主學習的習慣，主動發現問題、提出問題、解決問題，通過質疑問題，產生探究問題的好奇心，從而對問題做出實驗，最后解決問題.學生可以在質疑中探究，在觀察中探究，在解決問題的過程中探究，能激發他們的學習興趣，提高他們的實驗探究能力.筆者認為培養學生的物理實驗探究能力要注意以下幾點.

一、樹立正確地初中物理實驗教學觀念

如果教師注重發掘學生的生活經驗素材，能夠引導學生將教材上的知識轉變為實踐能力，使抽象的物理教學變得更加具體形象，提升學生學習物理知識的積極性.例如：在講解“光學”知識時，教師可以將生活中經常出現的鏡子、手電筒、和放大鏡等物品帶到課堂上，讓學生親身感受到光線折射和焦距的存在，積極思考問題.其次，強化初中物理教師對實驗教學的重視，通過實驗來提升學生學習的主動性.初中生對物理知識的學習主要是直接興趣，對具體操作并不是很感興趣，所以初中物理教師應該增加學生操作實驗的機會，讓學生了解實驗的本質內涵，培養其研究能力.為了提高學生學習的主動性和積極性，要鼓勵學生自己做實驗.最后，教師要全面認識物理實驗的教學目標，在實驗中培養學生的科學素質.由于受考試壓力所致，不少初中物理教師帶領學生做實驗的目的是讓學生記住實驗現象和結果，從而忽視實驗過程和方法以及培養學生科學素質.這樣的實驗學生能力得不到提高和鍛煉.

教材中有些演示實驗現象不是很明顯，演示實驗操作起來很困難，我們可以用課件來代替，把課內的演示實驗用課后的“做一做”來代替，實驗過程既簡單，實驗現象又明顯，把由教師演示的實驗變成由學生演示或教師和學生共同演示的實驗.例如，在進行牛頓第一定律演示實驗時，讓兩個學生配合老師一起控制斜面和小車.這樣讓學生參與到實驗過程中來，既調動了他們的積極性，又給他們留下了深刻的印象，激發學生的探索欲望.

二、培養學生認識和操作實驗儀器的能力

學生要準確無誤地完成實驗的操作，離不開對實驗儀器的認識和操作，這是學生必備的最基本的能力.測量工具的使用，無論在學生的學習還是生活中都會用到，所以對測量工具的使用一定要正確地掌握.例如刻度尺的使用、天平的認識及操作等等，教師要指導學生認識這些儀器的性能及使用方法，一定要讓學生弄清楚它們的最小刻度、它們的測量范圍及調試方法等等，教師可以讓學生以分組實驗的方式進行上述操作.學生對實驗儀器的熟練認識和操作，不僅可以縮短學生的實驗時間，還可以規范學生的動手操作，提高學生的動手操作能力.

三、提高實驗開放性，發展學生發現和創造能力

實驗是探究的過程，實驗要解決什么問題呢？設置問題即是給學生設置實驗探究的目標.筆者認為我們的實驗教學應提高問題設置的開放性，實驗探究不應該是為了解決某一個具體的可見到答案，而應該積極地引導學生對已有物理現象進行質疑，發現問題，從多個角度考慮為什么會有這樣的現象，說明了什么問題，繼而提出各種猜想，最后結合已有的知識、經驗和方法設計實驗完成對物理規律的“發現和創造”.例如，對于“測食鹽水的密度”實驗，教學時事先完全沒有必要給學生提供實驗器材，讓學生自己去結合物理知識和原有的實驗技能去思考實驗方案，接著再分析實驗的可行性，最后從誤差分析的角度思考實驗器材的選擇，這樣可以培養學生實驗創作能力.

另外充分利用教材中的“小實驗”，可以激發學生的實驗積極性與動手能力，多數教師對于課本中的一些小實驗都有著或多或少的誤解，認為那些實驗是無關緊要的，考試無用的.正是在這種思想的影響下使得小實驗本身的功用未能發揮出來.教師若能充分利用書本里取材方便的小實驗，使其發揮積極作用，提高學生的動手能力，激發學生的學習興趣.

四、強化科學探究的意識，注重理論和實驗相結合

初中物理開展探究性實驗教學，其根本目的是培養學生的探究意識和科學精神，使學生在觀察和分析實驗的過程中，逐漸養成科學探究的習慣.因此，教師不僅要創設相關的實驗教學情境，還要把科學探究的意識和精神滲透到實驗教學中.如講述機械守恒定量實驗時，教師可以播放過山車視頻，使學生感受到動能和重力勢能之間的轉換，進而引發學生思考實際生活中的物理應用，如騎自行車上下坡的物理變化等等，加強物理知識與實際生活的聯系.此外，教師還要注重理論和實驗相結合，在實驗教學要求下有效開展探究性實驗教學.如講阿基米德原理時，教師引導學生觀察和分析浮力大小與物體自身的體積、物體浸入液體的體積、浸入液體的深度等相關因素之間的關系，并分別記錄下來.

五、開放課堂，鍛煉學生自主能力

實驗過程中教師應該注意學生的心理特點，初中學生的身心處在飛速發展階段，思維的獨立性和批判性顯著發展的同時自我意識愈加強烈，表現欲較強.而探究性實驗完成后有時會出現得不到正確結論的情況，若多次都得不到正確結論則可能導致學生喪失信心，降低積極性，故教師應密切關注，適時引導.例如，初中物理教師講解自由落體運動時可以讓學生自主設計“自由落體運動”的實驗并說明相關的實驗原理.有學生利用廢紙設計了一個簡單實驗，即將兩張同樣的紙，一張平展一張搓成團從同一高度同時由靜止自由下落，學生發現紙團下落的速度明顯快于平展紙張的速度.這是什么原因呢？學生已經能夠利用自己所學的自由落體知識進行解釋，即物體下落的速度與物體質量無關而是受空氣阻力的影響.反復性的探究可能會影響正常的授課計劃，因此教師應該根據初中學生的心理特點選擇一些誤差較小且便于操作的實驗，以保證學生在進行探究性實驗時能夠得到明確的結論.

綜上所述，初中階段的物理教學不僅要讓學生掌握一定的物理知識和基本技能，還要培養學生的實驗操作能力.教師要通過探究讓學生認識自然界的規律，通過實驗操作激發學生學習物理的興趣，養成科學嚴謹的學習態度，培養和提高學生的創新思維能力，使他們體驗探索過程中的喜悅和艱辛，同時還能建構具有個體意義的科學知識和技能，培養科學探索的興趣，了解對解疑進行思維的方式、方法和能力，領悟科學、技術和社會的互動關系，達到從青少年起就要樹立發明創造意識，懂得發明創造的過程并掌握方式方法，養成科學的動手動腦的習慣.