浅谈学生物理实验能力的培养

赵立顺

摘要：针对如何在初中物理实验教学中培养学生的实验能力，本文提出应分为两个层次分步进行，第一层次为基本实验能力的培养，第二层次为设计性能力的培养，并就如何实施介绍了具体的方法。

关键词：物理实验教学；基本实验能力；设计性实验能力

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）03-0073

物理是一门以实验为基础的科学，随着物理教学改革的不断深入，学生实验能力的培养越来越受到重视，各地中考题、竞赛题普遍突出了学生实验能力的考查，并占有相当的权重，有些试题不仅要求学生对实验知识和基本实验操作能准确掌握，还要求学生能灵活运用物理知识和物理的方法通过实验总结出规律性的内容，因此加强物理演示实验和学生分组实验教学，培养学生实验能力，已成为物理教学中的一项重要内容。

新的《物理课程标准》对物理实验教学的要求，其基本精神可概括为“科学作风、实验方法、实验能力”三个方面，这三者当中实验能力是关键，科学作风是能力得以正确发挥的基础，实验方法是能力得以体现的手段。提高学生的实验能力既是初中物理实验教学的出发点，也是实验教学的主要目的。在初中阶段，学生实验能力的培养可分为两个层次，第一层次是基本实验能力的培养，第二层次是设计性实验能力的培养。在初中物理教学中，一定要紧紧抓住提高学生实验能力这个关键，建立物理实验教学的层次教学体系，使学生的实验能力逐步得到培养、锻炼与提高。

第一层次：基本实验能力的培养

基本实验能力的培养包括作风、方法的培养，主要有以下几方面：

1. 培养学生实事求是的科学作风，严肃认真的学习态度，主动探索积极研究的科学精神，遵守纪律、爱护公物的优良品德。

2. 培养学生正确处理实验数据和得出实验结论的能力，要求学生能通过对实验现象、实验数据的分析，比较这些现象、数据的相同点或不同之处，挖掘出其共同特征或本质区别，找出反映其本质的东西，从而归纳总结出相应的结论或物理规律。

3. 培养学生应具备的基本实验技能，包括会正确使用基本仪器（如米尺、秒表、天平、测力计、温度计、电流表、电压表等）进行观察、测量和读数，并了解常用实验仪器的构造原理和使用方法，熟悉基本的实验方法，熟知基本的实验程序（如预习、操作、填写实验报告等），掌握基本的操作技巧（如仪器的调零，光路的调整，电路的连接等）；掌握基本物理量（如长度、质量、温度、电压、电流等）的测量方法。如关于直流电流表、直流电压表的使用，要懂得怎样正确地使用，怎样连接在电路里，怎样选择量程，怎样调零点，怎样读取数据等。

在这一层次教学中，学生的实验操作主要是模仿性的，所谓模仿是指学生在教师指导下对教师所做的示范动作进行仿造的一系列行为活动，学生通过听、看教师所做的讲解和示范操作，能够辨认实验仪器、工具、部件的名称，观察出具体的物理实验现象，知道其正确的操作要领。在实际教学中，学生在做物理分组实验时往往存在较多的问题，主要有以下几种情况：

（1）部分学生只凭好奇心盲目观看，而不是认真地去观察，他们只关心实验的结果而忽视现象的发生与发展过程，观察的兴趣不够稳定。

（2）部分学生只记观察的细节，观察粗糙肤浅，缺乏完整、准确的整体印象，不能眼脑并用，对观察的现象和结果不能进行正确的描述、理解和解释。

（3）部分学生对基本测量仪器的使用不规范，使用某些仪器前不知“调零”，也不会“调零”；不能明确仪器的测量范围，不会正确选用合适的仪器进行测量；没有掌握仪器的正确使用方法；不能正确读取数据。

（4）学生在组装和连接仪器设备时，布局不合理，步骤颠倒，以致有时损坏仪器。

（5）有些学生不按规定去做，如有的学生仪器摆放零乱，未按要求连接导线，实验数据的读数、记录出现错误等等。

因此，学生必须搞懂实验原理、实验步骤、仪器性能及其工作原理、实验注意事项和实验要求等。教师要深入到各实验组巡回查看指导，及时发现学生实验操作中的问题，引导学生纠正实验方法上的错误，解决实验操作中存在的问题。同时也能培养学生手脑并用、作风严谨和勇于克服困难的良好品质。

