浅探在民族地区中学物理教学中对学生实验能力的培养

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【摘要】物理学是一门以实验为基础的自然科学，观察和实验是获取物理知识的源泉，加强实验教学可以培养学生观察能力、操作能力、合作学习能力、探究能力、创新能力等，中学物理教学中对实验教学的重视程度，将直接影响到学生物理学习能力的发展，在中学物理教学中加强实验教学是我们中学物理教师义不容辞的责任。

【关键词】物理教学；实验教学；必要性

物理学是一门以实验为基础的自然科学，观察和实验是获取物理知识的源泉。物理学习的能力主要体现为对物理知识的识记能力、理解能力、逻辑推理能力、抽象思维与想象能力、知识整合能力、观察能力、实验操作能力、团队协作能力、语言表达能力、创造能力及心理素质等等。中学时期学生的年龄一般在13岁至18岁之间，他们正处在初步形成科学的世界观和人生观的关键时期，要使孩子养成良好习惯、塑造优良品德、学习更多知识、掌握更多技能、成为独立自主、思维卓越的好学生，作为高中老师必须积极探索，根据不同学生的性格、特征，找出如何有效培养他们学习物理能力的方法。在平时的教学中我发现，加强实验教学可以培养学生观察能力、操作能力、合作学习能力、探究能力、创新能力等，可以说实验教学将直接影响到学生物理学习能力的发展，实验操作能力的培养已成为我们物理教师平时教学的重点。

一、当今民族地区中学物理实验教学的现状

随着高中新课程的改革实施，物理实验在中学物理教学中的作用和地位显得越来越突出。然而要真正运用好物理实验、使学生真正达到实验的目的，从而提升学生能力，却不是一个简单的问题。民族地区由于受观念、经费和器材的限制，长期以来，中学各学科的教学考核只考书面知识，不考学生实验操作，即使国家明文要求考察的实验操作，有的中学也只是做些表面工作敷衍了事。因此，有些物理教师特别是一些民族地区农村中学物理教师就把主要精力集中在“画实验”、“讲实验”以及知识的讲解上。为应付考试而讲实验，只盲目地要求学生熟记、背诵实验目的、仪器、步骤、方法及现象和误差分析结果，忽视了实验操作对学生动手、动脑、合作、探究和创新能力的培养作用。老师的这种行为是与实施素质教育相违背的，学生远未能达到物理实验本身的教育目的。出现这种现象，究其原因，是物理教师对实验在中学物理教学中的重要性认识不够深刻。因而要改变这种现象，我们对物理实验的教育功能进行研究和探讨就显得十分有必要了。

二、中学物理教学中必须加强实验教学是新课程的要求，更是现代社会对人才的要求

随着科技的发展，社会的进步，各行各业都在不断追求创新，以适应人们对物质需求和精神需求的不断提高。新课程标准明确指出：“物理学由实验和理论两部分组成。物理学实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。”该标准要求学生以实验室的活动为手段，通过探究，自己去设计实验，选择仪器，收集实验数据，归纳并总结规律。该标准还明确指出：“学校和教师应该根据要求安排足够的学生实验和演示实验。应该充分利用实验室现有的器材，尤其应该利用多年闲置的器材开发新的实验。”过去的物理实验只限于教科书规定的几个有限的实验，新课程标准则要求根据探究活动的需要，让学生尽可能多地进行实验活动，而不是局限于教科书上的十几个实验。由此可见，实验在中学物理教学中具有重要的地位。

三、中学物理教学中加强实验教学是学生学习能力发展的需要，也是高中学生健康成长的需要

1. 物理实验可以培养学生学习兴趣、让学生在快乐中学习。爱因斯坦有句名言：“兴趣是最好的老师。”学生对学习的浓厚兴趣，是学生积极思维和具有求知欲望的重要前提。一般来说，物理难学是学生公认的。利用新奇、有趣的实验，可以激发学生的新鲜感，培养学生初步的学习兴趣。成功的创设演示实验，不但能激发学生的学习兴趣，而且有利于克服思维定势，开拓学生思维，激励学生敢于标新立异，提出富有新意、与众不同的实验方案，以此激励学生的创新意识。学生只有对学习产生了兴趣，才能更好地投入到学习中，变被动学习为主动学习，真正成为学习的主人。任何一种教学上的辅助手段，都是为了学生能在轻松愉快的教学环境中去掌握新的知识，让学生体会到学习所带来的快乐。而物理实验既能激发学生的学习兴趣，又能让学生感受学习带来的快乐。例如，在初中讲到马德堡半球实验时，将马德堡半球实验演示仪器带到教室，并请了两位力气最大的男同学到讲台上，一人一边使劲拉，这两位同学拉得满头大汗，都没能把它拉开，老师鼓励台下的同学上来帮忙，好奇的同学会纷纷跑到台上来帮忙，等同学们费了九牛二虎之力，也没能拉开，而怀疑是个实心铁球时，老师把阀门打开，轻轻一拉，就把两个半球分开了，学生们都感到非常惊奇，难道这其中有什么秘密？不难看出他们此时的学习兴趣和好奇心有多高，而在整堂课的教学过程中，学生既轻松愉快，又很好的掌握了新的知识，让学生真正体会到什么是快乐学习。

