中學物理實驗中如何提高學生的科學素質

朱家亮

科學素質教育作為素質教育的重要組成部分，滲透在物理教學過程的每一個環節。那么，如何充分利用物理實驗教學提高學生的科學素質，就成為物理教師廣泛關注的課題?？茖W素質包括科學知識、科學方法、科學能力等方面。

一、實施實驗規程教育，培養學生嚴謹細致的科學作風

科學作風是人們在工作或行動中表現出來的嚴肅認真的科學態度和優良品質，它具體體現在物理實驗規程中。物理實驗規程是指實驗中應遵守的規則和程序，它是從實驗操作中總結出來的，以科學理論為依據的，是操作的一種必然。符合操作規程，就能避免錯誤，減少誤差，使實驗順利進行。

（一）遵守物理實驗規則。學生進入實驗室，應嚴格遵守實驗室規章制度，如：保持室內整潔，愛護實驗物品，不亂扔廢棄物，不大聲喧嘩。實驗完華，整理儀器，做好值日，以此提高學生遵守紀律、愛護公物的優良品德。

（二）履行物理實驗的基本程序。一是實驗前的準備。教師準備實驗：（1）準備儀器教師要根據實驗目的準備儀器。準備儀器時，既要考慮儀器的誤差范圍，又要考慮實驗現象的可見度和儲存度（留存時間），對相同或相近規格的儀器進行嚴格篩選，以便使實驗現象明顯并在學生頭腦中留下清晰的記憶。（2）裝配儀器。儀器的裝配只做到理論上的正確是遠遠不夠的，還必須做到布局合理、便于操作和觀察。（3）調整儀器。儀器裝配完后要進行必要的調整，如直流伏特表、直流安培表指針的調零位，滑動變阻器（分壓）調到阻值最大。教師耐心細致的準備工作，確保了實驗萬無一失。教師兢兢業業、一絲不茍的工作作風，不僅確保了實驗效果，而且對學生起到了潛移默化的感染作用。此外，學生課前要預習。要求學生明確實驗目的和要求，了解實驗的基本原理、設計方法、實驗步驟、注意事項及所用儀器的性能和使用方法，以便做到實驗時有目標、有重點。二是實驗操作。實驗操作必須根據實驗要求和儀器的使用說明進行，教師按實驗操作步驟進行實驗原理指導，引導學生準確地觀察、記錄。在分組實驗中，應鼓勵學生大膽設計實驗方案、相互配合。提高學生努力探索、團結協作的品質。由于儀器的設計、使用等方面原因，實驗中難免出現失誤，此時不能批評、責怪學生，要引導學生認真分析失誤的原因，總結經驗教訓，給予學生重新操作的機會，讓學生感受成功的快樂，激發學生的學習興趣，培養學生不怕困難、戰勝困難的信心。三是完成實驗報告。要求學生將實驗過程中觀察到的現象和數據如實記錄下來，嚴禁弄虛作假、主觀臆測，實事求是地完成實驗報告。提高學生正確分析實驗現象和正確處理實驗數據的能力，提高學生分析、歸納能力。

二、實施科學方法教育，重視科學方法的完善

（一）科學方法教育?？茖W方法是人們在認識和改造客觀世界的活動中總結出來的正確的思維方式和行為方式。物理實驗的科學方法一般有三個方面。一是實驗歸納法。通過實驗事實歸納出物理概念和規律的認識方法。如凸透鏡的成像規律、平面鏡成像的規律等。二是實驗驗證法?？茖W家根據已有的經驗和知識，經過推理提出假設和預見，再通過實驗證實的方法，如麥克斯韋的電磁波理論。三是理想實驗法。根據科學抽象的理想純化作用，有意識地突出研究的主要因素，排除次要因素和無關因素的干擾，在頭腦中構思成理想化的研究客體——理想模型和理想實驗，用以代替實際的研究對象和難以實現的實驗來進行研究。如原子模型，質點，磁感線的演示，讓學生通過觀察、分析、綜合歸納和演繹推理等過程，有效獲取知識和發展能力，促進科學世界觀和方法論的形成。

（二）科學方法指導。教師在傳授知識的過程中，要重視對學生學習方法和研究問題等方法的引導。讓學生了解常用儀器的性能和使用方法，如天平、溫度計、測電筆等；掌握基本的物理測量方法，如測量長度、質量、時間等；熟悉基本的實驗方法，如比較法、模擬法等；訓練學生運用觀察、測量、比較、分析、歸納等一系列方法分析問題、解決問題。如對某一現象的分析，可遵循“觀察現象—分析原因—找出規律—上升為理論（推論、預測）—指導實踐”的思路，使科學方法教育滲透于整個教學過程中。

三、實施“言行導向”教育，提高學生的科學能力

“言行導向”教育即指在發揮學生作用的同時，教師給予言語和行為上的指導，使學生充分發揮主動性與創造性，提高科學能力。科學能力包括科學認知能力、思維能力、實踐能力三個方面。

（一）規范實驗操作語言，提高和發展學生的科學認知能力。教師應嚴格使用新版教科書中的名詞、術語，如彈簧的勁度數，磁感線，嚴格區分易混淆的物理如質量、重量、重力，電勢、電壓，音調、響度；訓練學生嚴密表述相關物理之間的關系，如放在水平桌面上的物體，它對桌面的壓力與它受到的重力大小相等，不能表述為它對桌面的壓力就是它受到的重力；重力的方向豎直向下，而不能為垂直向下。在教學過程中，教師應充分調動學生的感覺、知覺、記憶、聯想、習慣等認知行為，分析、對比、綜合歸納，加深對定義、概念、定律的理解，使學生由感性認識上升到理性認識。這種調動學生積極參與獲得知識和不斷發展智慧的過程就是認知過程。

（二）規范實驗操作行為，提高學生的實驗技能。物理課作為一門以實驗為基礎的學科，尤其應注重操作能力的提高。一是教師邊示范邊解釋，瀟灑規范的動作能烙進學生的腦海，如測水的溫度時手拿溫度計的上端，溫度計的玻璃泡全部浸水中，不要碰到容器的底部或壁。讀數時，溫度計的玻璃泡繼續留在水中，視線要與溫度計中液柱的上表面相平。二是教師應創造條件，讓學生親自動手。如電路連接、調天平橫梁的平衡、讀游標卡尺的示值等技能，應引導學生反復實踐。教師要做到“三及時”：及時發現違章操作并予以糾正，及時提醒注意事項并予以引導，及時洞察易出現的問題并予以強調。如電路連接，一定要將導線接在儀器的接線柱上，不可把導線連在變阻器的滑桿上或電鍵的閘刀上，也不可把若干根線的一端脫離儀器的接線柱而連在一起。只有學生親自動手實踐，才能對所學知識加深理解、正確運用。

（三）創設情境，提高和發展學生的思維能力。一是創設問題情境，調動學生思維積極性。通過設疑—探索—釋疑，將學生置于一定的問題情境中，引導學生探索、發現。二是創設情境，激發學生創新思維。在實驗教學中，適當講述一些科學家發明創造的故事，用科學家對科學真理的執著追求感染學生，用科學家獻身事業的高尚品德感化學生，用科學家的探索歷程激勵學生。使學生樹立良好的治學態度，充分開發潛能。通過錄像、投影、課件等多媒體教學手段，模擬物理現象，開闊視野，啟迪思維。

總之，科學素質是學習和從事未來工作的一種必備能力，它的形成不是一蹴而就的，有賴于教師從不同角度采用多種方式方法有計劃全方位地予以提高。