談中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)

張敏+劉立剛

摘要：實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起著極為關(guān)鍵的作用。在學(xué)習(xí)了相關(guān)教育學(xué)理論的基礎(chǔ)上，分析了目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生能力的方法、意義及要求，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探討了培養(yǎng)學(xué)生能力的途徑。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 能力培養(yǎng)

一、國(guó)內(nèi)外物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基本研究方法，在物理學(xué)中一直占有重要地位。物理實(shí)驗(yàn)作為中學(xué)學(xué)業(yè)水平考試的考察科目，是測(cè)試學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)操作能力的直接手段。近年來，高考題也逐漸重視對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾?，相?yīng)分值在增加。新課程改革以來的高考物理試題來看，物理實(shí)驗(yàn)的考察不僅僅局限于教材上的基本實(shí)驗(yàn)，更注重學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的正確使用，以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)踐的能力。物理實(shí)驗(yàn)無論就其豐富的內(nèi)涵而言，還是學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律，以及培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，都有著極為重要的作用。因此，我們不能把物理實(shí)驗(yàn)僅僅當(dāng)作為理論教學(xué)服務(wù)的工具和手段，而是從素質(zhì)教育認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，把它當(dāng)作物理教育必有的內(nèi)容。

美國(guó)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代技術(shù)在教學(xué)中也被充分利用，比如虛擬實(shí)驗(yàn)室，仿真實(shí)驗(yàn)室。將美國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和趨勢(shì)可以歸納為幾點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?guī)范化；實(shí)驗(yàn)過程活動(dòng)化；實(shí)驗(yàn)方案微型化；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容人性化；實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)行為化。英國(guó)曾存在兩種觀點(diǎn)：第一種，認(rèn)為科學(xué)知識(shí)很重要，十分有用；另一種，則認(rèn)為科學(xué)方法，科學(xué)思維的培養(yǎng)比科學(xué)知識(shí)本身更重要。二者都曾經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，但隨著人們對(duì)學(xué)科教育的了解的逐漸深入，二者的關(guān)系也逐漸達(dá)到一個(gè)平衡。英國(guó)的物理教學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，也具有了鮮明的特色，歸納出來有下面幾點(diǎn)：教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)多樣化；器材因陋就簡(jiǎn)，提倡簡(jiǎn)單器材做實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)過程開放度比較高，注重自主構(gòu)建知識(shí)；實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ脑u(píng)價(jià)方法全面合理。德國(guó)在物理教學(xué)方面也很有特色。他們信奉“沒有演示實(shí)驗(yàn)的物理課就不是好課”的觀念。物理教師經(jīng)常會(huì)自己動(dòng)手制作一些教具，增加課堂的趣味性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

但在我們國(guó)內(nèi)，無論是平時(shí)的實(shí)驗(yàn)考察，還是高考的實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)生的得分情況都不好，很顯然沒有達(dá)到課程改革的要求。其根本原因在于，缺乏對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的影響的充分理解。

二、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)

1.對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生思想文化素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)、和身心素質(zhì)等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有非常重要的作用，尤其是對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，具有其獨(dú)特的地位。教材上安排了許多演示實(shí)驗(yàn)，如果換一種方式，將演示實(shí)驗(yàn)改為隨堂實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生參與其中，引起學(xué)生的興趣，不僅提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生手腦并用更促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。例如，用電流表測(cè)電流的實(shí)驗(yàn)中，就可以在教師講解演示以后讓學(xué)生接線，觀察數(shù)據(jù)。通過實(shí)際操作對(duì)電流的大小和單位，電流表的構(gòu)造和功能有直觀的印象；并且在實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行改進(jìn)。

教材中安排的實(shí)驗(yàn)大都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如果將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，教師提前準(zhǔn)備好探究課題，設(shè)置好探究問題，適當(dāng)?shù)亟o予學(xué)生引導(dǎo)和提示；學(xué)生小組討論，自己設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)步驟。例如，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來說明液體壓強(qiáng)的存在？可以用橡皮膜扎住一個(gè)空杯口，放入液體中，膜向內(nèi)凹陷。也可以向氣球里灌水，氣球會(huì)逐漸膨脹。設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明氣體壓強(qiáng)的存在？除了模擬馬德堡半球試驗(yàn)，學(xué)生還可以利用生活中的簡(jiǎn)單易得的材料實(shí)現(xiàn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，如噴泉實(shí)驗(yàn)，針管吸藥，真空包裝袋，等等。在這個(gè)過程中既鍛煉學(xué)生的思維又練習(xí)了動(dòng)手能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度

