提升学生物理实验操作能力的途径浅析

【摘要】物理学科的特点是理论与实践相结合，学校开展相关实验教学培养学生物理学科的基础理论知识，有助于为学生日后的学习奠定坚实基础。物理实验能体现出物理知识在现实世界中的表现形式，实验教学能帮助学生增强动手能力和对现实物理现象的观察力。而当下物理教学偏重理论知识的培养，实验课占比较少。基于此，文章阐述了当前初中生物理实验操作存在的主要问题及其原因，提出提高学生物理实验操作能力的方法和途径。

【关键词】初中物理;实验;操作能力;策略

【基金项目】兰州市2021年度教师个人课题“适应新中考的初中物理实验操作能力的策略研究”（课题编号：LZ〔2021〕GR00XXX1784）

作者简介：马金平（1982.03—），男，甘肃省永登县树屏镇初级中学。

具备较强的逻辑思维能力在物理学科的学习中尤为重要。在种种物理现象中找到相互关联的点，在此基础上对知识点的学习进行持续强化训练，如此才能更好地运用所学的知识。因此物理实验的开展十分有必要。学生通过物理实验可以培养观察能力和逻辑思维能力。物理的理论往往比较抽象，部分想象能力较差的学生总会在理解某些物理现象上遇到困难，而通过具体的实验及观测实验结果能够达到理解抽象知识点的目的。[1]教师在开展物理实验教学时，必须让学生自己思考并理解、完成实验要求和步骤，着重培养学生的动手能力，以此提升学生的独立思考能力和实践水平。

一、初中物理实验能力培养的重要性

物理知识来源于自然，其研究目的也是更好地利用自然。物理研究的主要内容是事物的本质内容和事物之间的内在联系。[2]在初中物理学科的教学中，主要教学目标是让学生理解日常生活中碰到的事物的表象和事物之间存在的内部联系。初中物理课堂中，除了理论知识的学习，学生还会接触到物理实验。物理实验是初中物理重点教学内容，通过物理实验，可以达到拓展学生思维（包含探索思维和创新思维）、提高学生实验技巧（包含实验操作技巧和实验设计技巧） 和实验能力 （包含创新能力、探索能力、仔细观察能力、协作能力） 等目的。[3]在如今大力提倡素质教育的大环境下，提高学生的学科素养不仅要让学生学习物理理论知识，同时也要提高学生的物理实验能力。

二、分析当前条件下学生进行物理实验时存在的问题及其原因

（一）实验过程不标准，实验方法不成体系

由于学生接触物理实验的时间较少，且物理实验涉及的知识较为复杂，因此学生在进行实验操作时往往存在一些问题和不足。例如，学生在进行电学实验时，有的忘记了每个电表在电路中的作用，或者不了解串联和并联的意义，从而造成短路现象;在进行液体密度测量的实验中，有的学生忘记清洗试管，导致实验数据偏差较大;在天平使用操作的实验中，学生常常会忘记“左物右码”的诀窍，将物品和砝码放置错误;等等。由此可见，要提高学生对实验操作的规范程度，还需要教师从理论知识传授方面进行强化。

初中学生的物理思维处于建立初期，在具体实验操作时，他们由于缺乏对实验整体的认知，常导致实验步骤的落实缺乏条理性。例如，在进行电学实验时，一些学生将电表、电线随意摆放，当电表不能正常使用时，他们就会很难发现故障原因而导致实验无法继续进行;在进行天平实验时，有的学生不先进行天平调零，便开始进行对物品质量的测定，从而得出一些与实际偏差较大的数据。缺乏条理性的实验，往往效率较低，得出的实验数据偏差较大，不利于实验教学目标的落实。

（二）实验修养水平较低

初中生由于缺乏一定的实践经验，对实验的认知不深，因此实验修养水平较低，容易违反实验操作的要求。例如，一些学生没有对实验课进行课前预习;个别学生将食品、饮料等物品带入实验室，对实验室环境造成污染;一些学生不遵守实验仪器的安全使用条例，对其随意调试而导致实验数据有偏差或实验失败，有时甚至产生安全问题;在教师尚在讲解实验步骤时，个别学生已经开始自己操作，没有听清教师讲述的实验要领而导致实验失败。

