谈科学探究中物理实验能力的培养

　　科学探究离不开科学方法的支撑，实验作为一种基本的科学方法，对培养科学探究能力具有极其重要的作用。各种物理规律的探究、各种假设和理论的论证，都离不开物理实验。实验是物理学习研究中最重要、最基础的方法之一，是我们探究物理奥秘的铺路石。
　　一、物理实验能力的构成要素
　　物理实验能力，是运用物理实验手段进行分析和解决问题的能力；是一种由多种能力要素构成的综合性能力。
　　1.知识要素：即物理工作者在长期的科学研究活动中所积累的实验方法、实验操作和实验安全等方面的经验。实验知识要素的学习，可通过资料查阅、老师讲解，再配合同学的动手操作，去慢慢体验、理解和记忆。
　　2.技能要素：即同学们在老师的指导下，通过不断地操作训练而形成的基本动手能力，如常见实验仪器的使用和基本操作等。物理实验过程中，实验技能的规范与否直接决定着整个实验的成败。如在天秤的使用中，如果把物体和砝码的位置放反了会影响到称量数据的准确性。
　　3.心智要素：即能根据特定的实验方案，恰当的选择物理实验器材，独立地进行实验操作、观察，准确的记录实验现象，对所获得的实验事实、数据、资料进行加工、处理，得出正确的结论，并规范撰写实验报告的能力。
　　4.思想品质要素：即同学们在主动参与实验探究时，应具备的情感、个性和价值取向。主要包括：辩证唯物的科学思想，严谨求实的科学态度以及创新的科学精神；热爱劳动、爱护公物；以及节约、安全和环境保护的意识等。
　　二、培养物理实验能力的方法
　　1.训练矫正，提高实验操作技能。与“知识学习”不同，实验操作技能必须通过练习来完成，但练习不是简单的机械重复，而是在知识学习的基础上，有目的、有步骤地在老师的指导下积极进行的学习活动。在操作技能的学习过程中，同学们要善于通过老师和其他同学的评价来了解自己的学习情况，判断操作技能的正误，并及时矫正。否则，一旦养成错误操作习惯就很难再矫正。如“用量筒量取一定体积的液体”实验中，如果一开始不注意反馈矫正，就很容易养成“俯视液面”的错误习惯。另外，在训练操作时，同学们还要有意识地区分和避免生活经验对实验操作产生的负面影响，防止因实验操作生活化而造成不规范。课堂演示实验是集实验讲解与操作示范于一体的典范，而分组实验则是在老师指导下的“实战演练”，同学们要善于利用这两种实验学习方式，积极主动地参与其中，提高自己的操作技能水平。
　　2.反思内化，提高解决实验问题的能力。解决实验问题的能力是一种心智活动，是通过对“长期的训练操作”进行反思、内化而形成的智力活动系统。心智技能的学习，本质上是掌握一类问题的解决程序，我们以后遇到同类问题时，就可以按照这一程序，一步一步地做下去，直到解决问题。如在教学基本电路连接的实验中，让学生熟练的掌握基本电路连接的方法，是为了在以后教学“欧姆定律”“伏安法测小灯泡的功率”的实验时，学生能得心应手。
　　3.自主实验，强化实验探究意识。在物理实验课堂上，教师要创设问题情境，激发学生积极思维的兴趣；强化实验探究过程，挖掘学生积极思维的潜质。通过教师创设的问题、架设的桥梁等这些探究情境，让学生的求知欲和思维能力在主动探究的过程中得以提高。如《液体的压强》这一课，在利用底部和侧壁扎有橡皮膜的玻璃管研究了液体对容器底部和侧壁的压强之后，对于液体内部的压强，教师往往根据书本，用液体压强计直接去测量，而没有引导学生积极思索，用什么方法去验证液体内部的压强，因此束缚了里学生的思维。假如在探究这个问题时，教师有意识地创设下列情境：液体对容器底部和侧壁有压强，那么，液体内部有压强吗？如果有，怎样来验证呢？以此来引发学生的思考，学生很容易就会想到把底部扎有橡皮膜的玻璃管插入液体中，当学生观察到橡皮膜虽有变化但不明显时，可激发他们自己去思考，寻找更好的材料。在此基础上，教师再出示压强计让学生使用，这样，无论是学生的求知欲还是思维能力都将得到很大的提高。
　　中学物理学生实验，或教师演示实验，我们都应该认真对待，仪器的使用、操作的步骤、数据的记录，都必须实事求是，采取严肃认真的科学态度，即使实验失败，也要和学生一起分析实验失败的缘故，找出对策，重新再做一遍，不可有半点马虎和虚伪。必须要求每个学生扎扎实实地做好每一个实验，掌握正确的观察方法，客观的记录实验数据，是培养学生科学研究的态度和方法，而这种科学态度和科学方法的获得，提高了学生自身素质，并可迁移到社会生活的方方面面，使他们终身受益。
　　（作者单位 江苏省张家港市常青藤实验中学）