谈中学物理实验对学生能力的培养

张敏+刘立刚

摘要：实验是物理教学中的重要环节，对学生的学习起着极为关键的作用。在学习了相关教育学理论的基础上，分析了目前实验教学中培养学生能力的方法、意义及要求，结合教学经验，探讨了培养学生能力的途径。

关键词：中学物理 实验教学 能力培养

一、国内外物理实验教学现状

物理学是以实验为基础的自然科学，实验是物理学的基本研究方法，在物理学中一直占有重要地位。物理实验作为中学学业水平考试的考察科目，是测试学生物理实验操作能力的直接手段。近年来，高考题也逐渐重视对学生的实验能力考察，相应分值在增加。新课程改革以来的高考物理试题来看，物理实验的考察不仅仅局限于教材上的基本实验，更注重学生对所学知识的应用，加强了学生对实验仪器的正确使用，以及实验设计和实践的能力。物理实验无论就其丰富的内涵而言，还是学生认识事物的规律，以及培养学生的综合能力，促进学生创新思维的发展，都有着极为重要的作用。因此，我们不能把物理实验仅仅当作为理论教学服务的工具和手段，而是从素质教育认识物理实验教学的重要性，把它当作物理教育必有的内容。

美国以计算机为基础的现代技术在教学中也被充分利用，比如虚拟实验室，仿真实验室。将美国实验教学的特点和趋势可以归纳为几点：实验目的规范化；实验过程活动化；实验方案微型化；实验内容人性化；实验评价行为化。英国曾存在两种观点：第一种，认为科学知识很重要，十分有用；另一种，则认为科学方法，科学思维的培养比科学知识本身更重要。二者都曾经占据主导地位，但随着人们对学科教育的了解的逐渐深入，二者的关系也逐渐达到一个平衡。英国的物理教学进入了一个崭新的发展阶段，也具有了鲜明的特色，归纳出来有下面几点：教学实践活动多样化；器材因陋就简，提倡简单器材做实验；实验过程开放度比较高，注重自主构建知识；实验能力的评价方法全面合理。德国在物理教学方面也很有特色。他们信奉“没有演示实验的物理课就不是好课”的观念。物理教师经常会自己动手制作一些教具，增加课堂的趣味性，提高学生的学习兴趣。

但在我们国内，无论是平时的实验考察，还是高考的实验题目，学生的得分情况都不好，很显然没有达到课程改革的要求。其根本原因在于，缺乏对物理实验教学对学生的影响的充分理解。

二、中学物理实验对学生能力的培养

1.对学生创新思维的培养

实验教学对于学生思想文化素质、科学素质、和身心素质等综合素质的培养有非常重要的作用，尤其是对于学生创新能力的培养，具有其独特的地位。教材上安排了许多演示实验，如果换一种方式，将演示实验改为随堂实验，让学生参与其中，引起学生的兴趣，不仅提高教学效率和教学质量，让学生手脑并用更促进学生创新思维的发展。例如，用电流表测电流的实验中，就可以在教师讲解演示以后让学生接线，观察数据。通过实际操作对电流的大小和单位，电流表的构造和功能有直观的印象；并且在实验的过程中发现问题，并进行改进。

教材中安排的实验大都是验证性实验，如果将验证性实验改为探究性实验，教师提前准备好探究课题，设置好探究問题，适当地给予学生引导和提示；学生小组讨论，自己设计出实验方案，实验步骤。例如，让学生设计一个实验来说明液体压强的存在？可以用橡皮膜扎住一个空杯口，放入液体中，膜向内凹陷。也可以向气球里灌水，气球会逐渐膨胀。设计一个实验证明气体压强的存在？除了模拟马德堡半球试验，学生还可以利用生活中的简单易得的材料实现这个实验，如喷泉实验，针管吸药，真空包装袋，等等。在这个过程中既锻炼学生的思维又练习了动手能力。

2.培养学生实事求是的科学态度

物理学的建立就是人类观察自然，认识自然，在此基础上利用自然，并最终改造自然的活动，贯穿始终的就是科学实验的过程。实验人员仔细地观察、反复的实践、认真地分析实验条件和数据、科学地总结结果，形成了严谨的基础科研方法和发现问题解决问题的科研创新能力，科研人员才能在不同领域不断探索，取得新的发明或发现。

在物理学史上，关于光的本性，有粒子论和波动说两种观点，在不同的时期，都曾占据主导地位。当时颇有名望的数学家泊松用数学方法得出结论光是粒子。菲涅尔采用了横波的观点，通过干涉和衍射实验证实了光的波动性，鉴于他的贡献，被誉为“物理光学之父”。这一例子，说明了在自然科学的发展过程中，以事实为依据，实事求是科学态度的重要性。比如，富兰克林放风筝发现电的故事，就误导学生认为发明和发现是实验的偶然灵感，就违背了科学的实验思想，同时把一个故事当作“电”发现的历史事实，违背了科学尊重的原则。本杰明·富兰克林是电学领域的先驱，他提出闪电和电是一样的，并在《电的实验与观察》中写出了验证方法，但最终是托马斯完成的验证实验。同时这个实验结果出来后，后续有一批科学家重复这个实验，至少有一个人丢了性命，他就是俄罗斯物理学家里奇曼。所以，根据现有的文献资料和实验记载，富兰克林却没有放飞任何风筝也并未因此失去生命。

从实验中认识到真实的结果经得起实验的反复验证。认真对待实验的每一个环节，尊重原始数据，尊重客观事实，才能逐步养成独立思考，实事求是的科学态度。

3.对学生解决问题能力的培养

实验教学，其本质就是把理论与实践结合起来。实验中学生体会到了实验的乐趣，也会遇到很多问题。例如，根据透镜的相关知识，可以制作简易的照相机。学生需要自己查阅相关知识，如透镜的相关原理，再动手将透镜组装。这样不用教师太多的讲解，学生已经学会了大部分的知识，教师的工作就是答疑解惑。

三、结语

实验教学目的是让学生实实在在地参与其中，活跃学生的思维，自主地发现问题，解决问题，突出了学生的主体地位，促进了学生的创新思维的发展。另外物理实验并非一定要教师从实验室带来器材，从生活中取材更贴近生活，能激发学生的兴趣，吸引学生的注意力。实验中应该将物理与实际生活有机地联系起来。理论联系实际，学生通过实际操作，形成独立的思考；在实际的团体协作中，激发创新意识。

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