（三）器材短缺，教学类型单一

由于初中物理知识相对较浅，一些物理现象不需要通过实验也能观察到，实验教学内容相对单一，而且课程标准对实验要求较低，因此一些学校物理实验器材配置不高或者不够。在一些基础设施条件较落后的学校，甚至缺少必要的物理实验器材，致使教师只能进行理论讲解，在黑板上演示，无法开展真正意义上的实验课。学生在初中阶段刚刚接触到物理知识，对物理实验往往抱有好奇的态度，如果学生在接触物理的初期，由于器材短缺导致不能接受较好的物理教育而失去对物理科目的兴趣，那是非常可惜的。物理实验教学是科学严谨的，是物理教学中不可或缺的，实验的目的是从现象看到本质，如果学生无法亲自动手做实验，那么对物理知识的理解只能停留在表面，无法真正突破物理核心知识。在如今素质教育的时代背景下，强调对学生的创新实践意识进行培养，而物理正是学生在校园中接触创新实践最多的学科之一。因此丰富学校的物理器材种类，为学生进行物理实验操作提供机会和平台，对培养学生的创新思维、促进学生全面发展十分重要。

三、提高学生实验操作能力的途径和方法

（一）以实际物理现象激发学生的学习欲望

初中学生由于心智发育未成熟，尚处于喜爱探索世界的阶段，会对一些新奇的东西产生浓厚的兴趣。[4]对此，初中物理教师在进行教学时，要善于利用初中生好奇心强的心理特点，让学生注意到各种有趣的物理现象，从而让学生自主地参与物理学习，探索其中的秘密。

例如，在進行“分子间作用力”的教学时，教师可以先提出一个问题：“将一枚硬币放入有水的烧杯中，会产生什么现象？”学生出于好奇心，会对问题进行思考，并试图寻找出问题的答案。教师要适时鼓励学生独立进行实验，让他们看看结果和自己猜想的有什么差别。学生实验操作的结果一般是硬币会沉入杯子的底部。这时，教师可以向学生展示，将硬币缓缓平放，使其漂浮在水面上，然后让学生进行尝试。在学生的操作结束之后，教师可以向学生解释硬币漂浮在水面上的原理，即因为分子间作用力的存在，使得硬币可以漂浮在像一层薄膜一样的水面上。教师通过让学生自己动手实践，不仅使学生了解到分子之间作用力的存在，还增强了学生的动手能力，进而让学生巩固知识，学以致用。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

在物理实验的教学中，教师可以通过放慢步骤的方式让学生在实验教学过程中观察得更加细致，也可使其在后期的自主实验中，操作得更加熟练和自信。在实验进行的过程中，教师需要让学生自主完成实验，同时记录实验数据。如果学生的实验数据产生较大偏差，教师再带领学生重复进行实验，纠正学生的错误，学生也能通过对多次实验现象的观察，加深对物理各知识点以及实验步骤和注意事项等的印象。

（二）让学生在实验中做主导者，锻炼学生的动手能力

教师在物理教学中进行实验演示，是为了让学生更好地了解这一物理现象，结合书本上的知识，更好地理解物理规律。[5]这能够十分有效地提升学生的观察力和分析能力，并使其在实际生活中学以致用。但是这种演示方法也存在一定不足。因为演示实验是以教师为主，由教师动手操作，学生只能观看和思考而不能亲自动手操作，不能参与到实验之中，长此以往，学生只看不动会降低对物理学习的兴趣，也不利于动手能力的培养和提升。因此在实验教学时，教师应充分倾听并考虑学生的想法，在课堂教学中让学生处于主导地位，为学生展示动手能力提供更多的空间，让学生参加到课堂演示中，并在实验过程中多给学生必要的指导，鼓励那些害怕动手的学生积极参与。在学生完成实验后，教师要对学生的操作结果进行评价，表扬参与实验的学生，让学生树立起动手操作实验的信心，这样才能让学生更多更踊跃地参与实验，让学生在每一次动手实践的过程中获得实践能力的提升。

