新课标下学生实验探究能力的培养

黄飞

摘 要：新课标下物理教学成功与否，前提在于实验探究。为了发展学生的实验探究能力，教师应侧重培养学生以下能力：测量仪器的观察及选用的能力；实验现象的观察和数据的记录及处理的能力；敢于猜想及实验验证能力；规范操作及分析归纳能力；实验探究中的思维能力；实验探究中注重学用结合的能力。

关键词：观察；猜想；探究；思维；学用结合

物理学作为一门自然科学，其核心是实验，学习物理的首要前提就是要学会科学探究。按照新课程标准的要求，加强物理实验教学，培养和提高学生的实验探究能力，对提高物理教学效率，促进教学思想由应试教育转向素质教育，实现义务教育总体目标有着十分重要的意义。笔者在多年的物理教学实践中，深刻体会到要提高学生的科学探究水平，培养学生的实验探究能力，必须做到以下几个方面：

一、培养学生观察基本仪器和实验现象的能力

教师要让学生明确每次实验的观察目的，这是做好实验的前提，接下来是给学生讲授观察实验的方法，而且尽量为他们提供最好的观察条件。如，在“用天平测固体和液体的质量”实验中，先引导学生观察天平的结构，弄清零刻线位置、最大称量和感量，进而重点观察横梁的平衡状态和调节方法。在使用仪器进行实验的过程中，要强调学生做到三点：一是规范操作、正确使用仪器。二是认真观察实验现象。三是透过现象看本质，即从中归纳总结出相应的物理知识。

二、培养学生学会合理选择仪器，并且能够科学正确地使用的能力

教师在教学生选择仪器的时候，务必让学生记住三条“合理”准则：第一是测量值合理，使测量物理量的数值不能超出所选仪器的量程；第二是精确度合理，所选仪器的精确度要符合测量的要求；第三点是操作方法正确、操作规范合理及操作简便。使用仪器应先让学生熟悉仪器使用的基本要求，并能达到正确熟练使用仪器的目的。如，弹簧测力计在使用前要轻拉挂钩几下，以检查弹簧与外壳是否有触碰，同时认清零刻度线、量程和分度值，指针是否校零；测量时，施力方向应和弹簧处在同一直线上，要在指针稳定后读数；读数时，视线要跟指针所对的刻度线相平；记录测量结果时不要忘记单位。然后由教师演示，规范化操作为学生做好示范。

三、规范操作步骤和排除故障的能力

实验步骤是人们研究物理现象和规律的思维过程程序化、行为化的产物。培养学生按步骤操作的能力，首先要教育学生尊重科学，养成实事求是、严肃认真的科学态度；其次是让学生仔细阅读，逐一领会每一步实验的操作方法和要求，然后在教师的指导下进行实际操作。实验中，出现故障是难免的，且影响很大，尤其容易使学生丧失实验兴趣，要排除故障需先会检查和分析故障产生的原因。其基本作法是：（1）检查各基本仪器的工作状态是否正常；（2）检查实验装置的安装连接是否正确、合理；（3）根据故障现象对可能发生故障的各部件逐一检查，最后逐一排除。如，在“怎样使两个小灯泡同时发光”的实验中，常见的故障是小灯泡不发光，应首先检查电路是否开路，如导线与接线柱之间是否松动，或者灯泡与灯座之间安装是否紧密等。其次检查不发光灯泡是否短路，或者导线连接的原因，或者不发光灯泡的灯座的原因。总之，要耐心细致，不放过每一个疑点。

四、教师要培养学生如何记录数据、学会处理实验数据并从中得出实验结论的能力

一个实验能不能成功，最重要的是学生在实验时能否做到科学准确、有序地进行操作，并及时记录有关的测量数据。教师要严格要求学生按实验步骤将需要测定的物理量测出并记录下来。读取和记录数据要做到：读数要及时；要记录完整数据；单位要正确。

