严谨治学培养学生实验能力

李秋莲

实验做得得体，可以为学生学习提供生动的感性材料，让他们在观察物理现象、分析实验结果、得出正确结论的过程中，理解原理，验证定律，提高物理能力。实验让生动的物理现象取代了书本的枯燥无味，增强了学习兴趣，提高了学习效率。一堂好的实验课，能够加强对基础知识的理解，培养正确的思维方法；能够激发求知欲望，养成严谨细致的学风；能够促进学生协作意识和自主学习能力的形成。例如在实验过程中，实验仪器的认识和正确使用，仪器的安装和合理操作，步骤的安排和顺利实施，现象的观察和准确分析，数据的记录与误差估算，以及透过实验现象去理解概念、定理、公式所揭示的科学原理等各种能力都会在上述活动中得到提高。这期间的每一个步骤都环环相扣，需要师生之间，学生之间的通力协作，学生的动手能力才会得到锻炼和加强。可见实验是学习和研究物理的基本方法，并不只是学习物理的辅助工具。因此在上实验课的时候，就是要把培养学生的物理实验能力作为教学重点，认真落实。可从以下三方面培养学生的物理实验能力。

一、培养学生准确识别和正确使用常用仪器的技能

常用的物理实验仪器有很多种。如量筒、天平、温度计、弹簧测力计、压强计、安培表、伏特表、滑动变阻器、万用表、打点计时器等等。首先，上实验课时要向学生仔细介绍这节课要使用的仪器，让学生准确认识并了解这些仪器的构造、原理、用途、量程及使用方法。例如弹簧测力计是根据弹簧在一定弹性限度内受到的拉力与弹簧的伸展长度成正比的原理来度量力的大小的；天平则是根据杠杆平衡条件制成的。因此在使用弹簧测力计时要注意它的量程，不应该用来称量超过它量程的物体。使用天平时要做到横梁平衡，不测量时要使它处于制动状态；注意保护刀口，避免损伤。还要养成学生在使用基本仪器前调节零点或修正零误差的习惯。对安培表，伏特表等仪器，要学会零误差修正，并懂得零点是相对的。这些看起来是细枝末节，但它们是培养实验技能的初步。其次，培养学生使用常用仪器的基本技能。如要求熟练、准确地读数。比较准确的读数，关键是能够读出仪器的分度值，正确读出估读值并写出单位。还要注意正确的读数姿势。比如从量筒上读数时，视线应与液面保持相平，凹液面读凹处，凸液面读凸处。从安培表、伏特表、刻度尺上读数时，视线应与刻度盘或刻度线垂直，否则读数就可能不够准确。物理是以精准著称的科学，失之毫厘，差之千里。准确识别和正确使用常用仪器，看起来是小事，在教学中往往被忽略。因为在很多物理老师看来，应用公式定理的复杂计算才是物理课的重头戏，可上面提到的比如正确的读数姿势，会调节或校正零点等习惯却是精准计算的基础。正确的运算数据，常常来自于准确观察和及时的记录，这是学生观察、实验、记录、比较、归纳、分析的重要依据。否则你的计算就不会正确。

二、培养学生正确操作实验的方法

物理实验常用的操作方法有归纳法，验证法，比较观察法等。实验时，要安排相关内容对这些方法进行有目的的训练。例如，在总电阻教学中，就可以进行这三种方法的训练。一是运用实验归纳法探索电阻串联。首先，教师要求学生根据欧姆定律设计一个电路，测定各个电阻值，并从实验中归纳出R_串=R₁+R₂的结论。接着，教师指导学生分析串联电路中电流、电压的特点和欧姆定律，也得出同样的结果。这样，学生在获得关于串联总电阻与分电阻关系的同时，也学会了自己设计电路、总结规律。二是应用实验验证法探索电阻并联。在并联电路的探索中，首先让学生从理论上推导出1/R_并=1/R₁+1/R₂的关系，接着由学生自己设计电路进行实验操作来验证这一关系。同时让学生对实验进行总结，联系电阻与导体横截面积的关系，得出相关结论。学生从串联和并联电路的比较观察中更加直观地了解了二者的区别。又如高二电学中电源电动势与路端电压、内电阻的关系和路端电压与外电阻的关系，这些实验都适合学生通过操作探索规律。

