论文部分内容阅读
摘 要：物理学是一门以实验为基础的自然科学，在物理教学中实施素质教育就必须从培养学生的实验能力入手，笔者结合教学实践，从观察能力、操作能力、数据处理能力、实验设计能力等角度阐述了初中物理学生实验能力的培养。
关键词：物理；实验能力；观察；操作；处理；设计
物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理教学大纲明确指出：“初中物理教学要培养的观察能力主要是：能有目的地观察，辩明观察对象的主要特征及其变化的条件。应该培养的实验能力主要是：了解实验的目的，会正确使用仪器，会作必要的记录，会根据实验结果，得出结论，会写简单的实验报告”。由此可见，在物理教学中实施素质教育就必须从改革物理实验教学、培养学生的实验操作能力和实验设计能力入手，提高学生胡技能和素质。
一、实验观察能力
实验观察能力是指对实验的现象、结果进行定性观察和定量测量的能力，它是正确获得实验结果的一种能力。任何物理实验都离不开对实验现象的观察和对实验结果的测量。学生通过观察实验现象，对实验信息进行收集，并能运用简单归纳原理的方法对数据进行分析并得出结论，这是培养学生具有独立的分析、总结能力和处理实际问题能力的重要环节。
二、实验操作能力
实验操作能力是指对实验仪器、工具、操作过程等的动手操作能力，它是实验得以顺利进行的一种动手能力，实验操作能力主要是在实验操作过程中逐步培养起来的。具体做法：
1.装配仪器、合理排布
有一些较为复杂的仪器需要首先把仪器的各个零部件装配起来，要求装配得正确、合理、完善，每种部件“对号入座”。对于运用多种仪器、仪表的实验要合理排布，其排布的原则为便于接线、便于检查、便于操作和便于观测，正确地把各种仪器仪表联结起来。
2.掌握仪器的调节方法
在装配联结好各种仪器后，要对仪器仪表进行预备性调节，要求学生掌握各类仪器的调节方法，例如对于有底座的仪器，要进行仪器底座的位置调节；各仪表要进行零点调节；各种旋钮要调到初始位置；热电子要进行预热；各种光学实验需要光具共轴调节等。
3.要按实验规则进行实验操作
要根据实验的要求和各种仪器的使用规则进行实验操作，要逐步训练学生操作动作规范、正确、熟练快捷、动作干脆利落。
4.结束实验，整理仪器
实验结束，要按照一定的顺序拆除仪器仪表和整理仪器仪表，各类仪器仪表再调到初接入时的状态，如可调节电源的输出电压至输出最低等。
“看着走”。在学生具备初步的实验观察能力和操作能力之后，教师可慢慢放手，指导学生操作实验，处理实验数据，总结实验规律。
三、实验数据处理能力
实验数据处理能力是指通过实验测得的众多数据进行分析处理，以获得某些量的变化规律或量与量之间的函数关系的能力。具体做法：
1.对学生进行实验数据的图线化训练
对于从实验观测中获得的数据，一些简单的情况，可以通过列表分析就可获得某些量的变化规律或物理量之间的函数关系。但大多数情况下还需进一步对数据进行图线化。图线化中最简单的图线是直角坐标系中直线图，所以对于各种数据间的关系要尽量使其图线直线化。对于一些不能直接直线化的数据，可以通过适当变换使之直线化。
2.对学生进行分析、总结实验数据等的训练
从数据或图线上确定某种物理量的变化规律或某些物理量之间的函数关系，并通过物理分析，总结出物理公式和物理规律，达到实验的目的。实验的结果要在实验报告上表达出来。
在初中阶段的后期，当学生掌握了基本的物理实验方法之后，教师可逐步培养他们自己独立设计实验、制作实验器材。教师应该创设条件，满足他们自主探究的欲望，切实提高他们的物理实验能力和创新能力。
四、实验设计能力
实验设计能力是指在理解和掌握了实验目的、实验原理、实验方法等的基础上，具体设计实施实验的能力。具体做法：
1.创设探究情景，激发学生探究的兴趣
