物理教学中如何培养学生的实验能力
2022-06-08
新课程理念下的物理教学主要有两个方面的任务：一是传授并使学生掌握必要的物理学基本知识;二是培养并提高学生应用物理知识的能力.显然，这两个任务都很重要，学生首先必须要掌握相关的知识，才能谈得上各种能力的培养及发展.但是，我们必须清醒地看到，随着现代科学技术的迅速发展，一个人在学校“十年苦读”所学的知识希望够自己将来一辈子使用，是根本不可能的.每个人都必须离开学校后继续学习，他在学校里不仅要学习知识，更要学会怎样学习，掌握获得物理知识的能力.可见，从某种意义上来说，能力比知识更重要.因为有了能力，人们可以去探索，去学习所需要的新知识;有了能力，人们才能得以应用知识去解决问题;有了能力，人们才能进行知识的创新.古语说：“授之以鱼不如授之以渔”不正讲的是这个道理吗？
那么，什么是能力呢？从广义上讲，能力是指人们改造自然和改造社会的本领;从狭义上讲，能力是指能完成某种任务的心智和体力两方面的一种潜在功能、技巧和素质.在物理教学中要培养的能力有审题（阅读、理解、想象）能力、解题（思维、推理）能力和实验（观察、动手、探究、创造）等能力.物理学是一门实验科学，从提出理论到检验理论都离不开实验，因此培养并发展学生的实验能力应是重中之重.在物理教学中，如何挖掘新课程教学所具有的优势，培养并发展学生实验能力，笔者谈谈认识及做法.
1讲故事创设生活情境，唤醒学生积极学习参与实验的愿望
物理来源于生活，扎根于生活，应用于生活，根据学生的生活经验和已有的知识来组织教学活动，有利于唤醒学生积极学习的愿望，进而培养并发展学生的实验能力.
笔者在教学苏科版教科书八年级上“匀速直线运动”中“平均速度”这一概念时，给学生讲“龟兔赛跑”的故事，强调兔子走完全程所需的时间包括兔子路上睡觉的时间，因而平均速度应等于总路程除以总时间.通过“龟兔赛跑”这一耳熟能详的儿童故事，使学生积极学习的欲望高涨.在此基础上，抛出“火车从上海站出发途经苏州站、常州站开往南京站全程的平均速度问题”时，学生正常都不会遗忘总时间应加上途中火车在两站休息的时间.
再比如教学“运动与静止的相对性”这一概念时，创设班上两个同学在街上跑步时的情境，通过两人的对话，提示物理规律.
培养和提高学生的学习兴趣是当前物理教学改革研究中的重要课题之一.古语说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”.因而在物理教学中，通过讲故事创设生活情境，唤醒学生积极学习的愿望，是培养并发展学生实验能力的前提条件.
2以身边的小物品设计实验，培养学生的实验能力
物理新课程标准强调“从生活走进物理，从物理走向社会”的基本理念.在平时的物理教学中，笔者常常利用学生身边接触最多的学具完成一些演示实验及学生分组实验.由于器材普通，学生人人都可以动手操作，观察现象，分析结果，揭示物体的运动规律和实质，不仅使学生在很短时间内掌握了知识，不知不觉中更培养了学生的探究能力和实验能力.
如教学苏科版八年级上“声现象”中“声音产生的原因”这一概念时，可以以学生的直尺作器材，使一端压在桌边，另一端用手拔打，会发出声响，同时看到直尺在振动，从而得出“振动可以发声，振动停止，发声停止”，“声音的产生由于物体的振动而产生的”这一概念.在讲声音三要素时，还可以利用该实验进一步探究音调与声源振动频率的关系.
讲“惯性”时，可以利用一块橡皮、一本书做演示实验.把橡皮放在文具盒上，迅速抽走文具盒，会发现橡皮留在了原处.说明“静止的物体具有保持原来静止状态的性质”.再让橡皮与文具盒同时向前运动，文具盒突然停止运动，会发现橡皮继续向前.说明“运动着的物体具有保持原来运动状态的性质”，从而得出“物体具有保持原来状态的性质即惯性”.
再比如教学“重力的方向总是竖直向下的”时，将胶带纸圈的一端展开约30 cm长，手持展开的一端，把胶带纸圈扔出去，发现不管怎么扔，胶带纸圈总会落向地面.且静止后，展开的胶带纸正好成竖直方向，垂直于水平面.现象说明：因为重力的方向总是竖直向下，所以胶带纸圈总会落向地面，且展开的胶带纸正好竖直向下.用此方法也可以做重垂线的演示实验.
