“学习科学”视域下物理实验能力的培养研究

邓晓钧

“学习科学”的研究对象是各种情境下的学习活动，我们从这一视角来审视物理教学，就是要研究学生物理学习的特点和方法，从而为学生的学习能力提升奠定基础.教师在组织教学时，首先是要注重学生实验能力的培养，毕竟实验是物理学科赖以发展的基础.

一、穿插学史教学，激发学生的实验学习兴趣

物理实验有着生动形象的特点，它能有效激活学生的好奇心和探索欲.此外，物理实验还有着活动性的特点，它需要学生动手操作、动眼观察、动脑思考.在实验过程中，我们要引导学生将观察、思维和操作有机地整合起来，从而让学生认识到实验不应该只是一个机械操作的过程.我们要让学生形成比较稳定的学习动机和实验興趣.

物理学史中有着很多关于科学实验的记载，其中有成功也有失败，有必然也有偶然.我们在实验教学中，将有关内容渗透给学生，可以让学生从中收获启发，并从实验中得到经验.例如，我们指导学生探究感应电流的发生条件时，提供材料让学生阅读法拉第和科拉顿两位科学家进行物理实验的故事，学生纷纷对科拉顿的“跑失良机”而感到惋惜，同时也对实验现象的精妙感慨良多.再比如，杨氏双缝干涉实验被誉为“物理学史十大最美实验”之一，我们指导学生在进行实验时，不仅要让学生明确实验的具体操作和历史意义，更要让学生明确托马斯·杨实验设计上的巧妙之处，即如何得到两个相关光源.只有学生真正理解实验的巧妙之处，他们才能产生一种科学性的兴趣.

二、注意实验包装，提升学生参与实验积极性

当今社会，什么东西都强调包装，我们的物理实验教学也不例外.事实上，随着时代的发展，社会上有着太多的东西对学生产生诱惑，学生对新鲜事物的免疫力已经很强，如果我们将物理实验平实地呈现在学生面前，则对学生的兴趣激发效果是很有限的.当然，物理一直强调“大道至简”，我们所提倡的实验包装并不是要将简单实验复杂化，而是希望变更实验的开展形式，让学生真正参与到实验中来.在教学中，我们一方面要注重演示实验的调整，即要尽量让学生能参与到演示实验中来，另一方面也要注意关注学生实验的开展，防止部分学生因为操作能力较差而游离于小组实验之外.

例如，探究自由落体运动的“牛顿管”实验，在以往的教学中，都是教师一手包办，学生看个热闹即可，这显然无法让学生真正体会到实验的乐趣.因此，我们在教学过程中，要多方位地开放实验，让学生能够全方位地参与到自由落体运动规律的探索中.笔者在教学中这样进行安排，首先是实验1：纸团和纸张的落体实验.让学生将一张纸裁成对称的两份，其中一张揉成纸团，另一张保持原状，让学生将其举高之后同时释放，学生会发现相同质量的纸在下落过程中明显存在快慢上的差异，什么原因呢？学生自然就会想到空气阻力造成的影响.在此基础上，我安排实验2：“牛顿管”实验，这一实验的常规操作是教师先在阀门打开的情况下，让金属片和羽毛同时下落，学生发现运动上的差异，然后再通过抽气机将其中抽成真空，再演示对应情形下的落体运动，学生发现运动上的同步性.笔者认为上述操作很容易成为教师的独角戏，为了增强学生的学习能力，笔者将学校实验室中的四组牛顿管器材全部拿过来，让学生以小组探讨的方式进行自主探究.不试不知道，一试吓一跳，学生的学习能力和认识新事物的能力超乎了我们的想象.他们在自主研究和讨论中，很快发现了牛顿管和抽气机的使用方法，通过自己的实验证实了有关落体运动的猜想.

三、正确实施引导，逐步提升实验能力

在实验教学中，教师要注意引导学生对实验的成败进行正确的归因，并及时展开有效的评价和反馈，教师要对学生科学而积极的归因进行鼓励，对那些消极归因的学生进行适当的引导和暗示，有效提升学生的实验能力.

物理实验的操作性、实践性、偶然性等都很强，实验的结果受到多方面因素的影响，因此，合理地评价实验结果，正确地分析实验误差，都是学生在实验中必须关注的内容.教学实践中，我们会发现部分学生一遇到实验失败，就会抱怨器材不行，或是同伴水平不高，也有部分学生在实验中抱着得过且过的心态，实验数据出现一些偏差，他们就说这在误差允许的范围以内，对误差产生的原因却避而不谈.这显然是不合理的，我们一方面要正视学生实验能力上的欠缺，同时更要积极而正确地引导，促进学生循序渐进地提升实验能力.

综上所述，在物理教学中，教师要善于从“学习科学”的角度来研究学生实验能力的培养，这对学生物理学科素养的发展也有非常重要的意义.