物理學(xué)的建立就是人類觀察自然，認(rèn)識(shí)自然，在此基礎(chǔ)上利用自然，并最終改造自然的活動(dòng)，貫穿始終的就是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程。實(shí)驗(yàn)人員仔細(xì)地觀察、反復(fù)的實(shí)踐、認(rèn)真地分析實(shí)驗(yàn)條件和數(shù)據(jù)、科學(xué)地總結(jié)結(jié)果，形成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕A(chǔ)科研方法和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的科研創(chuàng)新能力，科研人員才能在不同領(lǐng)域不斷探索，取得新的發(fā)明或發(fā)現(xiàn)。

在物理學(xué)史上，關(guān)于光的本性，有粒子論和波動(dòng)說兩種觀點(diǎn)，在不同的時(shí)期，都曾占據(jù)主導(dǎo)地位。當(dāng)時(shí)頗有名望的數(shù)學(xué)家泊松用數(shù)學(xué)方法得出結(jié)論光是粒子。菲涅爾采用了橫波的觀點(diǎn)，通過干涉和衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的波動(dòng)性，鑒于他的貢獻(xiàn)，被譽(yù)為“物理光學(xué)之父”。這一例子，說明了在自然科學(xué)的發(fā)展過程中，以事實(shí)為依據(jù)，實(shí)事求是科學(xué)態(tài)度的重要性。比如，富蘭克林放風(fēng)箏發(fā)現(xiàn)電的故事，就誤導(dǎo)學(xué)生認(rèn)為發(fā)明和發(fā)現(xiàn)是實(shí)驗(yàn)的偶然靈感，就違背了科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思想，同時(shí)把一個(gè)故事當(dāng)作“電”發(fā)現(xiàn)的歷史事實(shí)，違背了科學(xué)尊重的原則。本杰明·富蘭克林是電學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū)，他提出閃電和電是一樣的，并在《電的實(shí)驗(yàn)與觀察》中寫出了驗(yàn)證方法，但最終是托馬斯完成的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。同時(shí)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來后，后續(xù)有一批科學(xué)家重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，至少有一個(gè)人丟了性命，他就是俄羅斯物理學(xué)家里奇曼。所以，根據(jù)現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料和實(shí)驗(yàn)記載，富蘭克林卻沒有放飛任何風(fēng)箏也并未因此失去生命。

從實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)到真實(shí)的結(jié)果經(jīng)得起實(shí)驗(yàn)的反復(fù)驗(yàn)證。認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，尊重原始數(shù)據(jù)，尊重客觀事實(shí)，才能逐步養(yǎng)成獨(dú)立思考，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

3.對(duì)學(xué)生解決問題能力的培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其本質(zhì)就是把理論與實(shí)踐結(jié)合起來。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生體會(huì)到了實(shí)驗(yàn)的樂趣，也會(huì)遇到很多問題。例如，根據(jù)透鏡的相關(guān)知識(shí)，可以制作簡(jiǎn)易的照相機(jī)。學(xué)生需要自己查閱相關(guān)知識(shí)，如透鏡的相關(guān)原理，再動(dòng)手將透鏡組裝。這樣不用教師太多的講解，學(xué)生已經(jīng)學(xué)會(huì)了大部分的知識(shí)，教師的工作就是答疑解惑。

三、結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的是讓學(xué)生實(shí)實(shí)在在地參與其中，活躍學(xué)生的思維，自主地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，突出了學(xué)生的主體地位，促進(jìn)了學(xué)生的創(chuàng)新思維的發(fā)展。另外物理實(shí)驗(yàn)并非一定要教師從實(shí)驗(yàn)室?guī)砥鞑?，從生活中取材更貼近生活，能激發(fā)學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生的注意力。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該將物理與實(shí)際生活有機(jī)地聯(lián)系起來。理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生通過實(shí)際操作，形成獨(dú)立的思考；在實(shí)際的團(tuán)體協(xié)作中，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。

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