浅谈初中物理实验教学中学生自主能力的培养

宋晓楼

(睢宁县双沟第二中学 江苏 徐州 221212 )

物理是一门以实验为基础的自然学科，在物理教学中，如果能充分发挥物理实验的多种功能和作用，不但可以帮助学生理解和掌握知识，更能培养学生的自主能力.然而在传统的物理实验教学中，无论是教师的演示实验还是学生的分组实验，都或多或少地存在一定的不足.比如演示实验通常都是教师做学生看，教师讲学生听，学生缺乏主动的参与.学生的分组实验大都按照教材中或教师事先规定好的步骤去做，目标单一，学生的兴趣只是停留在“做”的表面上，限制了学生的自主性和创造性.

笔者在多年的教学中，尝试对教师的演示实验和学生的分组实验进行改进.下面就如何培养学生的自主能力，谈谈自己一点粗浅的看法.

1 改进演示和分组实验，努力做到“三自”“三开放”

1.1 自主设计实验方案

如在“估测大气压强值”的实验中，课前要求学生认真阅读课本内容，理解、搞清楚实验设计的原理及注意事项，可以对实验进行改进和重新设计.在具体的实验教学中学生就有了六种的实验方案，有的实验方案操作起来更方便可行.如图1～6所示.

图1 图2 图3

图4 图5 图6

这样就把验证性、测量性实验变为开放性研究实验，极大激发了学生学习和研究物理知识的积极性和自主性，同时培养了学生的发散思维和创造性思维能力.

1.2 自主选择实验器材

学生设计出实验方案后，可以向实验室借仪器，还可以利用废旧物品自制器材.如在“估测大气压强值”的实验中，实验室只提供3 ml的注射器、弹簧测力计和钩码，学生自己则准备了小吸盘、小桶(有的自己利用饮料瓶制作的，有的是儿童玩的小桶)、玻璃板、细沙等，比如在“探究影响压力作用效果”的实验中有的学生就准备了砖块、泡沫、海绵、饮料瓶、平底鞋和高跟鞋等.在“探究液体内部压强规律”的实验中有的学生利用水暖器材“三通管、四通管和气球”自制了一个很好的演示器.这就把一些观察性实验变为创造性操作实验，既提高了学生的自主动手能力、又激发了学习兴致.

1.3 自由合作、自主探究、自行演示

在实验的过程中，让实验方案相近似、相近甚至是相同的学生自由组合、自主探究，在实验的过程中互相交流切磋、沟通、共同研究，在交流中学会团结协作，在互帮互学中，共同提高.实验之后尽可能地提供机会和舞台让学生对自己设计的实验进行演示，这样不但可以增加学生情感的沟通与交流，还可以让学生体验成功的喜悦、树立自信心，更能培养学生观察能力、归纳分析能力、语言表述能力等.

1.4 开放实验方法，不限实验原理

1.5 开放实验过程，不限实验目的和步骤

在初二期末复习时，向学生提出一个问题：“你能用一张纸、一杯水、一枚硬币做哪些实验？”结果学生的实验之多、方法之多完全超出了我的想象.

(1)用纸盒水杯做覆杯实验，证明大气压的存在；

(2)将纸卷成棒状斜插入水中，可以看到水中的部分向上弯折，这是光的折射造成的；

(3)将纸卷成棒状放在盛水透明玻璃杯后面，可以看到纸棒折成三段；

(4)将空的不透明的杯子中放入一枚硬币，从侧面刚好看不到，此时向杯子中倒水，又可以看到硬币了；

(5)将一支笔的笔尖放在盛水的透明的玻璃杯后，并将笔尖慢慢离开，可以观察到笔尖被拉长，接着会突然看见笔尖转向；

(6)透过透明的盛水的杯子观察手指，会发现手指变粗；

(7)将一杯水放在水平桌面上，可以验证声音是由物体的振动产生的，可以验证声音的响度与振幅的关系；

(8)可以将纸裁成纸条，向中间吹气，验证流体压强与流速的关系；

(9)将硬币放在水平桌面上，沿着硬币的上表面吹气，会发现硬币跳起来……”.

这样，学生的主动性和创造性就被充分地挖掘出来，同时学生的创新思维能力也得到发展.

