加强物理实验教学 培养学生的实验探究能力

曹雪莲

世界的竞争，是人才和科技的竞争，人才和科技的竞争归根结底又是创造力的竞争。培养学生的创造力是新世纪世界教育的主题，也是提高我国全民素质，培养二十一世纪现代化建设人才的需要。江泽民同志曾经指出：“创新是一个民族发展的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”。培养学生的创造力，不仅关系到一个国家的生存和发展，而且决定着其在未来国际中的地位和作用。所以，学校教育要注重培养具有高素质、创新精神和创造能力的建设者和接班人。物理学是一门以实验探究为主的学科，物理学的发展离不开物理实验。物理学自身的特点及其在生产生活中的应用决定了实验教学是培养学生实验探究能力、创新精神和动手操作能力的重要途径，也是学生学习理科的主要方法之一。在物理学教学中，物理概念的建立，物理定律的发现，都是通过物理实验逐步认识和总结出来的，可见，物理实验赋予了物理学科丰富的思想内涵，同时，实验促进了物理学的发展，也促进了物理实验本身不断发展和完善。《普通高中物理课程标准》也对物理课程教学中加强实验教学，开展科学探究活动提出了“以学生发展为本”“强调科学探究过程”的新课程理念，强调教学既要重视基本知识的传授，也要注重基本技能的培养，同时还要加强学生探究能力的培养。科学探究既是重要的教学方式，又是激发学生学习兴趣、培养自主学习能力的有力手段，也是培养学生科学素养的主要途径，是完成学生知识整合和提升思维能力的重要方法。那么，在物理实验教学中如何为学生创造良好的探究学习机会，激发学生科学探究的兴趣，培养良好的探究习惯，不断提高探究的能力呢？下面笔者就自己的经验谈几点体会。

一、在演示实验中培养学生的实验探究能力

演示实验是物理实验的主要活动之一，在演示实验中，通过让学生观察物理实验中运用的感性材料，并对实验材料进行科学的分析，透过演示实验现象和实验结果认识到事物的本质，进而上升到理性认识。因此，实验前要充分准备，备教材、备学生、熟悉实验程序和实验的每个环节，以求取得实验的最好效果。尽管演示实验有助于学生掌握物理概念和学习物理知识，但是传统的演示实验也存在着一定的弊端，如往往由实验教师先讲解、再演示，然后把观察到的现象、结论总结出来，学生被动地接受知识，难有实验的热情和探究的欲望。因此，我们对演示实验进行一些改革，特意将演示实验中穿插探究性实验的环节，通过挖掘演示实验教学中的创造因素，提供给学生更大的思考空间，让学生在实验中充分发挥想象力和创造力，亲身体验，动手操作，充分发挥主观能动作用，从而有利于培养学生的探究能力。

如在做演示实验时，实验教师故意出错，以此吸引学生的注意力，学生通过认真细致观察并指出其中的错误，加深了记忆，锻炼了思维。或是在演示实验中尽可能地增加学生探究的机会，更好地激发学生的创新探究热情。例如，在研究自由落体失重现象时，用侧面带孔的矿泉水瓶装水后进行实验。教师分别让盛满水的矿泉水瓶从不同的高度落下来，有意连续多次做同一个实验会出现不同的实验结果。当矿泉水瓶从较高处下落的一瞬间，拔下堵在小孔的棉签后，小孔竟然不漏水，学生看到这个现象倍感新奇，继而会想会问：为什么小孔有时漏水，有时不漏水？水为什么不流出来？小孔被什么东西“堵”住了？这其中有什么奥秘？学生在这种新奇实验现象的刺激下，注意力集中，思维活跃，主动参与实验活动，从而实现了主动探究的教学目标。

二、在学生分组实验中提高学生的实验探究能力

分组实验也是学生实验的主要活动之一。开展学生分组实验有利于培养学生的科学探究能力，锻炼合作能力，提高观察能力，拓展思维能力，增强实验技能，也有助于学生理解物理概念，学习和掌握物理知识，运用物理原理解决生产生活中的实际问题。在分组实验过程中，要避免类似编程实验模式，要竭力避免实验教师代其行事，虽然实验的内容是一样的，但应在实验教师的指导下，引导学生设计具有自己个性特点的实验，通过学生自主实验，以确保实验的个性化。

在学生分组实验时，可以采用多种方式完成，如先演示后实验，也可以先设计后实验，或是让学生根据实验对象和内容自主选择实验方法，要尽可能增加学生实验的机会，为学生创造动手操作条件，充分开放实验室，让学生自由选择感兴趣的实验项目和内容，调动学生实验的积极性和主动性，激发他们的探究欲望。为了发展学生的发散思维能力，实验时不限制实验原理，培养学生的创新意识；不规定实验步骤，发展学生的创新思维；实验总结时，不限制学生的思维方向，让学生多观察，多发现问题，多方向、多角度地分析实验数据，审视实验现象，创造性地总结分析实验结果，开放性地归纳实验结论，探索物理规律的形成。

还以“研究自由落体失重现象”为例，本节课结束时，笔者又提出问题：做“小孔不漏水”实验时，距离较远的学生不容易看清楚实验现象，请大家想出有利于观察实验现象的办法，让实验现象更加明显。课后学生想出很多的办法：有的小组往矿泉水瓶里注入了彩色颜料；有的在地上铺上了白纸；有的把矿泉水瓶子放到更高的位置，延长矿泉水瓶下落的观察时间；还有的用摄像机录制矿泉水瓶下落的全过程，然后通过慢放功能观察实验现象。通过以上这个教学案例我们可以清楚地看到，传统的演示实验只是灌输知识，不能深层触及学生的思维；在演示实验中穿插探究性实验的环节，引发学生思考，则会使学生的思维进一步深化；如果改进实验方案，激发学生合作、协调的积极性，增加学生探究的机会，那么学生的创新探究能力会得到更好的锻炼与展现。

三、在课外小实验、小制作中发展学生的实验探究能力

新课程改版后的物理教材中增加了许多物理课外小实验、小制作，这些有趣的活动题材广泛而丰富，实验材料在生活中很容易找到，无论是实验设计，还是动手操作，都简单易行。例如，在家中研究光的色散，可以把玻璃镜子斜插到盛满水的脸盆中，将光反射到墙上，很容易观察到反射光颜色的变化；或是在太阳光下吹肥皂泡，通过肥皂泡的五颜六色来体会太阳光经过色散后的变化；也可以背对着太阳，迅速从口中向上喷水，会发现在有雾的地方出现彩色光带。因此，我们要不失时机地引导学生组建课外兴趣活动小组，借助实验室或是自行设计家庭小实验，把课外小实验与课堂实验活动有机地结合起来，使小实验、小制作成为课堂实验的延伸和有效补充。这样的课外实验活动虽然在某些方面会比较粗糙或不规范，但学生的自主性高、参与性强。又由于课外小实验、小制作选材方便，贴近生活，学生可充分展示自我，大胆合理想象，实验现象的生成和知识的获得都是学生亲身实践得来的，这种体验是其他学习方式不能比拟的，是最淳朴和最自然的，所以，有助于培养学生的探究能力和创新精神，同时也有助于他们体验物理知识与生产生活的紧密联系，增强学习物理的自觉性。

四、结束语

物理实验是培养学生动手操作能力的实践平台，学生娴熟的实验操作技能和动手操作能力以及创新精神和实践能力的培养都离不开实验教学。因此，在物理教学中一定要加强实验教学，让学生通过实验操作直接参与物理研究活动，亲身体验实验活动，发现问题，解决问题，在实验教学中培养和发展学生的实验探究能力，增强科学探究的素养。

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