2. 物理实验可以培养学生团结协作的能力，养成和谐相处的好习惯。在当今世界，任何一门学科的研究都不是一个人完成，都需要大家的协作，才可能有成果。物理实验里有许多实验是分组实验，实验的整个过程要同学们共同努力，要交流、讨论，然后才设计出可行的方案，具体操作要分工协作，将收集数据进行分析，各自发表自己的观点，去伪存真。物理实验，既能培养学生团结协作的能力，又能使他们养成互帮互助的好习惯。例如，在高中做“验证力的平行四边形定则”时，两个同学要相互配合默契，一个用弹簧秤拉橡皮，另一个则要负责划线、描点、记录，最后两个同学还要一起作图分析、验证，在交流分析时，他们都体会到团结协作的重要性。

3. 物理实验可以培养学生的创新能力和思维能力。随着科技的发展，社会的进步，各行各业都在不断追求创新，以适应人们对物质需求和精神需求的不断提高。在实验过程中，特别对一些探索性的实验而言，学生的大脑处于一种兴奋的状态，就能从观察到的许多物理现象中，产生一个个问号，从而使学生的思维处于一种悬而未决但又必须解决的求知状态。问题可以激发学生勇于探索、创造和追求真理的科学精神。没有强烈的问题意识，就不可能激发学生认识的冲动性和思维的活跃性，更不可能激发学生的求异思维和创新思维。设计探索性实验，培养学生探索知识、发现问题的能力。学生对自然界的事物怀有好奇心，对还不懂的现象总喜欢问几个为什么。教师可以和学生一起设计实验，组织他们观察现象，引导他们积极思考。让学生自己动手实验，观察实验现象，并做好记录。引导学生边观察，边思考、边发现问题、边解决问题，并根据实验记录加以分析、归纳和总结，帮助学生从中得出结论。学生的课外实验（包括小制作），主要是以扩展知识面、发展创造力为主要目的。学生在课外实验中，不可能一帆风顺。让学生经受挫折，从中总结经验教训，不断改进实验，发挥学生的创造性，从而获得成功，这样将会增加学生学习的乐趣，并得到更多锻炼。例如，如分析天体运动中各星体围绕中心球体的运动问题时，如研究它们之间的相互作用力时与库仑力非常相似，都是与距离平方成反比；当研究各星体在不同轨道运动时的速度、周期、角速度、动能与势能在不同轨道如何变化时又与原子核外电子在不同轨道上运动变化规律相似。当我们研究平抛运动规律时，我们可以类推到类平抛运动规律的研究等等。因此，只有具备良好的逻辑推理能力，才能对我们生活中的各种物理现象进行较为系统的研究，为探究自然奥妙。

4. 物理实验能培养学生理论联系实际的能力。 学生在学习中所获得的知识，都是为了提高学生解决实际问题的能力。通过物理实验的教学，既能让学生用所学的物理知识去解释生活中的物理现象，又能让学生从日常生活中去发现物理规律，从而加强学生理论联系实际的能力。例如把学生带到池塘边，问：水中的倒影是怎么形成的，它是实像还是虚像，水中的鱼能听到岸上的说话声吗？电线杆上的电是高压电还是低压电，小鸟站在上面为什么没事？为什么我们站在池塘边觉得凉爽等等。通过学生自己找问题，教师点拨，学生回答的形式，把物理学中的光、声、电、热现象给学生一个系统的反馈和检查，培养学生的观察、分析、解决生活现象和生活问题的能力，从而大大提高了学生将理论联系实际的能力。

5. 物理实验可以培养学生具有科学探究能力。科学探究是学生积极主动地获取物理知识、认识和解决物理问题的重要实践活动，也是学生从问题或任务出发，积极主动地通过形式多样的探究活动，以获取知识和技能，发展、培养情感体验，发展创造性思维能力的一种学习方式。许多学生都渴望自己将来能成为一名科学家，但对科学家如何进行科学探究却了解甚少，教师可以将部分验证性的演示实验改为探索性的学生分组实验，尽可能地创造条件让学生参与科学探究实验，进行模拟科学理论发现经过的实验活动。如在学生理解了电压的作用和电阻的概念后，提出供学生探究的问题：电流与电压、电阻有何关系？学生们根据已有的背景知识提出了合理的猜想假设，然后围绕猜想假设充分地讨论，设计实验步骤，进行实验探究，得出结论。另外还可以引导学生改进实验方案和方法，使学生的科学探究能力得到发展。如：在“伏安法测电阻”实验后，提出：如果实验中只允许一种电压表（或电流表）和一个已知的电阻（它的电阻或最大阻值已知的滑动变阻器）。能否测出未知电阻？让学生根据串、并联电路的特点设计电路并进行实验探索。

从上分析不难看出，实验是物理教学的一个重要的组成部分，是提高学生学习兴趣，培养学生团结协作、创新、探究能力的一个重要手段，在物理教学中占有极其重要的地位。民族地区物理实验器材较少，我们可以利用生活中的一些器材替代，从而完成实验教学，使学生学习物理与社会、生活有机地结合起来，达到真正提高质量之目的。作为一名物理教师，我们要切实加强物理实验教学，使学生真正成为学习的主人，切实实现从“应试教育”向“素质教育”的转轨。中学阶段，通过物理实验教学，对学生体会物理规律的探究过程，把握物理规律，形成良好的科学探究思想，培养良好的科学探究方法与“自主、合作、交流”的新课程理念都有重要的意义。