1.6 开放实验结论，不限实验归纳

实验后，让学生多方向、多角度、深入细致的观察，分析实验现象和数据，从而开放性地归纳出实验结论.如在“观察水的沸腾”实验中，学生就通过自己的观察提出了如下的结论：“水的温度逐渐升至82℃以前，气泡在上升过程中体积变小，升至液面附近下沉，水中‘嘶嘶’的响声渐大；86℃～98℃时，附着在器壁上的气泡减少，气泡在上升过程中体积变大，并开始上浮，能看到明显的对流现象，能听到水中“呼呼”的响声，水面白气增多；沸腾时气泡上升过程中不断增大，最后升到液面时破裂，放出大量的水蒸气，响声变成水上下翻滚的‘哗哗’声，水面上方有大量‘白气’，停止加热，水沸腾消失，沸腾时温度不变.”.

2 深入生活、拓展时空、培养自主能力和意识

2.1 重视和开发课本中的小实验，培养学生自主创造能力

在教学中，对每章或每节课后的小制作、小实验，都给以充分的重视和开发，使学生养成善于动脑动手的习惯，因陋就简就地取材，制作仪器、设计小实验，激发学生学习兴趣、发挥学生创造性和主动性.如在“流体压强与流速关系”教学中，笔者先演示一个小实验：在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开，观察到乒乓球并不下落.学生对此感到不可思议，急切地想知道为什么.紧接着帮助学生分析原因：上方的空气流速大，压强小，而下方的空气流速小，压强大，产生一个向上的压强差，拖住乒乓球不下落.”然后学生在老师的启发下又做了许多小实验.

(1)在水平的两根圆木棍(筷子)中间放上两只乒乓球,通过空心塑料管向两球间用力吹气,会发现两只乒乓球相互靠近；

(2)将纸条弯折，使两端对齐，卷成U形，中间插一吸管，用拇指和食指将吸管和纸带夹住，然后向吸管内持续吹气，纸带的上下部分将相互靠近；

(3)取两张白纸，让其平行地自然下垂，使劲地向两纸中间用力吹气，观察到两张纸相互靠近；

(4)把一张半卷着的硬纸片摆放在桌子上如果使劲吹一下它的下面，可以发现硬纸片不会翻转过去；

(5)取两个根吸管，一支插入盛水的杯子(饮料瓶)中，用另一支对着管口吹气，发现有水进入吸管(或被吹出)”.这样既活跃了学生思维，扩展了学生的知识视野，也大大提升了学生的自主性和创造性.

2.2 变废为宝、巧用生活物品培养学生自主创新能力

生活中的许多物品都可以用来做一些物理小实验.在教学中如能适当引导学生用生活中常见的废旧器材做实验，既减少了环境污染，又做到废物的利用，同时也有利于学生学习兴趣的激励和动手能力及创新能力的培养，从而收到良好的教学效果.如在“静电现象”教学中，不少同学用废弃的饮料瓶和泡沫完成了下面的几个小实验.

(1)演示带电体吸引轻小物体：用泡沫制作成小球，用一带电体靠近小球，发现能被吸引，说明带电体能吸引轻小物体；

(2)制作“起电瓶”，器材有泡沫颗粒、饮料瓶、两个金属球、金属杆(铁丝)；注意饮料瓶一定要干净、干燥.用手晃动饮料瓶，然后将瓶子倒置使泡沫颗粒与瓶内的金属球充分接触，之后将瓶外的金属球去接触验电器的金属球，发现验电器的箔片张开；

(3)演示“电荷间的相互作用”，器材有泡沫棒、塑料袋、毛皮、支架(饮料瓶和竹签制作而成).

实验步骤：将与毛皮摩擦过的泡沫棒B固定在支架上，再用毛皮与另一根泡沫棒A擦擦，然后用A的一端去靠近B的一端，发现两者相互排斥；若用塑料袋与泡沫棒摩擦，然后再去靠近B的一端，发现两者相互吸引，说明同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引.这样不但能形象有力地验证了“同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引”，同时还解决了实验室器材不足的问题，更锻炼了学生的自主能力和创新能力.

2.3 学以致用，深入实践，培养学生自主应用意识

学了密度知识后、要求学生学以致用，引导学生测量生活中食用油、酱油、小麦等的密度.学习热学知识后，引导学生收集整理导热性能差和导热性能好的材料，看看它们在生活中的具体应用.学了杠杆知识之后，寻找自己身体上应用杠杆的部分，并尝试分析是省力杠杆还是费力杠杆等等，让学生自觉主动地进行知识的迁移、应用，培养学生应用知识解决实际问题的自主意识.

总之，课外小实验开展下去，学生的自主动手能力就得到了加强，分析问题和解决问题的能力就得到提高，创新能力得到充分的拓展，学习物理的兴致得到激励，自主探究的思想得到陶冶.