在本层次教学中，因学生的实验操作主要是模仿性的，教师要严格要求学生按照实验基本操作规程完成每一个实验，切不可马虎从事，以促使学生在能力、作风、方法各方面都得到培养与发展。

第二层次：设计性实验能力的培养

设计性实验能力包括以下三个方面：

1. 根据所学知识设计实验方案。

2. 根据实验要求合理选择实验材料。

3. 设计实验步骤，独立完成实验的全过程。

这种设计性实验能教好地考查学生的综合实验能力。近年来各地中考试题中设计性实验题考查的较多就反映了这一点。

在这一层次教学中，学生若能自己设计实验，选配仪器，组装器材，连接线路，进行简单的数据记录、分析与处理，得出结论，并能进行简单的故障排除，只要做到这几点，就可以说设计性实验能力已基本培养起来。

如九年级电学部分测定小灯泡功率的实验，对认知部分的要求：

第一是掌握用伏安法测小灯泡功率的原理和电路图；

第二是熟知本实验所用的器材和步骤；

第三是正确理解额定电压、实际电压、额定功率和实际功率的意义，并会计算额定功率和实际功率；

第四是明确滑动变阻器在此实验中的作用。

对技能部分的要求：

第一是正确设计电路图，并按照电路图将实物连接成电路；

第二是正确选用电源电压，知道电源电压要高于小灯泡的额定电压；

第三比较熟练地使用滑动变阻器；

第四是会正确调节滑动变阻器，使小灯泡分别在额定电压下、约高于小灯泡1/5的额定电压和低于额定电压下发光；

第五是会撰写实验报告。

教师在第一层次教学的基础上，应重点进行设计性能力的培养，着重引导学生自己提出方案，设计实验电路，画出电路图；实验操作部分要求学生考虑怎样选配仪器，怎样放置更便于观察与操作；对电路中可动部分如滑动变阻器在电路连通前滑片的初始位置应放在何处，电键应当如何处理，怎样读取数据，最后通过怎样的分析才能得出正确结论等等，以此培养学生的设计性实验能力。

设计性实验的构成原则是重点强调实验的设计思路与方法，这一层次的教学要以启发式为主，一般程序是：教师给出实验题目、实验要求和实验可供选择的各种器材；学生根据所学知识，依据实验要求设计实验方案；教师针对学生设计的方案，重点讲解设计实验方案的一般要求，如原理正确，测量数据合适，操作简便，数据处理方便，让学生充实完善自己的方案，然后再进行实验。教师在整个过程中要加强方法指导，对新颖、独特的方案或方法可行的建议予以表扬，对学生提出的问题作适当点拨、启发，或对学生实验中的不妥之处引导学生加以改进，既不能撒手不问，也不能包办代替，要真正通过实验培养学生独立分析、解决问题的能力。

设计性实验比基本的模仿性实验具有较高的要求，也是较高层次学生实验能力的培养，让学生自己设计实验方案，教师对学生进行积极评价指导是这一层次教学的关键。实施这一层次的教学难度较大，刚开始训练时受学生能力所限，效果可能不理想，在经过长期的、有步骤的训练后，学生的能力就可能有较大提高，这种能力一旦形成，对学生将来从事具体工作具有十分重要的作用。

学生的实验，由开始在教师已经安装好的实验仪器中练习，过渡到学生自己动手，按教师提供的装置图、线路图和具体要求进行仪器连接、实验；再过渡到自己动手动脑，按照教师提出的实验目的、要求，自己设计方案，再进行实验；这种从模仿性实验到设计性独立操作实验的实验教学体系，教学内容有明显的层次性，按这种方式开展教学，学生实验能力的培养也就有了明显的递进性，其实验能力也就得到了逐步培养与提高。

（作者单位：山东省临沂白沙埠中学 276000）