基于实验，在物理教学中培养学生自主学习的能力

赵一芳

摘 要：现代知识更新的周期越来越短，社会对学生的学习能力提出了前所未有的新要求，因此“新课程标准”要求学生动手动脑地“学”科学，学校要培养学生的学习兴趣，教师要传授给学生学习方法。中学物理实验教学目的就是让学生受到严格、系统的实验技能训练，在解决问题的过程中培养学习兴趣、提高综合能力，最终促成学生自主学习。

关键词：物理；实验；自主学习

一、自主学习的基本理论

国内外学者对自主学习的定义不尽相同，但其本质涵义是一致的，无一例外地强调学习过程中，学生的主动性、策略性、持久性和自我调控性。笔者认为，自主学习是由学生自己确定学习目标、选择学习方法、创造有利环境、监控学习过程、评价学习结果的学习。自主学习能力，是指学习者能主动、自控地进行学习所需要的能力，即能顺利进行自主学习需具有的能力。

本文以高中实验教学为切入点，探讨培养高中生自主学习能力的方法和途径，进一步促进高中物理教育教学质量的提高。

二、当前中学物理实验教学中存在的问题

1.物理教学方式传统，重理论、轻操作

尽管教师都认识到实验在物理教学中的重要作用，但在实践中，教师受传统教育的影响和课时的限制，对实验操作普遍不够重视，认为其可有可无。课堂演示实验和部分学生实验由老师做、学生看，教师的直接教学忽视了指导学生思考和发现，缺少了学生参与和操作。学生分组实验也往往是在老师讲授实验方法和实验步骤的前提下进行的“照方抓药”。学生对实验原理和所用仪器的认识停留在理论层面，思维被固化，很难产生有意义的学习。久而久之，学生自主学习热情和创造性思维被禁锢起来。

2.实验教学模式僵化，重结论、轻过程

传统的实验教学模式忽视实验教学的情景性，由教师安排实验内容，准备实验仪器，讲解实验原理，拟定实验步骤，甚至设计好数据记录表格，预测好实验结果。学生虽然参与了实验活动，但处于被动接受的状态。实验模式的僵化导致学生墨守成规，机械性的实验操作使学生忽视实验中出现的异常现象和异常数据，更谈不上进行深入思考，不利于自主学习意识和创新精神的培养。

三、在物理实验教学中培养学生自主学习能力

1.学生参与演示实验，以常规实验为基础，开发非常规实验

以课本上的常规实验为基础，由学生单独操作或几人合作，给

予学生动手操作和展示自我的机会，拉近学生与所学知识情感上的距离，增强实验结果的真实性和说服力。

取材于生活的非常规实验简单、容易感知，可操作和趣味性强，能够锻炼动手能力、开拓思路；新颖独特的设计容易引起学生的好奇心，激发学习兴趣，培养学生的想象力。例如，用两本书内纸张交错叠在一起，让两个力气大的男生来拉，无法把它们拉开的实验，导入摩擦力教学。类似的实验现象让学生惊讶不已，引发了学生强烈的学习兴趣。非常规实验的开发对学生自主学习习惯的养成可谓是“随风潜入夜，润物细无声”。

2.教師指导学生实验，以学生为主体，大胆质疑、纠错和创新

（1）引导学生自主分析实验原理，再现物理规律

教师针对实验重点、要点、注意事项，以问题串或选择题的形式编写“导学案”，引导学生课前预习。教师精心设计的一个个“问题”成为引导学生思考的一把把钥匙，引导和帮助学生更好地完成实验。有些实验可以先以电子课件的形式，在电脑上模拟操作，例如，电路连接、仪表读数等。在电子课件中针对问题和模拟操作设置及时反馈，便于学生进行自主评价。例如，在课件里设置语音反馈，答对给予表扬、答错鼓励再试。

（2）引导学生自主设计实验方案，培养探究能力

实验方案的设计不应完全照搬课本，鼓励学生大胆挑战课本上的实验方案，挑剔毛病，想办法改进；也应鼓励具有创新思维的学生发挥聪明才智，开拓思维，探究全新的设计方案。

如，“验证机械能守恒定律”实验，可以不选取难定的第一点处理数据，从后面的计数点中取两个点算出速度与高度来验证。

又如，“描绘电场中的等势线”实验，学生提出可以模拟出匀强电场来描绘等势线。

再如，“测定重力加速度”实验，除了用单摆的，也可以用打点计时器的，还可以利用下落的水滴的。

（3）指导学生自主设计实验步骤，提高设计能力

明确实验原理、确定实验方案后，实验步骤由学生自主安排，教师只要指出实验中要注意的问题。要求学生列出实验所需器材及如何组装、制订操作过程和步骤、应测的物理量、如何记录实验数据、如何处理实验数据、实验误差的原因。

（4）“开放实验室”，提高操作技能

课余时间对学生开放实验室，学生可以通过预约对实验课内没有完全掌握的内容和学生自主选择的实验进行验证或设计。保证学生独立实验的空间、时间，及时给予方法上的指导，但不干预，给学生完善和改进实验操作的机会。通过实验探究的过程，让学生不断地反思自己的观念和操作，在与经验世界的对话中建构自己的知识体系。

（5）辅导学生自主处理实验数据，发展思维能力

高中物理实验的数据处理方法主要有：逐差法、描迹法、平均法、列表法、图像法等。学生自主决定合理的实验数据处理方法，也可鼓励学生对一个实验试用多种数据处理方法。如，“研究匀变速直线运动”的实验数据处理中，除了逐差法，有的学生先用匀变速直线运动规律中的vt/2=v=s/t求出多个点的速度，再用公式a=

（vt-v0）/t求出a，最后求平均值。有的学生作v-t图象，根据直线的斜率求出a。又如，“用单摆测定重力加速度”的实验，课本采用先将测得的周期T和摆长L列表，再用公式计算，多测几组求平均法。有的学生则以L和T2/4？为坐标轴，用测得的数据描点，画出直线求斜率，即得到g。

（6）引导学生自主总结实验体会，完成实验报告

采用新颖的实验报告模式，如，“科技小论文”形式、“发表讨论”形式。

“科技小论文”是模拟科研论文的写作方法来完成对实验活动成果的总结。改变实验报告的写作视角，以一篇简明扼要、有个性、有特色的小论文来总结实验工作成果。“科技小论文”保留了传统实验报告的基本功能，没有固定的格式，要求内容完整、重点突出就可以。

“发表讨论”形式是学生做完实验以后，分组将实验结果等作约10分钟的口头报告，然后有5分钟问答和讨论，每个小组的2名学生分别准备并报告同一实验、老师或学生提出的问题，共同讨论。“发表讨论”的实验报告模式能锻炼学生的口头表达能力，促使学生认真完成实验，增加了学生合作学习的机会，有利于综合能力的培养。

教育的最终方向和目标是：“教是为了达到不需要教”（叶圣陶）。自主学习能力的培养不是一朝一夕的事情，需要学生和教师持之以恒。在物理实验教学过程中，教师应当像导游，引导学生踏上奇妙的物理实验的旅途。同时教师应当像教练一样支持学生，提供学习方法和策略上的指导，让学生在自主实验操作过程中增强自主学习的能力。

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（作者单位 江苏省苏州市田家炳实验高级中学）