探究实验是课堂教学的重要环节，实验过程中教师适时创设问题的情景能有效地激发学生认知冲突和碰撞，激起学生探究的兴趣，使学生的思维得到发挥。这就需要我们教师深人地去挖掘学生内心的潜意识，增强他们的求知心理。学生一旦感知到他从未见到或意想不到的物理现象时，一般都会产生一种跃跃欲试的冲动，希望寻求原因，形成探究行为的意向。
2.培养学生猜想和假设的能力
牛顿说过：没有大胆的猜想和假设，就做不出伟大的发现。初中学生往往对提出的问题不敢作出大胆的猜想，或猜想偏离了方向，这就给进行实验设置了障碍。因此，首先要启发学生思维，针对提出的问题，全面搜索有哪些可能出现的结论，而教师要积极引导，旁敲侧击，引领学生的思路向正确的方向进行。
3.每次实验都要让学生明确设计实验的目的，掌握正确的实验设计原理
所谓实验目的，就是回答为什么做实验的问题，有明确的做实验的目的，才能进一步去理解实验原理。例如验证光的反射定律实验的原理就是要在改变入射光所在平面的角度、入射角的角度时，探究反射光所在平面和反射角的大小的变化规律。
4.教给学生实验设计的基本思想方法
要设计一个物理实验，就要首先对这个实验进行构思，实验的设计与构思大致有以下几种：一是平衡法，其实质就是利用偏离平衡的因素的抵消效应，用已知的物理量去检测另外未知的物理量，如测量小灯泡的功率；二是转换法，就是借助力、热、电、光、机械等方法之间的相互转换，依据等效的思想，把一些不易观察不易测量的量转换为可观察可测量的量，如伏安法测电阻就是把测电阻转换为测电压和电流。三是放大法，借助于声、光或叠加等方法将物理现象或要测的物理量放大后再去观测，如微小量的叠加测量法；四是比较法，就是利用异中求同或同中求异，对物理现象或物理量进行比较，如海波和石蜡的熔化；五是再现法，如用三棱镜分析太阳光。
5.培养学生进行实验方案的设计
就是根据实验探究的目的和现有的实际条件来制定，包括完成实验目的的具体计划，还有器材的选择，器材的装置，具体的实验步骤和计划，科学探究方法的选取，实物的简化等。例如探究“导体电阻大小与哪些因素有关？”实验时所提供的不同材料不同规格的电阻丝是有限的，不可能完全满足学生实验设计的需要，教师应引导学生如何利用现有的材料进行接长、合并、截短等手段改变导线和长度和横截面积，以实施实验设计的验证。
关键词：物理；实验能力；观察；操作；处理；设计
物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理教学大纲明确指出：“初中物理教学要培养的观察能力主要是：能有目的地观察，辩明观察对象的主要特征及其变化的条件。应该培养的实验能力主要是：了解实验的目的，会正确使用仪器，会作必要的记录，会根据实验结果，得出结论，会写简单的实验报告”。由此可见，在物理教学中实施素质教育就必须从改革物理实验教学、培养学生的实验操作能力和实验设计能力入手，提高学生胡技能和素质。
一、实验观察能力
实验观察能力是指对实验的现象、结果进行定性观察和定量测量的能力，它是正确获得实验结果的一种能力。任何物理实验都离不开对实验现象的观察和对实验结果的测量。学生通过观察实验现象，对实验信息进行收集，并能运用简单归纳原理的方法对数据进行分析并得出结论，这是培养学生具有独立的分析、总结能力和处理实际问题能力的重要环节。
二、实验操作能力
实验操作能力是指对实验仪器、工具、操作过程等的动手操作能力，它是实验得以顺利进行的一种动手能力，实验操作能力主要是在实验操作过程中逐步培养起来的。具体做法：
1.装配仪器、合理排布
有一些较为复杂的仪器需要首先把仪器的各个零部件装配起来，要求装配得正确、合理、完善，每种部件“对号入座”。对于运用多种仪器、仪表的实验要合理排布，其排布的原则为便于接线、便于检查、便于操作和便于观测，正确地把各种仪器仪表联结起来。
2.掌握仪器的调节方法
在装配联结好各种仪器后，要对仪器仪表进行预备性调节，要求学生掌握各类仪器的调节方法，例如对于有底座的仪器，要进行仪器底座的位置调节；各仪表要进行零点调节；各种旋钮要调到初始位置；热电子要进行预热；各种光学实验需要光具共轴调节等。
3.要按实验规则进行实验操作