3边学边实验教学法，提高学生的实验能力
所谓边学边实验教学，是指学生在教师指导下，一边学习一边进行实验的教学组织形式，是学生在教师的指导下，通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识，培养学生用实验方法探索物理知识的能力.在物理教学中采用边学边实验教学组织形式，符合“以实验为基础”的教学原则，因而对于大面积提高物理教学质量，培养学生的能力起到了重要的作用.
纵观初中物理所涉及的物理实验，其精确度要求不高，有的只要能表现出一些物理现象和事实就可达到教学目的.可以说所有初中物理实验除配备一定的基本仪器和必要器件外，都可以就地取材，自制仪器来解决.因而要实施边学边实验教学组织形式，就必须发挥师生的聪明才智，积极创新，自制实验器材.比如在“探究物体的重心是否一定在物体上”时，有学生就举起手中的胶带纸，说“它的重心不在物体上”.得出“物体的重心不一定在物体上”这一正确结论.再比如在“探究物体不受力时将如何运动？”，学生利用胶带纸做了另一个有趣的实验.先将胶带纸展开约30 cm长，手持展开的一端，令胶带纸以手为中心作圆周运动.突然松开胶带纸，胶带纸将沿松开端的切线方向做直线运动.从而得出“物体不受力时将作匀速直线运动”这一结论.
教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式.他在《手脑相长歌》中写道：“人生两个宝，双手与大脑.用脑不用手，快要被打倒.用手不用脑，饭也吃不饱.手脑都会用，才算是开天辟地的大好老.”在物理教学中采用边学边实验这一教学组织形式，正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的.开展边学边实验，极大地增加了学生实验操作的机会，因此十分有利于培养学生的实验能力.有利于学生掌握学习和研究物理的方法.比如在教学“物体的浮与沉”时，要求学生利用课前准备好的一支空牙膏管（尾端剪开）、一块橡皮泥和一只盛水的玻璃杯设计一个可控制物体浮与沉的实验.经过同桌紧张的讨论，分析和操作，很快就形成了两个方案：方案一，先把牙膏管捏扁放在盛水的玻璃杯里，它就在水中下沉，然后将牙膏管鼓起一些，它就能上浮;方案二，先将橡皮泥捏成一团放在盛水的玻璃杯里，它就在水中下沉，然后将橡皮泥捏成船形，它就能浮在水面上.边学边实验的学习探索过程，更接近人类认识客观规律的过程. 4抓住实践活动课，发展学生的实验能力
苏科版物理教科书每学期都安排了实践活动课，把培养学生的实践能力提到一个前所未有的高度.我们要认真对待实践活动课，精心设计实践教案，合理组织学生进行实践活动，但又不能拘泥于课本.
4.1认真上好课本上的实践课
如教学苏科版教材九年级下册“探究家庭用电的几个问题”一课，我们应根据学生的实际情况，确定适当的活动目的，精心设计活动方案.同时，还必须考虑到实践工具如电能表是否方便读取示数，各家用电器是否能单独控制通断，以及安全情况，等等，确保实践活动的顺利开展.
4.2根据学习内容自行设计实践活动
如在教学苏科版教科书八年级上“光的直线传播”知识
后，我们可以设计一节实践活动课：“测量教学楼的高度”.进行实践活动时，可以分以下几个步骤：第一步，提出要求：你们能想出测量出教学楼高度的办法吗？第二步，组织讨论：确定实践方向;第三步，引导探索：太阳下，每个物体都有影子，那么影长和物体高度有什么关系呢？第四步，学生实践：用长短不一的竹竿立在太阳底下，分别量出影长和竿长，得出在同一时间里，竿长和影长成正比例关系，由此算出教学楼高.不仅巩固了“光在同种均匀介质中是沿直线传播”的知识，而且培养了学生的应用能力、动手能力和探索能力，也培养了学生的创新精神.
4.3根据学习实际，布置课外实践作业
课外实践作业是一种全新的课外作业，是平时家庭作业的发展，适应了新课程改革的要求.它以学生的主动参与、独立操作、积极探究为主要特征，以体验生活、启迪思维、培养能力和促进学生综合素质的全面发展为目的.如在学习了“光的反射”以后，可以要求学生课后设计一个实践活动：“能用两种方法测量出教学楼的高度吗？”前面已经学过了用光的直线传播测量教学楼高度的方法，那么用光的反射知识能否测量教学楼的高度？需要什么器材？如何设计实验方案？通过这一实践活动，不仅使学生的思维能力、分析问题和解决问题的能力得到培养，实验探究能力更是得到不断提高和发展.
