淺談物理實驗與學生科學素養的養成

蔣建華

物理是一門以實驗為基礎的學科，物理學知識的概念、定律、理論都是在物理實驗的基礎上建立起來的。讓學生了解和掌握物理學的研究方法，培養其嚴謹的實事求是的科學態度，對學生今后從事科學實驗和技術革新都有著重要的基礎作用。因此，在物理實驗教學過程中如何使學生潛移默化的養成科學素養，是課改后物理教學亟待完成的重要課題。

一、在實驗教學中培養學生的觀察能力

物理實驗中的觀察是一種有目的、有計劃的思維感知，一般需要重點地觀察實驗的儀器、設備和裝置以及實驗中的各種物理現象，數據、圖像、圖表和規范操作等。在物理實驗的過程中設計與生活密切相關的知識和問題，能誘發學生強烈的好奇心和興趣，在觀察這些物理現象時，教師要引導學生規范操作實驗，關注整個物理現象發生的過程、產生的條件和特征，客觀收集實驗數據、圖像，及時制作圖表等。

1、對實驗器材的觀察

在做物理實驗前要有明確的實驗目的，對各種實驗器材在實驗過程中的作用有明確的認識，了解實驗器材的規范操作方法，弄清儀器的各種信息。對有刻度的儀器，如刻度尺、表、游標卡尺、螺旋測微器、天平、電流表、電壓表、密度計、溫度計等，通過觀察儀器的刻度。弄清單位及其最小分度值，由此可確定量程、測量值應估讀到哪一位；對結構復雜的儀器，如天平、停鐘、溫度計、密度計、電流表、電壓表等儀器，通過觀察，了解儀器的結構原理、每個部件的作用等；對有銘牌的儀器，如天平、變阻器等通過對儀器銘牌的觀察可了解儀器的名稱、規格、使用方法和使用條件等。

2、對實驗過程和現象的觀察

物理實驗過程是直觀的讓學生認識和掌握物理知識的過程，可以使知識得到直觀、迅速的認識和沉淀，教師要充分利用實驗的直觀性幫助學生理解和掌握知識。通過實驗將直觀獲得的知識能迅速的記憶下來，記憶效果比推理得出的知識更長、更牢固。在觀察實驗過程時，主要了解操作前需做哪些準備工作、 操作實驗的順序，實驗條件、實驗現象和實驗數據。如在觀察“水的沸騰”現象時，要觀察實驗器材有酒精燈、燒杯、停鐘、鐵架臺、石棉網、溫度計、細線、火機、氣壓計等。用氣壓計測出當地的大氣壓。觀察器材的安裝順序（先下后上）。觀察實驗現象的產生，點燃酒精燈加熱后觀察溫度計的變化、燒杯底壁氣泡的變化、液面水蒸氣的變化等。

二、在實驗教學中培養學生的探究能力

物理學科是以實驗作為載體的，許多的現象可以說明所要講述的物理知識。在教學中注重培養學生的探究能力，讓學生去發現問題，尋求知識。在探究實驗的教學中，首先要有一定的趣味性，能充分調動學生的積極性。其次要引導學生根據已學過的物理知識和生活經驗，對問題進行科學猜想，鼓勵大膽提出假設，開展討論，分析實驗猜想和設計實驗方案，包括選用哪些實驗器材、先后測量哪些物理量、具體如何操作等。再次物理實驗課是要求動手操作能力較強的課，要培養學生敢于動手、樂于動手、勤于動手操作的興趣，改變學生在實驗中畏首畏尾，不敢動手或不會動手的現狀，從而提高學生的實驗探究能力。

三、在實驗教學中培養學生對實驗信息的處理能力

物理實驗過程會形成大量的現象、數據、圖像等信息，培養學生具有初步的信息收集、交流、處理能力是課改的要求。在實驗教學中，要引導和指導學生掌握正確搜集和處理信息的方法和途徑：1、正確判斷實驗探究過程中的數據是真實值、誤差或錯誤。如貴陽市花溪區石板鎮海拔約1200米，氣壓約低于一個標準大氣壓，水的沸點是98攝氏度，通過多次實驗并查找相關資料判斷98攝氏度是真實值不是錯誤或誤差；2、通過實驗探究客觀的獲取真實、生動、形象的信息，引導學生將實驗探究中獲得的信息列表、對比、分析、演繹歸納成結論；3、物理實驗教學過程中利用信息技術，通過對網上多媒體信息的資源共享，獲取大量信息資源，使文字、聲音、圖像等多種信息相結合，調動學生的多種感官來感知信息，還可以利用多媒體的交互性形成教師與學生、學生與學生之間的教學信息傳遞、交流、溝通和反饋。培養學生收集信息、傳遞信息和處理信息的能力。

四、在實驗教學中培養學生的科學精神

物理實驗過程是艱苦的枯燥的，一個可靠的實驗數據的獲得，往往需要長時間的努力，幾乎每個數據的測量都需要反復多次，有時需要多人通力合作才能完成。因此良好的科學態度和科學精神是物理實驗得到落實和成功的重要保證。在物理實驗教學中，教師應要求學生堅持嚴禁、尊重事實、實事求是的科學態度，毫不含糊地尊重客觀事實，如實地記錄實驗中觀察到的各種現象，甚至一個數據、一個符號。堅持尊重事實、實事求是的科學態度，不僅是提高物理實驗質量的要求，也是增強學生的科學素養、培養創造型人才的需要。

五、在實驗教學中培養學生對科學知識的延伸能力

學知識的目的是能有效的科學使用知識解決生產生活中的實際問題。物理實驗教學過程中要注重理論聯系實際，要注重科學知識在生產、生活中的應用，要注重科學技術對社會和個人所產生的影響。在實驗教學過程中安排一些課外小實驗、小制作，如：“紙盒燒開水”、“日光燈啟輝器中的雙金屬片的自動控制作用”、“制作簡單的電動機”、“設計樓梯開關”可以使課堂中所學的知識在生產、生活中的到應用和延伸。

綜上所述，教師在物理實驗教學中要從學生對科學知識達到基本的了解程度；對科學的研究過程和方法達到基本的了解程度；對于科學技術對社會和個人所產生的影響達到基本的了解程度三個方面著手提升學生的科學素養。充分利用物理實驗的直觀性、趣味性和知識性，培養學生學習的興趣、探究能力、探究精神和信息處理能力，使學生的知識能力結構和非智力因素的到充分發展。通過完成課外小實驗、小制作的過程，實現理論知識與實踐活動的互補，形成實踐、認識、再實踐、再認識的過程，使理論知識得到更好的應用和延伸。