物理實驗能力的培養

張素芬

摘要：物理學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，在教學中應把課本上的一些實驗進行合理的科學的改進創新，充分發揮物理學實驗的多種功能和作用，培養學生自主學習能力、探究能力和創新能力。

關鍵詞：物理實驗；能力；培養

實驗能力，主要是指掌握實驗技能和方法，自己創造物理實驗條件，進行物理實驗的能力。我們從觀察能力、操作能力、數據處理能力、以及實驗設計能力四個方面論述。

一、觀察能力

觀察是一種有目的、有計劃、較持久的知覺。而實驗的根本任務是人為地創造條件進行觀察。觀察目的有：一是了解現象，按計劃仔細地觀察知覺對象，通過注意、想象、比較來知覺對象的特點及其變化等；二是取得資料，通過測量取得一些數據；三是發掘問題，觀察不單是眼睛注視，還必須進行積極的思維，要善于從平常的現象中發現不平常的內容，或發現細微的，但很有意義的問題。

觀察為觀察者的一種能力，一種素養，并不是天生具有的，而要通過培養和訓練。在實踐的活動中逐步形成和發展的。因此，在教學實踐中，應做好如下的工作。[1]第一，要鼓勵學生善于觀察，勤于思考，養成良好的觀察習慣。例如：小氣象站測量降水量的雨量筒。在無風的天氣里，雨點豎直落在雨量筒里，根據筒里水深度，便可知每小時的雨量。然而，在有風的天氣里，雨點落的路徑被吹斜了，這樣，這種方法測量得出的雨量還能準確地反映真實雨量的多少嗎？第十屆全國初中物理知識競賽（復賽）試題中，出現了類似問題。第二，在課堂教學中，創造實驗條件，引導學生進行觀察。教學中進行演示實驗，不單是為了有助于對知識的理解，而且特別是有利于培養學生的觀察能力。例如：在學習光的全反射現象及產生全反射的兩個條件，推出臨界角的計算公式，進行下列實驗，讓學生進行觀察和思考。在圓形水槽里放入一條金魚，使學生都能看到金魚，再用一塊雙層玻璃板（內有空氣薄層）堅直放入水槽中，把魚隔在板后，然后轉動玻璃板，當轉到某一位置時，有部分同學便看不見金魚，為什么？（要求：用光的全反射原理解釋）第三，要教給學生觀察的方法。物理實驗觀察，通常采用的方法有：對比觀察法和歸納觀察法。

1、對比觀察法。人們認識事物、現象，往往是通過對兩個事物、現象的對比，或把某一些現象發生變化的前、后情況進行比較來實現的。

例如：觀察物質熔解或凝固時體積變化，就可以把石蠟放在燒杯里，先用酒精燈徐徐加熱使其全部熔解，這時可觀察到石蠟液面是平的，標上記號；待石蠟冷卻后，經過觀察，雖然高度沒有明顯變化，但表面凹下去了。再如：還可以人為地控制條件，使液體在常壓、加壓，減壓下沸騰，比較后可知，沸點隨外界壓強的變化而變化。

總之，使用對比觀察法，有利于掌握現象的特征以及它與其它類似現象的區別。

2、歸納觀察法。通過對個別現象分別進行觀察，得到一些個別的結論，再分析歸納，從而得出一般的規律的觀察方法就是歸納觀察法。

例如：探求聲音是怎樣發生的，可以通對各種現象的觀察、歸納得出結論。

觀察1：有橡皮槌敲音叉股，可以聽到音叉發出的聲音。把懸在細線上的小球跟發聲的音叉接觸，小球被音叉彈開；用手指輕輕接觸發聲音叉，可以感受到它在振動。

觀察2：撥動樂器的弦，可以聽到聲音。仔細觀察發聲的弦，可以看到它的輪廓變得模糊了，而且中間比較粗，弦的外形的改變，正是因為它在很快地振動的緣故，弦停止了振動，聲音也隨之消失了。通過觀察，歸納得出結論：一切發音的物體在振動，振動的物體是發聲的源泉，即聲源。可見，使用歸納觀察能力，有利于掌握現象的實質及研究比較復雜現象的一般規律。

總之，培養觀察能力，要明確觀察的目的、任務，激發學生的觀察興趣，要使學生養成善于觀察，勤于思考的習慣，要教給學生觀察的方法，對學生的進行觀察訓練，要求觀察得準確、全面、細致、敏捷。

二、操作能力

操作能力，主要是指基本儀器的使用和數據處理，儀器、設備組裝或連接，故障排除等三個方面。

1、基本儀器的使用。中學物理實驗涉及的基本測量儀器有：刻度尺、天平、彈簧測力計、計時器、溫度計、電流電壓表、示波器等。

使用基本測量儀器的規范要求是：

（1）了解測量儀器的使用方法，明確測量范圍和精確度。

（2）對某儀器如天平電流電壓表等，在使用前，必須調節零點或記下零點誤差。

（3）牢記使用規則和操作規程。

（4）正確讀取數據。

2、儀器、設備的組裝連接。要進行物理實驗，總是需要先把各個儀器部件、設備組裝起來，并要求裝備和連接必須正確無誤。具體要求是：布局要合理，要便于觀察和操作；連接要正確、簡單；實驗前要檢查，必要時進行預備性調查節。

3、故障的排除。實驗發生故障時，應根據各部件工作狀態及各部件聯結處的分析，可能產生故障的幾種因素，逐步檢查，以致最后排除故障。

總之，培養實驗操作能力，有利于知識的理解，有利于自己創造條件探索問題，有利于學生智力的發展。

三、數據處理能力

為了得到正確的實驗結果，必須具有一定的數據處理能力，在中學階段，處理數據的主要方法是列表法、圖象法，它能夠直觀地顯示出變量之間在一定范圍內的關系，總結出一般規律；同時，也可由實驗圖象求未知量。

圖象法的具體要求是：一是建立坐標系；二是描繪實驗數據點，連成圖線；三是根據所得圖線，推導變量之間的函數關系，探索相關問題。

四、實驗設計能力

物理實驗教學，不僅要求學生會正確使用基本儀器進行觀察、測量和讀取數據，掌握一定的操作技能，會簡單地處理實驗，得出結論，而且應當培養學生根據確定的目的、任務，自己獨立地設計實驗方案的本領，即培養學生實驗設計能力。

近幾年，設計性競賽題已成為全國初中物理競賽的一個熱點題型，如2005年初賽題中，用圓柱形塑料瓶、水、尺和石頭測食用油的密度，2006年復賽題中，利用虹吸現象測蠟燭的密度，2006年升中考試中，利用長尺、鉛筆、硬幣，測硬幣的質量等，由于這類題技巧性強，靈活性高，因而能較好地考查學生的實驗設計能力和思維能力。

物理實驗教學只是物理教學過程中的其中一種。使學生全面掌握理解知識尚須其它教學手段、方法相互配合，合理地組織教學、選擇有效的手段和方法，才能達到預期的教學目的。

參考文獻

[1] 趙建良.中學物理實驗能力的培養[J]. 保山師專學報，2006，（02）：97-98.endprint