加强实验教学 培养实验能力 提升教学质量

李金华

摘   要： 新的初中物理课程强调采用探究式的教学方法，而科学探究实际都是围绕物理实验展开的，实验教学已是初中物理的核心环节。当前实验教学却仍薄弱，改进教学的具体策略为认识实验教学类型的基础内容和改进实验教学形式，加强实验教学，使学生形成良好的实验习惯，逐步学会基本实践技能。在将验证性实验与探究性实践相结合的基础上，逐步训练学生的基本实践能力，以提升物理教学质量。

关键词：物理实验;实验教学;实验能力;教学质量

引言

物理科学作为自然科学的主要分支，不但对人类物质文明的提高以及加深人们对大自然了解起到了巨大的促进作用，同时对人们的科学思想发展也产生著不可或缺的影响。物理是指科学研究物质结构，以及物质之间的作用与运动组织规律性的自然科学。物理主要由理论与实践两个部分所构成。实践科学研究是人们了解世界的一项主要活动，是人们开展科学研究的基石;物理学理论则是人们对大自然最基本、最普遍规律的理解与总结，义务教育物理课程旨在提高学生的科学素养，科学探究学习方式是提高学生科学素养的一种重要而有效的途径，而探究活动实际都是围绕实验环节展开的。下面谈谈怎样通过改进实验教学以提升物理教学质量。

1  为什么加强实验教学

1.1  新课程标准的要求

最新的《初中物理课程标准》（2021年）中要求义务教育物理课程应以提高学生科学素养为宗旨，同时指出科学探究学习方式是提高学生科学素养的一种重要而有效的途径，强调要采用探究式的教学方法，采用探究式的教学方法，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养其创新精神和动手能力。而探究活动实际都是围绕实验环节展开的，标准中明确指出学生的观察实验、动手操作等活动在学习过程中要占很大的比例，不但要求教师要安排足够的学生实验和演示实验，还要求鼓励学生自己设计实验探究内容，尝试改良探究方案等。因此，新课程标准实际上把物理实验提升到了物理教学中的核心环节。

1.2  实验可充分调动学生的学习兴趣

初中生有好奇、好动、活泼等特点，围绕实验展开教学，符合初中生的认知特点。特别是新奇的实验可以吸引学生注意，激发学生的好奇心，使学生产生求知欲望，利用实验可以创设教学情境，将问题融合于情境之中，引导学生在情境中主动探究、自觉学习获取物理知识和科学思维能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。

1.3  实验仍是当前物理教学中的薄弱环节

虽然各种文献中都阐述了物理实验的重要性。但物理实验仍然是当前初中物理教学中的薄弱环节，学生动手能力和实验素养普通不足，乃至每年中考实验题的考查结果和得分情况都很不理想。这些都有必要继续从强化教学理念、改进实验教学策略、创新实验设计等方面探讨加强实验教学的有效途径和方法。

钻研实验教学是促进教师专业成长的催化剂。从知识内容深度来说，初中物理相对高中物理来还是较浅的，但搞好初中物理的实验教学、实验演示和实验设计却大有学问，要设计一个好的实验或改进教具，不但需要科学创意和教学灵感，还可能涉及很多的机械电子等物理知识和信息技术。物理老师在这方面是学无止境，大有可为的。

2  如何加强实验教学

在现代物理学教育中，实践是物理科学的重要基石，也是检验物理理论的重要准则。同时，基于实验的可反复操作的特点，使这一物理研究的基本方式成为中学物理教学的重要帮手。

实验搜集事实，积累数据从而得到更丰富的感性认识，它是建立理论、发展新理论和检验理论知识的重要实验基础。这样，加强实践能力的训练就成为了中学物理课程中一个至关重要的内容。所以，如果学生教科书中的所有实验都做好了，是不是学生的实践能力也就自然很强了呢？当然随着实验做的越来越多，操作技能会更加娴熟，而实验能力并不一定与之相应提高的。假如学生只会完成在教材中已经做过的实验，而对新的实验却无能为力，他们的实践能力就有问题。所以，学生的实践能力必须经过教师有目的、有规划、坚持不懈地培训来提升。从以下几点谈谈如何加强实验教学。

