加强物理实验教学培养学生科学素养

季利锋

物理是一门以实验为基础的自然科学，物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础，并接受实验的检验.因此，实验对于完成物理课程的教学任务，具有重要的作用.实验教学的目的，不是单纯验证知识，获得结论，而主要是通过实验教学，培养学生发现问题、解决问题的能力；在实验中让学生学会科学探索，培养学生的学科素养.那么，如何在初中物理实验过程中唤起学生探索欲望，激发学生学习兴趣与动机，培养学生设计能力、动手能力、实践能力、观察能力和思维能力的科学素养呢？为此，笔者在初中物理实验教学中认真实践，大胆尝试，并收到了良好的教学效果.

1激发学生物理实验的兴趣

皮亚杰说过“所有智力方面的工作都依赖兴趣”.初中物理教学有着丰富多彩的内容，不仅有关于各种理论、原理、概念的教学，还有发明家的成功事迹以及物理原理在生活中的实际应用情况，而实验教学就是指导学生对所学的理论知识进行验证、应用.通过做实验，可以使学生对这些丰富多彩的物理知识加深印象，使其深受这些物理知识的影响，爱上物理实验，激发他们为科学献身的志向.例如，在讲大气压强的实验时，笔者首先拿了一个吸盘压紧在玻璃上，然后让一个学生来拉，结果可想而知——不容易拉开.而笔者乘他们不注意时，用指甲在边上撬了一个小缝，结果用两只手指轻轻地就拉开了.这时学生的情绪达到了高潮.笔者接着趁热打铁，让学生猜想形成的原因.此时学生的兴趣和积极性被充分地调动起来了.这时，笔者提出用身边的器材来设计一个实验来证明大气压的存在：有的学生在一个矿泉水瓶里放点热水，摇几下后，盖上瓶盖后，瓶子变瘪；有些学生在杯中装满水，并用一张硬纸片盖上倒过来水不流出来等等.可见，在实验教学中激发学生的求知欲、探索的热情，并努力使他们在学习中保持这种热情与兴趣，是物理教学中至关重要的一环.

2引导学生设计实验方案

在初中物理实验教学中，指导学生观察和思考实验，有助于学生直观形象地理解概念、物理原理及其变化规律，也有助于促进学生物理素养的提高和创新性潜能的开发，通过让学生开展实验设计的讨论，可以大大激活学生的思维.例如，在学习测液体的密度时，笔者从实验的原理上来引导学生设计实验方案.学生大概能归纳出两种方案.

方案1先测出烧杯的质量，然后将液体倒入烧杯测出总质量，再将液体倒入量筒测出液体的体积，从而求出密度.

方案2先将液体倒入量筒中测出体积，然后测出烧杯的质量，最后再将液体倒入烧杯测出总质量，从而求出密度.

根据以上两种方案进行分组实验，再比较，发现方案1比方案2测得的结果大.此时，笔者引导学生分析误差产生的原因，让学生修改设计，从而得到更好的方案3.

方案3先将液体倒入烧杯测出总质量，然后将液体倒入量筒测出液体的体积，再测出此时烧杯的质量，从而求出密度.

通过对实验方案设计过程的讨论，引导学生设计新的实验方案，既培养了学生主动参与探究，养成严谨的科学态度，又培养了学生良好的思维品质和互相合作的精神和学生发现问题、解决问题的能力.

3指导学生探索实验过程

物理是一门以实验为基础的自然学科，其知识的阐述和理论的建立是通过学科探究得出的.传统的物理教学忽略了学生科学探究，只注重知识的接受和掌握，甚至发展成在黑板上画实验，学生背实验，这严重影响学生综合素质的形成.科学探究作为一种重要的学习方式，能使学生在获得知识和技能的同时，又受到学科思维方法的训练，体验探究的乐趣，形成和发展探究能力，它对培养学生的学科素养具有不可替代的作用.

