淺談物理實(shí)驗(yàn)與學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成

蔣建華

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理學(xué)知識(shí)的概念、定律、理論都是在物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來的。讓學(xué)生了解和掌握物理學(xué)的研究方法，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，對(duì)學(xué)生今后從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)革新都有著重要的基礎(chǔ)作用。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中如何使學(xué)生潛移默化的養(yǎng)成科學(xué)素養(yǎng)，是課改后物理教學(xué)亟待完成的重要課題。

一、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

物理實(shí)驗(yàn)中的觀察是一種有目的、有計(jì)劃的思維感知，一般需要重點(diǎn)地觀察實(shí)驗(yàn)的儀器、設(shè)備和裝置以及實(shí)驗(yàn)中的各種物理現(xiàn)象，數(shù)據(jù)、圖像、圖表和規(guī)范操作等。在物理實(shí)驗(yàn)的過程中設(shè)計(jì)與生活密切相關(guān)的知識(shí)和問題，能誘發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心和興趣，在觀察這些物理現(xiàn)象時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)，關(guān)注整個(gè)物理現(xiàn)象發(fā)生的過程、產(chǎn)生的條件和特征，客觀收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖像，及時(shí)制作圖表等。

1、對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的觀察

在做物理實(shí)驗(yàn)前要有明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?duì)各種實(shí)驗(yàn)器材在實(shí)驗(yàn)過程中的作用有明確的認(rèn)識(shí)，了解實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)范操作方法，弄清儀器的各種信息。對(duì)有刻度的儀器，如刻度尺、表、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、電流表、電壓表、密度計(jì)、溫度計(jì)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(cè)量值應(yīng)估讀到哪一位；對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的儀器，如天平、停鐘、溫度計(jì)、密度計(jì)、電流表、電壓表等儀器，通過觀察，了解儀器的結(jié)構(gòu)原理、每個(gè)部件的作用等；對(duì)有銘牌的儀器，如天平、變阻器等通過對(duì)儀器銘牌的觀察可了解儀器的名稱、規(guī)格、使用方法和使用條件等。

2、對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象的觀察

物理實(shí)驗(yàn)過程是直觀的讓學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握物理知識(shí)的過程，可以使知識(shí)得到直觀、迅速的認(rèn)識(shí)和沉淀，教師要充分利用實(shí)驗(yàn)的直觀性幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)將直觀獲得的知識(shí)能迅速的記憶下來，記憶效果比推理得出的知識(shí)更長、更牢固。在觀察實(shí)驗(yàn)過程時(shí)，主要了解操作前需做哪些準(zhǔn)備工作、 操作實(shí)驗(yàn)的順序，實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如在觀察“水的沸騰”現(xiàn)象時(shí)，要觀察實(shí)驗(yàn)器材有酒精燈、燒杯、停鐘、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)、細(xì)線、火機(jī)、氣壓計(jì)等。用氣壓計(jì)測(cè)出當(dāng)?shù)氐拇髿鈮骸Ｓ^察器材的安裝順序（先下后上）。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生，點(diǎn)燃酒精燈加熱后觀察溫度計(jì)的變化、燒杯底壁氣泡的變化、液面水蒸氣的變化等。

二、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

物理學(xué)科是以實(shí)驗(yàn)作為載體的，許多的現(xiàn)象可以說明所要講述的物理知識(shí)。在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題，尋求知識(shí)。在探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，首先要有一定的趣味性，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。其次要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已學(xué)過的物理知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)問題進(jìn)行科學(xué)猜想，鼓勵(lì)大膽提出假設(shè)，開展討論，分析實(shí)驗(yàn)猜想和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括選用哪些實(shí)驗(yàn)器材、先后測(cè)量哪些物理量、具體如何操作等。再次物理實(shí)驗(yàn)課是要求動(dòng)手操作能力較強(qiáng)的課，要培養(yǎng)學(xué)生敢于動(dòng)手、樂于動(dòng)手、勤于動(dòng)手操作的興趣，改變學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中畏首畏尾，不敢動(dòng)手或不會(huì)動(dòng)手的現(xiàn)狀，從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

三、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)信息的處理能力

物理實(shí)驗(yàn)過程會(huì)形成大量的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、圖像等信息，培養(yǎng)學(xué)生具有初步的信息收集、交流、處理能力是課改的要求。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要引導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生掌握正確搜集和處理信息的方法和途徑：1、正確判斷實(shí)驗(yàn)探究過程中的數(shù)據(jù)是真實(shí)值、誤差或錯(cuò)誤。如貴陽市花溪區(qū)石板鎮(zhèn)海拔約1200米，氣壓約低于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，水的沸點(diǎn)是98攝氏度，通過多次實(shí)驗(yàn)并查找相關(guān)資料判斷98攝氏度是真實(shí)值不是錯(cuò)誤或誤差；2、通過實(shí)驗(yàn)探究客觀的獲取真實(shí)、生動(dòng)、形象的信息，引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)探究中獲得的信息列表、對(duì)比、分析、演繹歸納成結(jié)論；3、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中利用信息技術(shù)，通過對(duì)網(wǎng)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(jié)合，調(diào)動(dòng)學(xué)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(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的教學(xué)信息傳遞、交流、溝通和反饋。培養(yǎng)學(xué)生收集信息、傳遞信息和處理信息的能力。

四、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神

物理實(shí)驗(yàn)過程是艱苦的枯燥的，一個(gè)可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得，往往需要長時(shí)間的努力，幾乎每個(gè)數(shù)據(jù)的測(cè)量都需要反復(fù)多次，有時(shí)需要多人通力合作才能完成。因此良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神是物理實(shí)驗(yàn)得到落實(shí)和成功的重要保證。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)要求學(xué)生堅(jiān)持嚴(yán)禁、尊重事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，毫不含糊地尊重客觀事實(shí)，如實(shí)地記錄實(shí)驗(yàn)中觀察到的各種現(xiàn)象，甚至一個(gè)數(shù)據(jù)、一個(gè)符號(hào)。堅(jiān)持尊重事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，不僅是提高物理實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的要求，也是增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的需要。

五、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的延伸能力

學(xué)知識(shí)的目的是能有效的科學(xué)使用知識(shí)解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中要注重理論聯(lián)系實(shí)際，要注重科學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，要注重科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)和個(gè)人所產(chǎn)生的影響。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中安排一些課外小實(shí)驗(yàn)、小制作，如：“紙盒燒開水”、“日光燈啟輝器中的雙金屬片的自動(dòng)控制作用”、“制作簡單的電動(dòng)機(jī)”、“設(shè)計(jì)樓梯開關(guān)”可以使課堂中所學(xué)的知識(shí)在生產(chǎn)、生活中的到應(yīng)用和延伸。

綜上所述，教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要從學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)達(dá)到基本的了解程度；對(duì)科學(xué)的研究過程和方法達(dá)到基本的了解程度；對(duì)于科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)和個(gè)人所產(chǎn)生的影響達(dá)到基本的了解程度三個(gè)方面著手提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。充分利用物理實(shí)驗(yàn)的直觀性、趣味性和知識(shí)性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、探究能力、探究精神和信息處理能力，使學(xué)生的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)和非智力因素的到充分發(fā)展。通過完成課外小實(shí)驗(yàn)、小制作的過程，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)的互補(bǔ)，形成實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)的過程，使理論知識(shí)得到更好的應(yīng)用和延伸。