2.1  认识实验教学类型及作用

要培养实验能力，首先应对实验能力包括哪些方面以及中学生所能接触到的实验类型有所了解。从广义的实验能力来看，一般都包含了四部分：一是对实验的设计;二是实验的执行;三是对实验结果的管理;四是对实验总体的评估。中学生所能接触的实验，一般又可分成三种：一是由教师操纵的演示实验;二是由学生操纵的验证性实验;三是由学生操纵的探究性实验。演示实验让学生直观地了解现象，验证性实验让学生巩固理论，探究性实验则充分培养学生的各种能力。不论是哪一种实验，只有学生真正地参与到实验中去，亲自进行实验操作，学生的实验能力才会真正有效地得到培养。

2.2  改进实验教学形式

2.2.1 在演示实验中加入新的教学内容

传统的教师展示与实验教学，实际上是教师给学生看演示，先“教师做学生看”后是“教师讲学生听”，而忽略了对学生思考动力的激发，在课堂教学中如果将教师演示与实验变成了学生的边学边实践活动，既可让学生对实践获得更清晰的印象，也可训练学生的能力，从而大大提高学生浓厚的兴趣爱好与主观积极性。教师在教学过程中应让演示实验更有活力，在实验前可加入提问、猜想与假设;在实验中可加入亲身感受、体会;很多演示实验是为了引出后面的大的问题而设置的，故而在演示实验后还可以引导学生大胆想象。某些实验现象的可见度极小或物理过程速度快，学生无法观测，此时可加入挂图、幻灯片或多媒体，让学生更易理解，学生对物理现象的认识是学好物理的基本。

2.2.2 适当增加和改进学生实验课

学生实验课是全方位地、综合地训练学生自主实践创新能力的教育形式。要求学生在实验中学会问、学会猜测、学会设计、学会做、学会想、还应学会相互合作。要增设实验课，可把一些演示实验改为分组实验，如：压力的作用效果影响因素是什么，电磁感应现象等。实验课安排中，仪器少的四人一组，仪器多的可适当增加组数;四人一组中要做到人人有所为，可分为记录员、实验员、讨论员，做完再适当对调。还有一些理论性实验则为探究式实验，如当教师介绍弹簧的拉伸长度和拉伸的关系时，教师让学生在上课时自行做实验，以探究出弹簧的拉伸与其所受拉伸成正比的原因关系。在这基础上，让每个学生可以自制一种弹簧，并探究弹性限度的概念。这一种方式，可以更大程度地使每个学生对物理问题感兴趣，而且认识得更为深入。

2.2.3 学生充分利用课堂中的迷你实验室、小工具制作，进行多样化的课外科技教学活动

对教学中的小实验、小制作，都可以安排学生在课外全部完成，并且每一个学生都应及时检查和参加讨论。在课本的实践练习中，则布置了学生进行制作的实验观察活动。如自制弹簧测力计、自制简易天平、制作无影灯、自制小孔成像等等。

如制作喷泉实验：在如图1所示装置中，在一个大硬纸板上钻一个小孔，然后再插一小根玻璃管（玻璃管与硬纸面中间用一小段胶管封闭），把大硬纸面放到有鲜红水的水槽上（硬纸面与水槽间留有缝隙），点燃两支蜡烛，用一个烧杯（杯口涂凡士林）盖住，当火烛熄灭时，烧碗内的气体减少，内部气压降低，而外界大气压则将红水由水槽中向上压进烧杯里，飞溅而出，从而构成美妙的喷泉。

大多数学生都能很好地完成任务，对学生的制作成绩，要加以评价、展览和给与相应的奖励。

还可进行“小发明”“物理知识竞赛”“实验表演赛”、撰写科学小文章等课外活动，通过这种课外活动能够让学生的物理基础知识和创新能力得到进一步拓展和培养。

2.3  学生培养良好的实验操作习惯，学会初步实践技能

良好的习惯让成功变得触手可及。在中学物理启蒙课程中，教师应着重指导学生更多地注重研究身边的生活物品和社会生产中的物理学现状。如为什么在水中搬起石头要比在地上搬起石头要更省力一些？为什么俗话说“磨刀不误砍柴功”这句话有道理？保温瓶是如何保温的等等。物理现象到处都有，要使学生对自己也能提出疑问，教师就可以为学生时常设置一些还没学的问题，为学生设定悬念，从而让学生慢慢地形成爱观察、善于发问、勤思索的好习惯。

