中學生物理實驗能力的培養困境與突破

馬春強

摘 要：中學生物理實驗能力的培養有助于其物理學習能力和物理素養的綜合提升。文章基于當前中學生物理實驗能力培養中存在的問題從觀察能力、動手能力、數據分析處理能力、分析與歸納能力和自主創新能力等多個方面提出應對策略，希望可以對中學生物理實驗能力的提升提供參考意見。

關鍵詞：中學物理;實驗能力;困境;策略

從學生實驗能力的培養目標來看主要包含良好的實驗習慣、觀察思考的能力、動手操作的能力，分析問題和解決問題的能力，創新的意識以及科學的態度和科學精神，社會責任感和正確的價值觀等。所以我們將通過中長期觀察實驗對學生的物理實驗能力的培養，找到有效的，可推廣的，可操作的方式和方法，應用到教育教學中。將物理課堂與實驗室相結合，在日常工作中加強實驗對學生能力的提升和培養。在課堂的實驗前提早設計備課，課上認真觀察，將學生實驗能力的培養積極融入到每一節課中。使理論和實踐有效地結合起來，真正有效地促進學生提高物理實驗能力。

一、中學生物理實驗能力的培養困境

通過教學實踐結合文獻梳理，發現當前中學生對物理實驗能力存在以下問題：

首先是對物理實驗興趣十足，動手意愿強烈，但自主探究能力差。學生大都喜歡物理實驗，對物理實驗很感興趣，但是在實驗過程中大多數希望自己動手實驗老師加以指導，獨立設計實驗步驟的不多。學生的動手能力、實驗設計能力、自主探究能力比較弱，使得學生很難在生活中使用物理實驗解決問題。

其次是處理實驗的技能不夠，科學態度有待提高。很多同學對于實驗數據不能做出合適的表格整理和圖像處理，當實驗結果與理論明顯不符時，很少學生會探討誤差產生的原因，重新做實驗檢驗分析是否正確。學生的數據處理能力和分析歸納能力不夠，對于科學實驗認識以及科學態度有待提高。

第三是日常實驗基礎扎實，觀察和質疑能力較差。在日常生活中，幾乎所有學生曾經拆卸和拼裝過玩具等，對于常見的實驗測量工具都會使用。但是在進行實驗時都是照著制定好的實驗方案進行，很少都獨立的思考，對于老師和課本太依賴很難在實驗中發現問題。觀察能力可以，但在觀察中發現問題的能力還有待提高。

第四是實驗設計能力需要加強，重視在實驗中的收獲。學生希望將來做的物理實驗是與實際生活聯系密切一些。在實驗過程中學生不止關注實驗結果，更加重視自己再實驗中的收獲，說明學生不只是希望在實驗中學到知識，更希望自己的能力得到鍛煉獲取更多的實驗技能。

二、提升中學生物理實驗能力的策略

（一）注重觀察能力的培養

首先要激發觀察興趣。平時的實驗教學中我們也會發現，將學生引入到預設的實驗情境中，才能更好地達到預期的觀察效果。比如，氣體壓強部分的“馬德堡半球實驗”，如果直接將演示器材展現在學生面前，在沒有做好情感準備的學生眼里，它僅僅只是一個黑乎乎的鐵球，沒有更豐富的視覺形象，這樣的觀察結果不會產生深刻的情緒感受，也不可能激發學生的探究興趣。如果事先對當時的實驗盛況進行簡單的描述，播放模擬視頻短片，然后再展示演示器材，在學生眼里這個黑乎乎的鐵球就是富有傳奇色彩的歷史物件，能更好地激發學生的觀察欲望，從而也能實現更深刻地觀察結果。

其次要突出觀察重點。物理教師應引導學生注意觀察對象，將學生的注意力引向正軌，充分培養學生有意向性的觀察活動。比如“水的沸騰實驗”，沸騰是很常見的生活現象，學生對于沸騰也并不陌生，但是他們沸騰現象的觀察卻比較淺顯。這種生活中無意識地觀察往往只能停留在表面，解決不了深層次的問題，所以在實驗開始前，教師就需要強調學生應注意觀察的現象，這樣，學生就會對于“沸騰”有一個全面且深刻的印象，也為之后物理知識的學習做好鋪墊。

第三要體現觀察邏輯。對于一些較復雜的實驗，步驟的先后順序體現最終觀察結果的邏輯性。為了方便學生更迅速、更準確地抓住觀察現象，教師應該合理安排先觀察什么再后觀察什么，是從上到下觀察還是從左到右觀察，引導學生的觀察活動是從簡單到復雜，邏輯過程也是由淺入深，循序漸進的，便于學生更充分地理解觀察的現象。

（二）培養學生動手能力

首先要善用身邊物品。動手操作不在于一定要使用實驗室提供的專業器材，它的根本在于能夠隨時動手體會物理知識的奧妙，不局限于時間、地點的限制，能夠隨時隨地的利用身邊物品動手實踐。

其次要營造動手氛圍。教師可以將學生進行分組，對每一個小組布置一些任務，這些任務需要每個學生親自參與才能完成，這樣就為每個學生營造了動手的氛圍。通過小組內的合作，小組之間的競爭關系，更有利于學生親自參與并積極實施。

第三要鼓勵學生生自制實驗儀器。學生動手操作能力的培養不應局限在學校范圍內，局限在教材所安排的活動中，應該滲透到生活的方方面面，嘗試著利用生活物品自制實驗儀器。如小孔成像等物理實驗，操作簡單便捷，成功率高。

（三）培養學生數據分析處理能力

首先要注重數據獲取的準確性。對數據的獲取方式反應了學生的基本邏輯水平和對實驗的基本理解，比如，“測量物體運動的速度”實驗中，學生都知道速度等于路程除以時間，但是如何能夠更準確地測量路程和時間？這是這個簡單實驗應該解決的基本問題。首先，路程的測量過程中，需要提醒學生注意小車本身的長度，其次，時間的測量過程中，由于木板的長度的有限，小車的運動時間非常短，不容易準確測量，需要引導學生盡量讓小車運動的慢一些，也就是將木板的坡度變小一點。

其次要應用有效數據。在實驗過程中，可能由于多方面因素的影響，造成我們記錄的數據不準確，這時我們不能將錯誤的數據也應用到實驗結果的分析當中，應該在綜合分析之后去掉錯誤數據，應用有效數據進行實驗分析，或者重新實驗。將物理實驗過程中記錄和整理的數據進行分析處理，從中找到我們所要探究的規律和結論，這就是數據分析的作用。教師在日常教學中應該循序漸進的向學生滲透數據分析的理念，加強培養學生的數據分析能力。

（四）培養分析與歸納能力

在實驗操作過程中，不可避免的會有這樣那樣的問題出現，比如電學實驗中會遇到的故障問題，以及在分析實驗數據得出實驗結論時，能從多角度評估和論證探究過程和結果，分析實驗結果和預期之間的差異，做出誤差來源分析。要學生學會從數據中得到信息并概括得出結論，有意識的使用公式表達探究的結果。

（五）培養自主創新能力

自主創新能力是學生創新的意識、交流與合作的愿望以及正確的科學態度和科學精神的高度集中的能力。它包含了觀察、操作和思維等多種心理活動，是學生實驗能力的升華更是當代社會快速發展的迫切需求，是當代素質教學的基本要求更是學生全面發展的需要和基礎，也是科學素養的重要組成部分。自主創新能力的培養需要學生充分掌握觀察的能力、動手操作的能力、分析處理實驗數據的能力、實驗設計的能力等。

參考文獻：

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