培养学生实验能力，改进物理实验教学

    曹刚

　　由于传统教育观念的影响，我国在教学中培养学生实验能力，特别是动手能力方面，与发达国家相比存在着明显的差距，培养学生实验能力是我国近些年来物理教学改革的重点内容之一。让学生动手做实验，能够使学生对物理事实获得具体的、明确的认识，这是理解概念和规律的必要的基础。

　　实验能力主要包括观察力、操作能力、数据处理能力以及实验报告能力：一要培养观察能力。无论是教师的演示实验还是学生的分组实验，学生都有一个对物理现象进行有目的、有序的观察过程。要注意引导观察的全面性、准确性和深刻性。教给学生观察的方法，通常采取的方法有：对比观察法和归纳观察法。对比观察法往往是通过对两个事物、现象的对比，或把某一现象发生变化的前后情况进行比较来实现的。归纳观察法是通过对个别现象进行观察，经过分析、推广，再归纳为一般性的规律。观察能力的培养是教学大纲中重点强调的，应该在平时的观察中逐步提高。二要培养操作能力。实验过程离不开操作，操作是否正确规范都有可能影响实验的结果，甚至直接导致实验的失败。应该引导学生在操作前拟定操作步骤，要了解所使用仪器的用途、规格和使用注意事项，按照实验原理，学会控制实验条件，合理组装或连接实验装置。另外，在操作过程中故障的排除是许多学生的薄弱环节，往往反映学生对实验原理模糊不清，或者对各部分仪器的工作情况不甚了解，又不肯动脑分析而急于求老师来解决。这时教师应当引导学生分析故障的特点，放手让学生自己独立解决，养成手脑并用、独立工作的习惯和能力以及进行科学实验的自觉意识。三要培养数据处理能力。要得到正确的实验结果就必须具备一定的数据处理能力。在中学阶段，要求学生养成对于一个量的确认需获得多组数据(多次直接测量)才有可信度的习惯;对于直接读取的数据应该会用有效数字表示;能自己设计表格进行间接测量的计算;能用代数法、图象法几何法来研究实验报告能力。要将科学实验的全过程和成果完整地表达出来，就要指导学生认真独立地写好实验报告，这也是培养学生分析问题、总结规律和文字表达能力的重要措施。实验报告的内容要规范化，一般应包括：实验课题、实验目的、实验原理、仪器装置、实验步骤、数据记录和处理、实验结论、误差分析等。在高中课本中，最初三个实验已做了简要的示范，让学生有一个模仿学习过程，以后的实验就要求学生自己写。特别是写“实验步骤”，学生普遍感到较难，教师应该引导学生根据实际操作过程，自己组织语言按“装(即在准备步骤中将仪器装接调整好)、测(测量、读数)、处(数据处理)、结(做出结论、整理器材)”依序写出，不要大量抄录课本中的内容。每次实验报告都进行评分，并给予评价。

　　(一)强化演示实验。

　　除了重视做好每一个教学大纲中所规定的演示实验外，增加了一些演示实验。我们在强化实验手段上，做了一些尝试：用演示实验创设情景，引入新课，理解、巩固和深化知识。对于激发求知欲，提高兴趣，启迪思路都有事半功倍之效。用演示实验解决抽象疑难问题，如布朗运动、浮力的作用力和反作用力、随圆盘一起做匀速圆周运动的物体受静摩擦力方向是指向国心的受力分析等等，生动直观，言简意赅。事实证明，具体形象要比语言文字更易记住，视觉刺激远胜于听觉刺激。另外，教师在做演示实验所表现出良好的实验素养也对学生有潜移默化的作用。

　　(二)重视学生分组实验。

　　这类实验要严格要求学生在实验过程中遵守预习——实验(操作)——总结(报告)的规程要让学生有充分操作和思考的时间。学生分组实验是培养学生实验技能的必要的实验类型。我们将各个实验归类为“基本仪器的使用、测定性实验、验证性实验、探索性实验”四大类，指导好各类实验的特点和通用的实验方法。”基本仪器的使用“要能记住基本仪器、仪表和量具的构造、用途和操作规程，掌握操作要领和读数方法。“测定性实验”往往是通过测定某些物理量再借助某些物理规律，间接地得到待测的物理量。“验证性实验”主要是让学生学会研究物理规律的两种科学方法，即由理论到实验和由观察、实验到理论的方法，通常是先测定与规律有关的物理量，然后看一看这些物理量的关系是否符合所要证实的规律。“探索性实验”又称研究性实验，则是对学生进行用实验归纳法研究未知物理规律的训练，此类实验难度较大，在课本中数量较少，我们按照教学大纲所指出的“有条件的学校应发增加探索性实验的数目”，将一些验证性实验改为探索实验(如牛顿第二定律、玻意耳定律)。增加学生对该类实验的训练，同时有利于学生知道重要定律的由来和培养控制实验条件及设汁实验的能力。对实验进行分类指导，有利于使学生摸索到做各类实验的基本规律，不致于离开教师的指导就不知所措。对于学生分组实验掌握情况如何，除了进行书面考试外，还进行了单独实验操作考试，收到良好的效果。

　　(三)增加随堂实验。

　　为了增加学生的动手机会和加深理解物理知识，我们还增加了许多随堂实验，即边学边实验。它可以配合课堂教学内容，通过亲自做实验去探索和获取知识。对于一些可见度不高，不宜演示的重点实验和与课本知识密切相关的小实验，如：高中教材中的肥皂膜干涉、三棱镜色散现象和一些仪器刻度的观察等等;或适合学生动手动脑探索规律的实验。

　　(四)开展课外活动。

　　结合课本里的“小实验”，引导学生利用课外时间通过一些简单器材和自制仪器独立完成。如：初中学生学完“浮力”知识后学会制作潜水艇模型，学完“光的反射定律”后制作简易潜望镜，学完“安全用电”后学会安装照明电路，排除照明电路的故障;学完“照相机”后配合劳技课开设摄影讲座和组织摄影实践活动。配合学校科技节举办大型“扔鸡蛋”比赛活动，靠学生自己找器材，自行设计和制作，踊跃参与，大显身手。这次活动盛况还在省电视台播出，同学们至今还记忆犹新，意犹未尽。

　　通过改进物理实验教学，为学生展现物理现象和过程，使学生有效地获得知识、开发智力和发展能力，并促进他们科学世界观和方法论的形成。重视素质教育，深化教育改革，从中学物理教学改革来看，注重从实验教学人手，培养学生实验能力，改进物理实验教学，这已是广大物理教学工作者的共识。