利用物理实验，提高学生学习能力

王士杰

物理学是一门以观察、实验为基础的科学,实验是物理教学的基础.在我国,随着新一轮基础教育课程改革的全面推进,新课程提倡在课程实施中引导学生质疑、探究,促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习,利用物理实验教学有助于学生提高能力.

一、设计创新实验，发展创新思维

在物理教学中，激发学生发散思维与逆向思维，并培养学生创新的心理素质.例如，不懈地进取精神，不满足现有的知识，对已有结论的不轻信，用语探索以及实事求是的科学态度，严谨细致的作风和坚忍不拔的意志等至关重要.

例如，在学习高二物理“机械波”时，为了探索波的形成和传播规律，要求每两人一条丝带（长度约60cm），观察丝带上凹凸相间的波，做法：（1）将丝带一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖动，在丝带上产生一列凹凸相间的波.（2）在丝带上每隔大约2cm，用墨水染上一个点，代表丝带上的质点.重复步骤（1），观察丝带上的质点，依次被带动着振动起来，振动沿丝带传播出去，在丝带上形成凹凸相间的波，从而探究了波的形成和传播规律.

二、用动作技能的学习规律培养动作技能的学习

传统教学模式下培养出来的学生的动作技能是十分缺乏的，具体表现在参加实验考查时，即便面对十分简单的实验，如“打点计时器的使用”、“用万用表测电阻”学生也是手不断地抖，看一步操作步骤做一步，根本达不到熟练（自动化）程度.

另外，在传统模式下的学生实验时，不同组的学生其操作常常各不相同，经常出现错误的操作方法.

例如，在做“用玻璃测折射率”这一实验时，有的学生用玻璃砖作工具固定大头针.究其原因，我们认为这是由于教师不熟悉动作技能的学习规律的缘故.

有的教师把动作技能的学习等同于知识的学习，认为我己经把它讲清楚了,你们也就会了.

有的教师由于自己已经掌握了动作技能（达到自动化）而认为动作技能的学习很简单.

经过教师示范、学生找错误以后，学生实验操作的正确率大大提高，教学效果及教学的吸引力也大大提高.

三、要以挑战者的眼光挑剔书本上的实验，培养学生独立性和创造力

从2000年的全国物理高考试题中，我们应感受到高考物理改革的方向，不是简单地照抄课本上的实验，它给予的验证动量守恒的实验装置是对书本上的经典装置的改进.这是对迷信权威者的嘲弄，是对创新者的呼唤.这给予了我们一个大胆的想象力，不要把书本上的实验奉若神明，要以挑剔的眼光重新审视书本上的传统实验方法.

其实，在平时的学生分组实验中，在教学演示实验中，我们对教科书中设计的许多方面的差强人意是很不满的.

例如，动量守恒定律中的被碰球干嘛一定要放在那很难立得住的小支柱子上；验证机械能守恒定律的实验没必要从第一点就开始计时（即没必要取第一和第二两点间长度为2mm），我们完全可以从后面的计数点中取两个点算出速度与高度来验证守恒定律，没必要管第一点准确与否……但总觉得高考就按书本上实验装置考，所以不敢与它有所冲突，害怕学生高考会吃亏，但从目前的发展趋势看，这种担心是没有必要的，反而不利于学生的开放性思维的发展.

正是出于以上的考虑，我觉得实验的复习要打破常规，不应该再叫学生跟在书本的后面应该怎样做不应该怎样做，尽管我们不否认书本上的实验是专家学者智慧的结晶，但思维被圈在这当中不是现代教育的要求.

当然，学生开始也许不适应这样的教学改革，但这不要紧，可以先提示他们.

例如，对牛顿第二定律的验证的实验原理设计有无问题，为什么不用弹簧称测拉力，弹簧称测拉力有何不妥；而为使小桶的重力等于绳子的拉力，书本上要求小车的质量远远大于提供拉力的小桶的质量，这有无必要，我们是否可用学过的连接体的知识修正一下拉力的大小，从而摆脱这个限制.

又如，对实验步骤的设定，每个实验都有可推敲之处，不应绝对化，死记硬背是没必要的，很多步骤的前后顺序是可以颠倒的（比如许多实验的准备工作中的先后次序），要让学生分析每一步骤在实验中的必然性，是属于准备阶段还是实验过程阶段或数据处理阶段，只要归门别类，前后顺序自然明晰.

四、分析学生实验中发现的异常现象,培养学生分析解决问题的能力

对学生实验中出现的异常现象的捕捉和分析处理是培养学生的独立性和创造性的有效途径.

例如，在“用单摆测定重力加速度”的实验中,学生自以为测量Ｌ和Ｔ都较准确,但实验测出的ｇ偏大.针对这一实验问题,教师检查学生测Ｌ和Ｔ的方法及数据确定正确无误,发现问题出现在没有保证单摆在一竖直平面内振动,而是形成了一个圆锥摆.教师可指导学生推出圆锥摆的周期公式为Ｔ=2πlcosθg(ｌ为摆长,θ为偏角),它小于同样摆长的单摆周期,用它代入单摆周期公式求使ｇ值偏大,这样既解释了实验误差来源,又得出了圆锥摆的周期公式.

这样，不但加深了对定律的理解,而且从猜想、分析到利用实验加以验证,已经很接近科学家在研究物理问题时“提出假设并验证假设”的科学方法,培养了学生分析和解决问题的能力.