关于课堂中的演示实验，在第一次必须向学生讲清楚，如何看到每一次实验过程和所呈现的物理现象，采用何种仪表，如何操纵。引导学生边观看实验，边反思，对所展示实验的物理现象和实验数据加以分析处理，并归纳总结得出结论。从而避免了学生将操作实验当成戏法，不联系物理知识去观看实验的不良习惯的产生。

在教学实践中，为培养良好的习惯，应该避免学生存在这样一些问题：①不讲求实验目的有没有达成，不按计划和步骤完成实验，仅仅在实验室内将仪器设备当成玩具胡乱地摆弄几下就了事;②不守纪律，在实验室里窜来窜去，干扰他人的实验作业;③小组实验中的所有作业总是由一个人包办到底，其他学生只能坐陪，而无法参加实践或教学活动;④教师不注意实践的科学化，不注意实验现象和测试数据的真实性，使实验课成为了凑数字、拼结果的课堂。

3  如何在实验教学中培养学生综合能力

提高综合能力是中学物理教学的重点任务。在物理学课程中提高综合能力一般有：获得信息技术的基础能力——思考力、注意力;储存信息的能力——记忆力;处理信息的能力——逻辑思维、想像力;再创信息的能力——创造性思维等等。

实验教学在形成和发挥学生创新能力的过程中，具有着不可估量的意义。传统的实验教学多采用验证性实验形式，这当然是必须的，但是从培育有学识、有才能的创造型人才方面考虑，单纯的验证式实验还无法很好地完成培养能力的任务，故而在教育过程中还需要进行探究式实验。

探究式实验基本要素有七个步骤。我们以人教版八年级第八章第三节“研究滑动摩擦力与什么因素有关”这一探究型实验为例子说一说怎样培养学生的各种能力。

（1）学生首先要从日常生活经历和经验中想象到，滑动摩擦力并不仅仅受一个因素的影响。让学生自由思索和提出问题，既要求学生有观察力，又要求学生有思维能力，还要有表达能力。

（2）让学生对影响原因做出推测与假设，学生会想象出很多因素，如与物体接触面积多少、接触面的粗糙程度、物体运动速度、接触压力、物体运动方向、质量、材料等等因素有关。这将有助于锻炼学习者的想象能力、表达技巧。在这时，教师就应激励学生大胆地想象，但同时也应有所引导。

（3）充分发挥学生主动性，让学生去设计实验，学生在设计实验的过程中会有一定的困难，这时教师不要站出来充当救世主，而是让学生自学什么是控制变量法，这样一来，学生的逻辑思维能力就得到了培养。

（4）学生在进行探索的学习过程中能够锻炼自主动手能力，注意力、再次发现问题以及解决实际问题的能力，因为实验的种种好处，故而教师不能代替学生去做，让学生自主完成，教师只是一个引导者、组织者。

（5）学生对收集到的数据进行分析与论证，让各个小组进行比较，从比较中发现问题，从比较中得到结论，这可以培养学生的分析能力。同时大部分学生可以从中得到认同，有一定的成就感，让学习的兴趣又一次得到提升，有学好物理的信心。

（6）布置学生完成课本以外的猜想因素，可以巩固学生的认知，培养学生独立完成任务的能力。

（7）让学生完成一篇小论文：世界上如果没有摩擦阻力。培養学生的空间想象力。

（8）让学生设计一个利用或防止摩擦力的器具，培养学生的创造力。

可见，只要利用好书本中的探究型实验，学生的各种能力就一定可以得到提高，所以，教师应改变教学理念，切实加强实验教学。

总之，当学生的兴趣被激发，学习的习惯已养成，各方面的能力有了提高，那么教学质量的提高就不再是一句空话，而是势在必得。