要根据实验的要求和各种仪器的使用规则进行实验操作，要逐步训练学生操作动作规范、正确、熟练快捷、动作干脆利落。
4.结束实验，整理仪器
实验结束，要按照一定的顺序拆除仪器仪表和整理仪器仪表，各类仪器仪表再调到初接入时的状态，如可调节电源的输出电压至输出最低等。
“看着走”。在学生具备初步的实验观察能力和操作能力之后，教师可慢慢放手，指导学生操作实验，处理实验数据，总结实验规律。
三、实验数据处理能力
实验数据处理能力是指通过实验测得的众多数据进行分析处理，以获得某些量的变化规律或量与量之间的函数关系的能力。具体做法：
1.对学生进行实验数据的图线化训练
对于从实验观测中获得的数据，一些简单的情况，可以通过列表分析就可获得某些量的变化规律或物理量之间的函数关系。但大多数情况下还需进一步对数据进行图线化。图线化中最简单的图线是直角坐标系中直线图，所以对于各种数据间的关系要尽量使其图线直线化。对于一些不能直接直线化的数据，可以通过适当变换使之直线化。
2.对学生进行分析、总结实验数据等的训练
从数据或图线上确定某种物理量的变化规律或某些物理量之间的函数关系，并通过物理分析，总结出物理公式和物理规律，达到实验的目的。实验的结果要在实验报告上表达出来。
在初中阶段的后期，当学生掌握了基本的物理实验方法之后，教师可逐步培养他们自己独立设计实验、制作实验器材。教师应该创设条件，满足他们自主探究的欲望，切实提高他们的物理实验能力和创新能力。
四、实验设计能力
实验设计能力是指在理解和掌握了实验目的、实验原理、实验方法等的基础上，具体设计实施实验的能力。具体做法：
1.创设探究情景，激发学生探究的兴趣
探究实验是课堂教学的重要环节，实验过程中教师适时创设问题的情景能有效地激发学生认知冲突和碰撞，激起学生探究的兴趣，使学生的思维得到发挥。这就需要我们教师深人地去挖掘学生内心的潜意识，增强他们的求知心理。学生一旦感知到他从未见到或意想不到的物理现象时，一般都会产生一种跃跃欲试的冲动，希望寻求原因，形成探究行为的意向。
2.培养学生猜想和假设的能力
牛顿说过：没有大胆的猜想和假设，就做不出伟大的发现。初中学生往往对提出的问题不敢作出大胆的猜想，或猜想偏离了方向，这就给进行实验设置了障碍。因此，首先要启发学生思维，针对提出的问题，全面搜索有哪些可能出现的结论，而教师要积极引导，旁敲侧击，引领学生的思路向正确的方向进行。
3.每次实验都要让学生明确设计实验的目的，掌握正确的实验设计原理
所谓实验目的，就是回答为什么做实验的问题，有明确的做实验的目的，才能进一步去理解实验原理。例如验证光的反射定律实验的原理就是要在改变入射光所在平面的角度、入射角的角度时，探究反射光所在平面和反射角的大小的变化规律。
4.教给学生实验设计的基本思想方法
要设计一个物理实验，就要首先对这个实验进行构思，实验的设计与构思大致有以下几种：一是平衡法，其实质就是利用偏离平衡的因素的抵消效应，用已知的物理量去检测另外未知的物理量，如测量小灯泡的功率；二是转换法，就是借助力、热、电、光、机械等方法之间的相互转换，依据等效的思想，把一些不易观察不易测量的量转换为可观察可测量的量，如伏安法测电阻就是把测电阻转换为测电压和电流。三是放大法，借助于声、光或叠加等方法将物理现象或要测的物理量放大后再去观测，如微小量的叠加测量法；四是比较法，就是利用异中求同或同中求异，对物理现象或物理量进行比较，如海波和石蜡的熔化；五是再现法，如用三棱镜分析太阳光。
5.培养学生进行实验方案的设计
就是根据实验探究的目的和现有的实际条件来制定，包括完成实验目的的具体计划，还有器材的选择，器材的装置，具体的实验步骤和计划，科学探究方法的选取，实物的简化等。例如探究“导体电阻大小与哪些因素有关？”实验时所提供的不同材料不同规格的电阻丝是有限的，不可能完全满足学生实验设计的需要，教师应引导学生如何利用现有的材料进行接长、合并、截短等手段改变导线和长度和横截面积，以实施实验设计的验证。