物理实验中的数据处理方法现在运用最多的是比较分析法，就是从不同角度比较分析表格中记录的数据或观察到的实验现象，并能从对数据的处理和实验现象的分析中概括出各数据或现象间的必然规律。有时也采用图像法，即根据研究的变量建立直角坐标系，描出实验数据点，并绘制成图像，以表示各变量之间的关系，如“观察水的沸腾”实验就是采取上述方法，即先在预先设计好的数据表中每相隔1min记录水的温度值，同时仔细观察水中气泡产生的情况，然后根据所测数据绘制出水沸腾时的温度—时间图像，最后归纳出液体沸腾的特点。归纳结论就是让学生从处理实验数据中观察个体事物的规律，然后在教师的引导下进一步推理，概括出一般规律，如阿基米德原理。

五、根据实验目的，提出问题和猜想，独立设计实验方案进行验证的能力

要完成一个物理实验，需设计合理的实验装置，要知道用哪几种基本仪器，怎样操作便于观察等。如，“用电流表和电压表测电阻”实验，应根据欧姆定律，按电流表、电压表和滑动变阻器的使用要求先设计并画出电路图；并按电路图摆放好各种测量仪器和电路元件；由先支路、后干路、再电源的顺序用导线连接牢固。同时要注意电流表和电压表应选择合适的量程，开关和滑动变阻器的接法要正确；最后设计出实验表格记下实验数据，并对实验数据进行分析、归纳和总结。

设计实验方案要根据实验目的及所提出的问题进行，力求使实验方案具有完整性、科學性和可行性。对实验内容复杂、所测数据较多的实验，还要对实验程序作科学安排，尽可能减小实验误差，使实验方案简单可行、便于操作。

六、教师要在实验探究中注重培养学生的创新思维能力

创新能力是一个社会进步的巨大推动力，创新的前提是创造出了新的物质或思想。在物理学科的实验中，教师要敢于放手让学生去大胆假设，用头脑风暴法多角度猜想问题的答案，改变学生的思维定式，充分发挥学生的创造力和想象力，达到培养学生创新思维能力的目标。

培养学生的思维能力是所有基础学科的学习目标之一，物理学科也不例外，发展学生的思维能力，有意识地引导学生沿着不同的方向、不同的角度去思考，由浅入深、由表及里地去探索问题。对课文中的想想议议，可以启发学生去思考，如，在讲“镜面反射与漫反射”时，可以就学生眼前的黑板发问——为什么用久了的黑板常会因“反光”而看不清上面的字？怎样才能使黑板不“反光”？每道物理题，不要急着去讲评，要让学生充分去思考，对重点、难点类习题更加要求学生多思，采用一题多解、一题多变、一题多问的形式，以激发学生的发散思维。

七、教师要注重培养学生学用结合的能力

从生活走向物理，从物理走向社会，要让学生真正能做到“以物明理”“以物思理”，将课本知识活学活用。一些日常信息或生活、生产中的事例，如，日食、月食、孔明灯等，生活中的这些奇怪现象让学生疑惑不解，但能激发学生强烈的好奇心和求知欲望，而这恰恰是学生主动学习、积极探究的巨大动力。如，在学习“惯性”后，可以布置学生根据生活经验找出身边的惯性现象，并区分哪些是利用惯性的事例，哪些是防止惯性造成危害的事例。做到理论联系实际，培养学生学用结合的能力。

培养学生实验探究能力是一项艰巨的工作。作为一线教师，首先要从思想上重视实验教学的作用，要深刻认识其重要性和必要性；其次，明确学生实验探究能力的提高，要通过科学严谨、反复训练才能逐步形成。因此，从一开始就要根据《义务教育物理课程标准》的要求，有目的、有计划地进行。教师要切实加强实验指导，把实验探究能力的培养与物理知识水平的提高紧密结合起来，并及时进行分析评估，逐渐培养学生科学的实验探究能力。

编辑 张珍珍