3.1培养学生识别实验器材的能力，是培养科学素养的首要条件

学生识别实验器材的能力不仅是学生正确完成物理实验的保证，也是以后学习中必备的基本能力.这就要求教师指导学生实验时，着重指导学生识别仪器的规格和性能，注意铭牌或说明书.如弹簧秤、天平、电压表等，要让他们弄清量程、分度值、零点及其调节方法和具体的使用方法.只有掌握以上四点，才能保证实验精确的完成和仪器、人身的安全.

3.2培养学生细致观察实验的能力，是培养学科素养的重要途径

在物理实验中，有条理、有步骤地进行观察，才能获得丰富的、正确的、全面的观察材料.利用这些材料，经过分析、抽象、概括，抓住了事物的本质，作出正确的判断和结论.对实验过程细致观察，往往会发现一些异常现象.例如在研究并联电路的电流特点时，笔者采用了图1所示的实验电路.当闭合S1时，读出了电流表A1和A的示数，再闭合S2时，大部分同学只观察了A2和A的示数，而忽略了A1示数的变化.因此，要强调细致观察的重要性.历史上就有科学家对微小的现象没有引起足够的重视，导致与重大发现擦肩而过.

3.3培养学生的实验操作能力，是培养科学素养的必要途径

物理实验本身就是一个操作过程，学生实验操作能力的高低直接影响到他们今后的工作和学习.生活中小到照明电路的安装，各种物体质量的测量，大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力.因此，我们要最大限度尽可能地给学生创造动手动脑的机会，这对提高学生的操作能力是很有帮助的.例如，在导体的电阻与温度有关的实验、电磁感应实验等比较复杂的学生分组实验中，教师可通过示范操作来减少实验的盲目性，巡回指导来提高实验过程的正确性.又如在刚学习电路连接时，虽然按课本安排有“组成串联电路和并联电路”的实验，但毕竟只是一次连接实验，许多学生对电路连接还是很生疏.因此，教师可以设计一些电路图让学生进行相应的连接实验，保证学生有更多机会动手操作，这对提高学生连接电路的能力也是很必要的.

3.4通过开放实验室，为学生科学素养提供时空

对于一些开放性的实验，如果在课堂上探究，时间上有时会无法满足，所以开放实验室显得十分必要了.只要没有安全隐患，教师不妨给学生留下一点自由探究的空间.

3.4.1在实验室里完成

例如，学生在做测定小灯泡功率实验后，教师可布置：如果只有电压表或只有电流表，其它仪器自选，测定标有3.8 V的小灯泡的额定功率.这个实验就是在给定条件下，让学生自己设计实验方案来完成实验操作，这极有利于培养学生的创造性操作能力.

通过对灯泡的功率的探索，同学们发现了灯泡的功率随着灯泡两端电压的改变而改变，从而进一步探究，知道了灯泡的电阻也随着灯泡两端电压的改变而改变，很好的理解了定值电阻与电压无关的结论，学到了书本上没有的知识.

3.4.2在家里完成

例如在学习天平、弹簧测力计等知识后，可布置小实验自制天平、橡皮测力计等，让学生自己动手做，这样不仅培养了学生的动手能力、观察能力和思维能力，还能提高学生积极性，引起学生浓厚的兴趣，增加了学生的求知欲.

总之，通过开放实验室，让学生成为实验的主人，为学生提供更多的思维时空，激发学生求异创新的能力.

3.5加强学科间联系，是培养科学素养的辅助条件

生活中的实际问题，往往没有明显的学科界限，需要综合运用各科知识来分析、解决问题.2011版新课标更强调了要加强物理与其他学科的联系.初三在学“燃料及其热值”时知道内能的主要来源是燃料燃烧得到的，因为燃料在燃烧时发生了化学变化，生成了新物质，产生的废气与水蒸气结合，会形成酸雨影响农作物生长，气候变化等.这就涉及到了物理和化学方面的问题.因此，教师在平时授课时，要经常注意学科间的整合，才能够提高学生的综合能力，提高学生的学科综合素养.

当然，在初中物理教学中培养学生的科学素养的方法还有很多.为此，我们教师一定要以实验为契机，鼓励学生大胆创新，积极探索，在实验中培养学生实事求是、敢于探索的科学品质，让学生得到全面的发展.