物理實驗教學與學生能力的培養

王亞平

摘 要： 物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學，高考注重對學生能力的培養，因此在日常教學當中應有意識地培養學生這方面的能力。

關鍵詞： 物理實驗教學 學習興趣 實驗能力 思維方法 科學態度

近年來高考物理在實驗考查中，更加注重對學生實驗能力和綜合分析問題能力的考查。而實驗題的得分率并不高，反映了目前在中學物理教學中，實驗教學是一個薄弱環節。許多老師只重視理論的講授和解題能力的培養，而忽視對學生動手能力的培養。另外，學生在做實驗存在許多不良習慣，具體表現為老師強調時不認真聽，在操作時出現很多不規范的地方，如基本工具使用不正確。在使用彈簧測力計時，某些學生沒有進行校零就直接使用；測拉力時沒有做勻速直線運動就讀數；校零時不在使用位置上；操作不規范，學生操作不按實驗要求，操作過程中對器材的使用不夠規范；某些學生一開始就立即在實驗報告冊上填寫有關內容，根本沒有看器材，甚至是先填出實驗結論、數據，再做實驗，其實驗數據與填寫數據根本不符。面對這種狀況，我認為應從以下方面逐步對學生進行培養。

1.培養學生的學習興趣

興趣，是人類認識客觀世界的一種心理傾向，是一個人獲得知識，開闊視野、推動學習的一種強勁的內部動力。教師要做好演示實驗，并根據具體情況增加或更新實驗方案，端正學生對實驗的態度。

2.培養學生的實驗能力

物理實驗能力是一種綜合能力，比如實驗的設計、觀察、操作及數據的處理、誤差的分析等，都是實驗能力的表現，在平時實驗時要注重引導。

（1）培養實驗設計能力。實驗教學要教給學生實驗設計的基本思想方法，讓學生明確實驗的目的，掌握正確的實驗設計原理。同一實驗可以有不同的設計思想和實施方案，但殊途同歸。常用物理實驗方法有：比較法、替代法、放大法、轉換法、模擬法、控制法、平衡法、補償法等，在實驗設計中靈活運用可達到實驗目的。

（2）培養學生的觀察能力。要培養學生的觀察能力，教師應做好如下幾點：第一，鼓勵學生勤于觀察，勤于思考，養成良好的觀察習慣。第二，創造實驗條件，經常引導學生進行觀察訓練。第三，教給學生觀察的方法，如對不同的現象的比較及一般的規律歸納總結等方法。

（3）培養學生的操作能力。操作能力是實驗能力培養的重點，主要包括對基本儀器的使用和測量數據的讀取；儀器、設備的組裝或連接；故障的排除等。要求學生掌握一定的儀器使用的良好習慣，比如在使用前，先了解儀器的性能、量程等。

（4）培養學生的數據處理能力。在教學中，要對學生進行實驗數據的繪圖訓練，用圖像研究實驗結果，從數據或圖像中確定某些物理量的變化規律或物理量之間的函數關系等，通過分析總結出物理規律或公式，達到實驗目的。還要掌握一些常用方法，如：比較法、描跡法、平均法、列表法和圖像法等。

（5）實驗的誤差分析。從誤差來源看，有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于實驗原理不夠完備，實驗儀器精度不夠或實驗方法粗略而產生的，可以通過改善實驗原理，提高實驗儀器的測量精度，設計更精巧的實驗方法減小。對于偶然誤差，可采用多次實驗取平均值的方法減小。

3.培養學生科學的思維方法

在教學中，應根據學生實際精心設計、富有啟發性的實驗方案，啟發學生積極思考。比如在“自由落體運動”這節課的教學中，我設計了這樣三個實驗：

實驗一：一張光盤和一同樣大小的紙片從同一高度下落；

實驗二：兩張一樣的紙，一張揉成團，從同一高度下落；

實驗三：兩張紙疊在一起，第三張揉成團，從同一高度下落。

總結實驗結論：

實驗一：說明了體積相同時，重的物體下落得快；

實驗二：說明了質量一樣時，體積小的物體下落得快；

實驗三：說明了體積小時，輕的物體有可能下落得快。

由以上這些實驗現象，可促使學生積極思考，讓學生跳出物體下落快慢與重力相關的怪圈，從而分析得出是空氣阻力的影響使得落體現象復雜多變，進而得出：如果忽略空氣阻力的話，則同一地點，輕重物體下落的快慢是相同的。這種由實驗引出問題，激發興趣，到分析原因，邊演示邊啟發邊觀察邊思考，調動學生的學習積極性，強化科學思維方法的培養，提高學生的科學思維水平。

4.培養學生實事求是的科學態度

實驗教學能夠培養學生的科學態度，即培養學生尊重事實、實事求是、從嚴治學、按科學規律辦事的態度。在教學當中，教師必須以身作則，言傳身教，以自己認真做好演示實驗的行為啟迪學生做實驗，按規律操作，如實記錄實驗結果，反對弄虛作假，逐步樹立尊重科學真理、堅持實事求是、嚴謹認真、踏踏實實的學習態度和作風。

總之，物理實驗要與課堂演示實驗有機地結合起來，努力培養學生的基本實驗要素：一是儀器使用的一般知識；二是測量誤差與數據處理的知識，其中特別是圖線處理數據中，區分已知規律與未知規律的不同方法；三是間接測量的基本知識，要從測量出發理解實驗裝置、原理、方法、條件保證、操作步驟及數據的記錄與處理；四是驗證性實驗的驗證思想，特別是要懂得將理論結論與實驗結論比較的思想，同時加強學生對基本實驗方法的遷移和靈活運用能力的訓練，多角度、全方位傳位地提高學生的實驗能力。