實驗教學中培養學生能力的三個途徑

摘要： 在初中物理教學中，實驗是一項重要內容，實驗教學的開展不僅能夠展示直觀、真實的物理現象，激發學生的興趣，我們若能夠在教學中適當地加以引導，還可以培養學生多方面的能力。本文作者根據現代教育理論，結合中學物理教學實際，談談在初中物理教學中培養學生能力的一些嘗試及體會。

關鍵詞： 初中物理 實驗教學 培養 能力

在初中物理教學中，實驗是一項重要內容，實驗教學的開展不僅能夠展示直觀、真實的物理現象，激發學生的興趣，我們若能夠在教學中適當地加以引導，還可以培養學生多方面的能力。筆者根據現代教育理論，結合中學物理教學實際，談談在初中物理教學中培養學生的能力做的一些嘗試及體會。

1.自制實驗器材，培養學生的動手能力

我們在教學中，有些物理問題可以通過實驗解決，這樣對學生來說較為直觀且易于理解，但有時候實驗現象不太明顯，或受條件限制沒有現成的器材，這時，我們若能和學生設計一些簡易器材，不但能使實驗圓滿成功，而且將會對學生動手能力的發展起到潛移默化的影響。

例如，在浮力知識的教學中，我們常會要求學生討論這樣的問題：一艘輪船從江河駛入海洋，輪船將會上浮一些還是下沉一些？

初學時，教師通常設計這樣的實驗：要求學生把同一軟木塊分別漂浮在清水和鹽水中，通過比較，在鹽水中露出的高度要大一些，從而得出輪船在海洋中將上浮一些的正確結論。但實驗證明，用木塊作實驗，木塊浮出液面的高度雖有變化，但不明顯。如果這時候教師和學生一起動動腦筋，重新設計一些實驗，就可以將實驗現象變得更為明顯。

比如，筆者曾在老教師的指導下設計了這樣的器材和實驗，使得實驗現象更為明顯。

材料準備：透明塑料吸管1根（長約10厘米），直徑約3mm，長為1cm的金屬桿（或金屬螺絲桿）。

制作方法：

（1）將金屬桿插入塑料吸管一端；

（2）標上刻度；

（3）裝置如圖1所示。

使用方法：

將組裝好的簡易實驗器材分別放入清水和鹽水中，就能直觀、明顯地比較它們漂出液面的高度。

2.總結方法，培養學生自主解決問題的能力

在研究和解決問題的過程中，不僅需要相應的知識，還要注意運用科學方法。《物理課程標準》要求在突出科學探究內容的同時，重視研究方法的指導，使學生在進行科學探究、學習物理知識的過程中，逐漸拓寬視野，初步領悟到科學研究方法的真諦。因此，注意考察研究物理問題的方法，成為當前和今后中考的熱點。教師可以設計這樣的題目來培養學生對物理方法的理解，并能在需要的時候靈活應用。

例如，小明通過總結兩年來所做的探究實驗后發現：

（1）當要研究的物理量不易直接測量時，都需要想辦法把它們的大小間接顯示出來。

例如：圖2實驗中動能的大小是通過______間接反映出來的。

（2）當要研究的物理量與多個因素有關時，都要采取一定措施，控制變量。

例如：要研究動能與質量的關系，就要改變質量，同時控制速度不變。具體辦法是：換用____________并讓它們從____________由靜止滑下。

通過結合上述題目，我們可以引導學生進行如下分析：

（1）要研究動能的大小與哪些因素有關，而物體具有動能的大小是無法直接“看出”的。怎么辦呢？我們可以利用能量與做功的關系，把物體具有能量的大小轉換為它能夠對外做功的大小反應出來。這就用到了轉換法。

（2）物體具有動能的大小與物體的質量和速度都有關系。怎樣研究呢？讓質量和速度同時改變，看動能怎樣變，如何？但我們仍然看不出動能與質量和速度的關系。我們可以這樣做：要研究動能跟質量的關系，就要改變質量，同時控制速度不變；要研究動能跟速度的關系，就要改變速度，同時控制質量不變。以上兩個關系研究好了，動能與質量、速度的關系也就出來了。這里就應用了控制變量法。

（3）生活當中我們可能也用到過轉換法、控制變量法，只是沒有注意罷了。想一想，物理中還有哪些地方用到了轉換法、控制變量法？

（4）在初中階段，我們需要掌握的科學研究方法主要有：控制變量法、理想實驗法、轉換法、物理模型法、類比法、歸納法等。我們能舉出具體應用的例子嗎？

3.進行實驗的“評估與交流”，培養學生的合作探究能力

注重實驗的評估與交流，不僅能培養學生的合作探究能力，還是近年來中考的要求。縱觀幾年來各省市的中考題，我們在實驗教學時可從這樣幾個方面著手：評估實驗方案是否合理、實驗過程或操作方法是否正確、收集的證據是否可靠、結論是否恰當、器材選擇或使用是否有誤、實驗誤差大小怎樣、如何改進實驗方案等。

例如，小明和小芳分別設計了探究“并聯電路電流規律”的實驗，他們各自設計的實驗電路圖及實驗數據記錄如圖3所示。（小芳和小明電路連接及記錄的數據都沒有錯誤）

（1）從他們的實驗數據可以看出并聯電路干路電流與支路電流之間的關系是_______________。

（2）小明根據他的實驗數據斷定“并聯電路各支路的電流一定相等”，這是因為他選用的兩個電阻大小關系是：R₂__________R₂（選擇“大于”、“小于”、“等于”）。

（3）請你指出小芳、小明的實驗設計各有哪些可改進之處？

顯然，學生通過對上述設計的實驗方案進行改進題的訓練，不僅能夠加深對該實驗的理解，而且能夠加強對在實驗中應該加強合作、交流的重要性的認識，有利于培養學生的合作探究能力。