如何在物理實驗中培養學生的能力

物理學是一門實驗科學，物理概念的建立，物理規律的發現都是從不斷的實驗過程中總結出來的。實驗是物理學的重要研究方法，只有重視實驗，才能使物理教學取得更大的效果；學生只有通過實驗觀察物理事實，才能真正理解和掌握知識。物理實驗是中學物理教學的基礎，是物理教學的重要組成部分，新課程物理實驗的設置是為了使學生對感性的物理現象分析、數據的處理，獲得一定的物理知識、物理概念，從而鍛煉了學生的觀察能力，動手能力，思維能力，創新能力。那么，怎樣才能在物理教學中培養學生的能力呢？筆者在多年的教學實踐中認為，加強物理實驗教學是培養和提高學生能力的重要方法。

一、通過有趣的實驗演示，激發學習興趣和求知欲望

在物理教學中，演示實驗是物理實驗的重要組成部分。通過演示實驗，可以激發學生對物理學科的學習興趣，從而點燃學生的求知火花。 例如，在教學“大氣壓”一節時，可在裝滿水的杯上用硬紙片蓋住并倒過來，發現水并不流出，紙片也不下落，使學生感知大氣壓的存在。接著讓學生分組做馬德堡半球實驗，使他們進一步體驗大氣的壓力，這樣，學生通過親自體驗后對這一節內容就產生了較濃厚的興趣、印象深、易理解、記得牢。又如在教學“純凈水不善于傳熱”的內容時，在裝滿水的大試管里放入一條小魚，并用網狀物將其隔在試管的底部。當在試管上端加熱直到沸騰時，底部的魚還在自由自在地游動，說明水不善于傳熱。當在試管底部加熱時，小魚很快就死了，說明水傳熱主要是通過對流來實現的。通過演示實驗，使抽象枯燥的知識變得生動而富有刺激性，能激發學生的學習興趣，從而調動學生積極、主動參與學習過程，變被動為主動提高學習效果。

二、開展演示實驗，培養觀察能力

演示實驗是教師借助儀器設備進行操作，將實驗過程中的現象展示給學生。教師演示時，要針對性地講解，分步展示實驗現象，使學生做到目的明確，既有整體觀察，又有選擇性的重點觀察，使之更好地理解實驗現象。同時，引導學生對日常生活中的事物也要注意觀察，通過多觀察，才會發現問題，通過多思考，多假設、多實驗，才能有創新，物理學習才會取得事半功倍的效果。

例如：在教學九年級“做功和內能的改變”時，可用“空氣被壓縮時內能增大和空氣推動塞子時內能減小”的演示實驗引入課題。教師的操作，首先說明空氣壓縮引火儀的結構，然后在空氣壓縮引火儀中放入一小團棉花，再加點火柴頭或硝酸棉，把活塞用力壓下去，并強調學生重點觀察的部分；活塞迅速壓下時，玻璃筒中出現了的現象——棉花燃燒。讓其思考：棉花沒有被點燃，為什么會燃燒？引導分析，活塞迅速壓下時，活塞對被壓縮的空氣做了功，使空氣的內能增大，溫度升高，而達到了棉花的著火點。學生歸納出：對物體做功時物體內能增加。

在這個實驗中，能培養學生良好的觀察心理品質，觀察的目的性是——活塞下壓后，棉花發生的變化。觀察的整體性——從一開始的實驗中儀器的結構、操作的過程，發生的變化等運用多種感官參與學生。對整個實驗系統全面的觀察。更重要的還是觀察的選擇性，分清主次的觀察；觀察的理解性——邊觀察邊思考，了解實驗現象的相關原理。

三、開展分組實驗，培養自主、合作、探究能力

在中學物理教學中，分組實驗是一項很重要的教學內容，它對培養學生動腦動手能力，是培養學生自主、合作、探究能力的一個重要途徑。分組實驗包含有豐富的知識和技能，所以它在物理教學中占有重要的地位。它是在教師的引導下，由學生獨立完成的實踐活動過程；也是學生將知識轉化為能力的自我發展過程；又是提高綜合能力的重要途徑。如教學第六章“電壓、電阻”（人教版八年級物理下冊）時，用電壓表和電流表測電阻的分組實驗是八年級物理的重要實驗。學生要完成這個實驗，首先就要掌握該實驗的原理，同時必須會使用伏特表、安培表及滑動變阻器。實驗前教師要引導學生根據實驗原理設計出電路圖，依據電路圖選擇所需要的儀器，圍繞實驗過程編排步驟，設計記錄表格，這樣有針對性地對學生進行設計能力的培養。在這個實驗中，學生學到的電學原理基礎知識——電流的方向、電路的連接，儀表的使用及讀數，數據的運算、誤差的減小等等。通過動手實驗從中發現問題，通過自己思考得出結論，填寫實驗報告，這樣使所學知識得到加深和鞏固，同時又改革教師一講到底的包辦代替的傳統教學模式，充分體現學生的主體性。使他們的設計能力，動手操作能力，計算能力，思維能力等方面得到進一步的提高。

四、以趣味小實驗，培養學習的信心和科學的態度

在中學物理新課程中設置有不少趣味小實驗，教學時教師要指導和鼓勵學生通過動手實驗，更好地把物理知識引入日常生活中，自覺將知識運用到解決生活實際中的問題。學生對趣味小實驗很感興趣，因為這種實驗緊扣所學物理知識，結合生活實際現象對學生很有吸引力。

如八年級新課程中的“紙鍋燒水”實驗，讓學生趣味十足，紙不會燒著嗎？水會燒開嗎？學生很懷疑。教師可布置學生課后折個小紙鍋，親自實驗來回答這些問題。

實驗分成三個組，要求是：一組，火苗限制在紙鍋底部；二組，火苗超過紙鍋中的水面。三組，火苗剛好到紙鍋中與水面平齊或水面下。各組觀察自己的實驗現象并作好記錄。一組的學生觀察到紙鍋中的水沸騰了紙鍋仍完好無損；二組的學生觀察到紙鍋水面上的部分燃起來了，分析為什么？三組的同學觀察到紙鍋沒有燃燒，而水卻沸騰了，為什么呢？學生七嘴八舌討論，三個組的現象有什么異同，為什么呢？終于有學生能夠用水沸騰的物理知識來分析出三組的現象，而二組的現象是一個操作錯誤的——火苗燒到了紙鍋水面以上，就把上部分的紙燒著了。最后，教師總結：任何事物現象，不能單憑想象就得到結論，還必須經過科學的實驗來證明，才能得出正確的結論。這個實驗顯示的現象似乎跟平時的意料不相符，這樣不僅喚起了學生對物理的興趣；同時，也提高了學生的實驗的操作技能。通過引導學生開展這些趣味小實驗，使學生把所學知識與生活實際有效地結合起來。可見，小實驗也能提高學生的學習興趣，鍛煉學生的動手能力，創新思維能力，使學生逐步形成了科學的世界觀。

總之，通過物理實驗教學，使學生綜合能力得到了發展，它的作用是其他教學手段不可替代的。在物理教學中，生動有趣的實驗，能把物理學的奧秘以新奇，直觀的方式展現在學生面前，使課堂氣氛變得更為活躍，從而培養學生的學習興趣，并在樂趣中獲得知識，鞏固知識，能力得到培養和提高，這樣的實驗教學無疑會取得良好的教學效果。