浅议物理实验教学与学生能力的培养

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【摘 要】物理实验教学能拓宽学生的思维空间，有利于学生创新能力的培养。鉴于当前学生对物理实验教学普遍重视不够，学生缺乏实验设计基础知识的学习和训练。因此学生的实验能力差，大大影响了学生相关能力的培养。物理学科的教育目标是培养学生的创新能力和物理科学素养，这个目标教师可以在物理实验教学中贯穿始终。

【关键词】物理 实验教学 能力

众所周知，物理规律的发现和物理理论的建立都是以实验为基础的。通过实验教学可培养学生观察物理实验现象和分析物理问题的能力。掌握用实验来探究物理规律的基本方法，提高思维能力和动手实验能力，加深对物理概念和规律的理解。实验作为一种探究和发现的学习，在物理教学中应当有相当独立的部份。而实验是高中物理教学的薄弱环节，改革实验教学以适应素质教育和创新教育的需求是物理教学中亟待解决的问题。下面笔者结合课题研究和自己的教学实践，谈谈对物理实验教学与学生能力培养的四点体会。

一 改变实验教学方法，培养学生创新思维能力

以前的物理实验教学一般以演示性实验教学为主，这种方式一般以教师为主体，学生仅仅是旁观者，没有直接参与，不利于其创新能力的培养。可以将演示实验改为探索性实验，让学生充分地动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于学生创造性思维的激发。比如在“牛顿第二定律”的教学中，先给出器材：课桌上放4根同一型号的试管，2根同一型号的条形磁铁，2支同一型号的弹簧秤。不给学生讲解仪器的使用、实验步骤以及如何观察实验得出结论，而是仅告诉学生利用桌面上的器材（可选用）用你所做的实验回答：力的作用是否是相互的？相互作用力存在什么样的关系？让学生充分发挥想象力，多角度多途径地再现定律的形成过程：有的学生将2根磁棒握在手中，同名极相对或异名极相对。或将两根磁棒都放在试管上或者一根放在桌面上另一极放在两试管上；弹簧秤对拉或手拉弹簧秤等多种实验得出了“力的作用是相互的”是一个普遍的规律。

二 采用多种实验方法，活跃学生思维

我们在帮助学生掌握实验原理的基础上，鼓励学生只要能够达到实验目的，不管用什么方法、选用什么器材、设定什么实验步骤进行实验都可以。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，这就要求学生在即定目标的过程中，要有全局观念，在不同情况下善于应变，培养学生的应变能力，使学生分析抽象概括和综合表达能力都得到训练和发展。比如：在讲完用伏安法测未知电阻实验后，课后留下一个题目“要测一个末知的电阻，可以有几种方法呢？器材不限，要求设计的方案要简单准确性高”。之后笔者收到了学生很多很好的设计方案：有用已知电阻来替代未知电阻的替代法，其电路形式多种多样，主要是有一个电阻箱；有利用串联电路的分压关系，并联电路的分流关系；有惠更斯电桥法；有半偏法等。笔者发现只要给学生一个表现的舞台，学生就可以表演得很出色，我们教师要不断学习当一名好导演。

三 创设实验问题，促进学生创新能力的发展

“教实验”转变为“用实验教”，充分发挥实验的教学功能。尝试用探究的方法进行实验教学，培养学生的实践能力与创新精神，这就要求教师在实验中创造性地应用现代教学方法和教学手段，将多种教学方法进行优化组合，用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造条件。如讲到超重和失重时，取一只废矿泉水瓶装满水，在瓶底部侧面用铁钉戳穿一个孔，问同学们看到了什么现象？学生答“水从孔中流了下来”，“请同学们再认真观察，当矿泉水瓶从手中自由落下的过程中还能看到水从孔中流下来吗？”学生答“没有水从孔中流出来”从而引出失重和完全失重的概念。“当装满水的矿泉水瓶从低处向上加速运动时，同学们又看到了什么现象？”学生答“水从孔中流了出来，而且流速更大了。”于是引出了超重的概念。如能在教学的各环节中不断提供大量、生动的物理事例作为感性材料，“用实验教”，以感知具体的物理事实，通过分析、综合、抽象等思维加工来积极调节学生原有认知结构。完成思维从抽象到具体的转化，促使知识内化，实现向能力的最终迁移，逐渐促进学生创新能力的发展。

四 用多媒体进行实验教学，促进学生观察能力的发展

我们要充分利用信息技术的优势，在重视传统实验手段的基础上大胆创新，将信息技术逐步应用到物理实验教学中。物理课程中有些实验如理想实验，在现实环境中很难完成，而利用计算机模拟理想状态，可以很好地展示。比如在做探究单摆的周期与摆长关系的实验时，同学们采集到大量数据后，利用Excel软件的函数功能很容易在T-L坐标系中描出曲线。节省了数据处理时间的同时提高了精度。又如，在高中课本的《运动和力》这一章中伽利略的著名实验――对接斜面实验，是牛顿第一定律的实验基础，依靠现有的仪器无法表现出无磨擦的理想状态，而利用计算机就可以达到理想境界。物理中还有一些实验在常规中学实验室根本无法做到，如在学习原子物理中的小粒子散射实验时，就可以利用多媒体电脑制作这类实验的动画。这为物理实验教学和培养学生实验能力提供了崭新的平台，促进了学生观察能力、思维能力和实验能力的发展。

新课程要求教师要由课程规范的复制者变为新课程的创造者，而我们物理教师在实验教学中培养学生的能力开发与设计方面有着广阔的创新天地。物理教师应该充分发挥主观能动性，把培养学生的能力目标和物理实验教学很好的结合起来，充分挖掘创新教育素材。运用有效地教学方法和手段，遵循教育规律，使学生的创新意识和创造能力得到最优化发展与提高。