（三）利用课外小实验、小制作提升学生的动手能力

教师可以调动学生的积极性，使其能够独立完成小型实验活动，这样一来，学生在课堂以外的地方也能够通过实践提升自己的动手能力。[6]学生可以通过一些小实验进一步加深对物理现象的印象，这也是一个把知识与生活实际进行结合的过程。例如，教师在结束小孔成像的教学之后，可以将制作针孔照相机作为一项课后作业并鼓励学生完成，这可以让学生通过亲自动手的方式直观感受到小孔成像在实际生活中的妙用，让学生进一步理解小孔成像的原理。此外，教师也可以让学生进行其他实验，比如“筷子神力”，在装满米的杯子里插进一根筷子，在此条件下观察在向上提筷子的过程中杯子是否会被一起提上来。还有纸杯烧水的实验，等等。这些实验可以就近取材，不需要复杂的材料，易于操作，能让学生直观感受到实验的乐趣。教师也可以让学生在课堂上向大家展示自己动手的成果，以培养学生的信心，促使其以更大的热情继续进行类似的小实验，进而提升动手实践能力。

（四）基于演示实验，培养学生的观察能力

牛顿提出了万有引力定律是因为对苹果进行了观察，爱因斯坦在观察了双缝实验现象后才提出光的波粒二象性。所以说，观察能力对于物理来说是一种必不可少的能力。初中教师在进行物理教学时，应着重培养学生的观察能力。通过演示实验过程，可以提高学生发现问题、感知问题的能力，帮助学生更好地理解事物内在联系，从而进一步理解物理知识。[7]因此，教师要给学生展示实验过程，要求学生认真观察，以此提高学生的观察能力，促使学生形成良好的实验习惯。比如，在进行小孔成像实验教学时，教师应该鼓励学生借助实验设备，仔细观察小孔成像實验，对小孔的直径、成像的方向及成像的大小等进行细致的观察。学生只有自己观察过各种实验现象，才会对出现这种实验现象的原理产生兴趣，对于物理原理的学习才会更有主动性。再比如，教师在给学生演示“振动发声”的实验时，要求学生观察振动幅度大小不一的橡皮筋，同时仔细观察橡皮筋的状态和不同状态下橡皮筋发出的不同的声音。此时，教师提问学生：“随着振动状态的变动，橡皮筋发出的声音有何不一样？”“橡皮筋如何才能发出声音？”以此督促学生仔细观察实验过程，积极思考。教师在教授完“摩擦起电”“惯性”“浮力”这些内容时，可根据学生的具体情况布置一些实践观察作业，让学生努力寻找日常生活中碰到的与物理相关的知识，记录并与同伴分享，这可以提高学生的观察能力，培养学生的良好学习习惯。

（五）运用多媒体手段，辅助实验教学

多媒体设备是辅助实验教学开展的重要工具，教师在讲解如何使用物理器材时可以借助多媒体等方式，利用多媒体课件对器材使用的各项要点进行详细讲解。对于一些无法在学校开展的实验，可以通过多媒体设备进行实验演示，以拓展学生的视野，激发学生对一些物理现象的兴趣，由此提高学生学习物理的积极性。同时，如果是在一些无法完全开展物理实验的学校，教师只能通过多媒体设备，使学生利用多媒体完成实验，以完善学生的物理知识结构，完成实验教学的目的。

综上所述，本文从物理实验教学的角度出发，提出初中物理实验操作中存在的问题并对其加以分析，提出改善建议，为之后的初中物理实验教学活动提供一些借鉴。初中物理实验帮助学生开启物理学习的大门，有助于夯实学生的物理基础，激发学生的物理学习兴趣。在初中物理实验课中讲授物理实验安全流程、基本的实验设计和操作步骤，可以为学生开展各个学科的实验和研究奠定基础，进而全面提升学生的动手实践能力，发展学生的综合素养。

【参考文献】

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李大伟.初中物理有效课堂教学方法与培养学生的创新精神与实践能力[J].新课程（下），2017（02）：71.9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3