三、培养学生不同实验阶段的能力

1、培养学生正确处理数据的能力

学生有没有正确记录实验数据并进行运算和分析，得出正确结论的能力，是实验能否成功的关键。培养这方面的能力，要求学生集中精力，按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据。记录数据必须注意：读数记录要及时，如温度测量，要记录完整有效数据，数据单位要正确。在对数据处理、运算、实验结论进行分析时，如发现有不合理的数据，应该立即进行补测。老师还要指导学生对实验结果进行适当分析与讨论。如实验数据说明了什么?与理论计算有何偏差?这些较深层次的问题都可以在这里进行分析与研究，培养学生的思维能力，有效地巩固知识，增长技能。

2、培养学生创造性思维能力

实验教师可以和学生一起设计实验，观察现象，引导他们思考相关问题。例如，“判断通电螺线管的磁极”问题，先向学生提出两个问题：(1)如何判定通电螺线管磁极的方向?(2)怎样通过实验加以归纳得出结论?然后师生共同设计一个用线圈、滑动变阻器、磁针、电源组成的实验电路。让学生自己动手连接线路，观察实验现象，并做好记录。根据实验记录加以分析、归纳和总结，学生就会从中得出通电螺线管周围磁场分布规律的结论。然后，要求学生根据螺线管线圈中电流的流向来判定通电螺线管两端的极性。或根据通电螺线管极性来判定线圈中电流的流向。通过启发诱导，大部分学生都能熟练运用安培定则，并能收到良好的效果。又如牛顿第二定律，玻意耳定律实验的设计和操作有助于学生了解重要定律的来源，增强他们探索知识的情趣，又能培养他们设计实验的能力。

3、培养学生正确填写一般实验报告能力

学生在做完实验后，应根据原始记录和实验时的体会，写出实验报告。实验报告包括：实验的课题、目的、器材、原理、方法、步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。书写时，要求层次清楚，语言流畅，尽可能文字精练、正确，要总结出实验成功的经验和失败的原因。初三、高中实验课上，要着重培养这一能力。老师可以引导学生根据实际操作过程。把实验报告按照仪器装置——测量读数——处理数据——归纳结论的顺序认真填写出来。

4、培养学生通过实验获取知识的能力

许多知识的获取都建立在实验的基础上。如初中密度和压强等概念的建立，浮力为什么会产生，大气对浸在其中的物体有压强，导体对电流有阻碍作用，这些问题通过实验就能体会到它的客观实在性和概念建立的必然性。再如串联电路中电流处处相等，碰撞中的动量守恒等，没有对实验的研究，相应的定律就不能建立。又比如高中教材中的肥皂膜干涉。三棱镜色散现象，一些仪器刻度的观察等知识，通过实验就能准确掌握它们。

通过初高中物理实验的系统训练，学生得到的不仅是对物理概念的理解和理论的认识，更重要的是养成了用实验去解决问题的习惯，掌握通过实践和应用进行学习的方法。避免纯理论的空洞乃至错误。有一个教学案例很有说服力。一位大学生运算数学题，前面几个步骤都对了，只是得数错了，老师给他打了零分。学生不服并争辩说，前几步应该得分!因为上中学时老师都是这样评卷的。老师告诉他。如果你计算的是工程的重要数据，就只能看结果。况且科学最终要应用于实践，得数错了结果也就错了。这个事例告诉我们：立足于实践和应用的学习方法是多么重要，严谨的学风是多么可贵。

总之，系统地培养学生的实验能力，养成通过实验去获取知识和解决问题的习惯，改变只善于思考，却疏于动手的不足。我们的学生获得的就不只是物理方面的知识和技能，还有通过系统实验去学习的实事求是的严谨学风。

责任编辑：黄春香