高中物理实验能力的培养

高中物理的教学要紧扣“提升学科素养，注重能力生成”的教学理念，教师在教学的过程中不仅要注意学生对知识的掌握和理解，更要注意学生各种能力的培养，尤其是学生实验能力的培养。那么，在教学中如何提高学生的实验能力呢？

一、培养学生设计实验的能力

实验设计是一种创新活动，需要打开思路，合理安排步骤，才能设计出好的实验方案，慢慢养成科学研究中所需要的一种创造性思维。实验思路是顺利完成实验设计的基础和保障，在动手实验之前，学生应明确实验的目的、实验原理，弄清实验所依据的基础知识点以及通过实验所要获得的知识。要根据实验目的和原理设计实验。如：研究平抛运动的实验中，学生明确实验的目的是描绘某物体做平抛运动的轨迹，并通过这个轨迹研究平抛运动的特点。如何描绘物体的运动轨迹呢？我是这样引导学生进行设计的：1.平抛运动物体的初速度是水平的，怎样保证小球被水平抛出？学生想到的是设计一个水平槽；2.小球的运动很快，抛出一次只能描出一个点，而描绘轨迹需要多个点？学生设计多次试验；3.怎样才能保证所描的点在一条轨迹上？生――设计一个斜面，让小球从斜面的同一高度落下。因此，在实施新课程的过程中，进行一些创新设计，这样既可以增加实验的创造成分，又能培养学生创造性思维的“主动探索性”。通过创设条件，让学生充分地动脑、动手，有效地提高了学生自主实验的积极性，激发了学生的创造性思维，对学生创新能力的培养起着潜移默化的影响。

二、培养学生动手操作的能力

实验操作是实验中的关键环节，也是高中学业水平测试中对学生动手能力的考查内容。我在实验教学中主要让学生了解实验器材的使用、实验过程中需要注意的细节。演示实验尽可能让学生在课堂上合作完成，如：在《摩擦力》一节中，探究木块在水平桌面上摩擦力的变化情况，两位同学中一个用弹簧测力计拉动木块，另一位同学观察木块的运动情况并读出弹簧测力计的示数。比较总结：木块是在什么时候开始移动？之前测力计示数如何变化？之后示数又是如何变化的？从而得出只要木块与桌面没有产生相对运动，静摩擦力的大小就随着拉力的增大而增大，并与拉力大小相等，移动后滑动摩擦力小于最大静摩擦力。

又如：在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，学生是在实验室完成的分组实验，主要练习打点计时器的使用和平衡小车与斜面之间的摩擦力，平衡摩擦力是细节问题，学生在实验的过程中通过反复调节斜面的坡度使小车能做匀速运动，而匀速运动的判断又要求学生通过纸带上点的分布情况来判断，这样就联系了匀速和匀变速运动的知识。

动手能力的培养要分散在课堂教学、实验课堂、课外探索各个方面。我们要从多方面培养学生的动手能力，强调动手实践活动，强调从生活中取材的学习方法，就是平时所说的在生活中学习，在实践中学习，在生活实践中提高。这种学习方法的目的在于让学生以动手实验的方法学习知识。

三、培养学生记录和处理数据的能力

这是实验能否达到实验目的，能否得出有效结论的依据。要培养学生这方面的技能，要求学生集中精力，按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据。有的实验则要求测量或操作时动作迅速，要把握时机，要按实验先后顺序将需要测定的各量测出，并记录下来。读取数据和记录时必须注意：1.读数要及时，并马上记录；2.要记录完整数据，按有效数字的方式记录；3.数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格，表格设计要求：能记录直接测出的各物理量，能记录各次测出的量，能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。如：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，在多次试验的基础上，我要求每组学生找到一条合理的纸带进行数据的处理。选择相隔0.1s的若干记数点进行测量，并利用v=x1+x2/2t计算出各计数点的瞬时速度，将结果填入实验前设计的表格中，每个实验组再做出“速度―时间”图像，观察图像描述小车的运动速度随时间变化的规律。

在“研究平抛运动”的实验中，学生描点做出物体平抛运动的轨迹图像：1.该轨迹是不是抛物线？引导学生在图像上找M1（x1，y1）；M2（x2，y2）；M3（x3，y3），若是一条抛物线，则有y=ax2，将M1、M2、M3的坐标代入求得a1、a2、a3，如果a1、a2、a3非常接近，则说明曲线为抛物线。2.求初速度v0：（1）根据M3的坐标，y3=1/2gt2得t=（2y3/g）1/2，v0=x3/t；（2）根据M1和M2的坐标，Δy=gΔt2及x=v0Δt求出v0。

要指导学生按有效运算法去处理数据，对实验结果进行适当地分析讨论，如：讨论数据说明了什么？与理论计算有何偏差？实验过程为何这样设计？实验结果的物理意义（结论）是什么？对一些成绩优良的学生，还可让他们设计某个达到相同目的的实验。对实验能力强的学生，许多深一层次的问题都可以在这里分析研究，从而加强了对学生思维能力的培养，有效地巩固知识，使其技能更加熟练。

四、培养学生实验质疑的能力

实验是学习知识、应用知识过程中重要的实践活动。但学生由于思维习惯的束缚，在实验过程中总是跟着实验册或老师的思路进行，思考的是“应该怎样做”“怎么做才不会错”“怎样做才能得到结果”等。这当然很重要，但如果能在这样的思考过程中，穿插一些反向思维，提出诸如“为什么要这样”“不这样行不行”“难道只能这样吗”等问题，可能会更加有益于对实验本身的理解和开展，而且能对牵涉到的理论和知识做个全面的认识。

敢于提问、善于提问是培养创新能力的重要前提。伟大的物理学家爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”这是因为解决一个问题是已有知识技能的应用，而提出一个新问题需要有创造性的思维能力。中学物理教学理论认为：任何教学内容都可以用一个个问题呈现出来。所以教师在实验教学中应尽可能创设问题情境，鼓励学生勇于质疑，敢于对人们“司空见惯”或认为“完美无缺”的事物提出怀疑；勇于向旧的传统和权威挑战。做到实验让学生做，问题让学生提，思路让学生想，疑难让学生议，错误让学生评。让学生在提出问题的基础上，独立设计实验，最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性，充分发挥学生的创造才能，培养他们的创新意识，变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流。教师在课内只讲重点、关键点和注意点，发挥好主导调控作用，促进学生存疑、质疑，使学生产生浓厚的学习兴趣。通过这种设疑、释疑的实验活动，不断激励学生通过实验、观察、讨论、模拟等探索手段提出种种假设和猜想，让学生逐步掌握探索物理问题的思路和方法，即提出问题设计实验实验探究讨论分析得出结论，这样才能使学生逐步树立问题意识和创新意识，逐步培养学生探究的兴趣和创造性思维。

实验教学是物理教学中实施新课程标准教学的重要平台，它不仅能激发学生的学习兴趣，而且能为学生营造创新的学习氛围，培养学生设计实验、动手操作、记录和处理实验数据的能力。所以在今后的教学中，我将坚持“提升学科素养，注重能力生成”的教学理念，充分发挥学生的主观能动性，使学生成为课堂的主人。

作者单位：江苏省运河中学