实践→理论→再实践，是一个颠扑不破的真理.离开了实践的理论是空洞的理论，同样，离开了实践的学习也只能是一种肤浅的认识，只能是“吃进去的是草，挤出来的还是草”，不利于学生素质的全面提高.所以，根据《物理新课程标准》，不仅要教给学生掌握物理学基本知识，更要培养并发展学生的自主获得知识的能力和动手实验的能力.
那么，什么是能力呢？从广义上讲，能力是指人们改造自然和改造社会的本领;从狭义上讲，能力是指能完成某种任务的心智和体力两方面的一种潜在功能、技巧和素质.在物理教学中要培养的能力有审题（阅读、理解、想象）能力、解题（思维、推理）能力和实验（观察、动手、探究、创造）等能力.物理学是一门实验科学，从提出理论到检验理论都离不开实验，因此培养并发展学生的实验能力应是重中之重.在物理教学中，如何挖掘新课程教学所具有的优势，培养并发展学生实验能力，笔者谈谈认识及做法.
1讲故事创设生活情境，唤醒学生积极学习参与实验的愿望
物理来源于生活，扎根于生活，应用于生活，根据学生的生活经验和已有的知识来组织教学活动，有利于唤醒学生积极学习的愿望，进而培养并发展学生的实验能力.
笔者在教学苏科版教科书八年级上“匀速直线运动”中“平均速度”这一概念时，给学生讲“龟兔赛跑”的故事，强调兔子走完全程所需的时间包括兔子路上睡觉的时间，因而平均速度应等于总路程除以总时间.通过“龟兔赛跑”这一耳熟能详的儿童故事，使学生积极学习的欲望高涨.在此基础上，抛出“火车从上海站出发途经苏州站、常州站开往南京站全程的平均速度问题”时，学生正常都不会遗忘总时间应加上途中火车在两站休息的时间.
再比如教学“运动与静止的相对性”这一概念时，创设班上两个同学在街上跑步时的情境，通过两人的对话，提示物理规律.
培养和提高学生的学习兴趣是当前物理教学改革研究中的重要课题之一.古语说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”.因而在物理教学中，通过讲故事创设生活情境，唤醒学生积极学习的愿望，是培养并发展学生实验能力的前提条件.
2以身边的小物品设计实验，培养学生的实验能力
物理新课程标准强调“从生活走进物理，从物理走向社会”的基本理念.在平时的物理教学中，笔者常常利用学生身边接触最多的学具完成一些演示实验及学生分组实验.由于器材普通，学生人人都可以动手操作，观察现象，分析结果，揭示物体的运动规律和实质，不仅使学生在很短时间内掌握了知识，不知不觉中更培养了学生的探究能力和实验能力.
如教学苏科版八年级上“声现象”中“声音产生的原因”这一概念时，可以以学生的直尺作器材，使一端压在桌边，另一端用手拔打，会发出声响，同时看到直尺在振动，从而得出“振动可以发声，振动停止，发声停止”，“声音的产生由于物体的振动而产生的”这一概念.在讲声音三要素时，还可以利用该实验进一步探究音调与声源振动频率的关系.
讲“惯性”时，可以利用一块橡皮、一本书做演示实验.把橡皮放在文具盒上，迅速抽走文具盒，会发现橡皮留在了原处.说明“静止的物体具有保持原来静止状态的性质”.再让橡皮与文具盒同时向前运动，文具盒突然停止运动，会发现橡皮继续向前.说明“运动着的物体具有保持原来运动状态的性质”，从而得出“物体具有保持原来状态的性质即惯性”.
再比如教学“重力的方向总是竖直向下的”时，将胶带纸圈的一端展开约30 cm长，手持展开的一端，把胶带纸圈扔出去，发现不管怎么扔，胶带纸圈总会落向地面.且静止后，展开的胶带纸正好成竖直方向，垂直于水平面.现象说明：因为重力的方向总是竖直向下，所以胶带纸圈总会落向地面，且展开的胶带纸正好竖直向下.用此方法也可以做重垂线的演示实验.
3边学边实验教学法，提高学生的实验能力
所谓边学边实验教学，是指学生在教师指导下，一边学习一边进行实验的教学组织形式，是学生在教师的指导下，通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识，培养学生用实验方法探索物理知识的能力.在物理教学中采用边学边实验教学组织形式，符合“以实验为基础”的教学原则，因而对于大面积提高物理教学质量，培养学生的能力起到了重要的作用.
纵观初中物理所涉及的物理实验，其精确度要求不高，有的只要能表现出一些物理现象和事实就可达到教学目的.可以说所有初中物理实验除配备一定的基本仪器和必要器件外，都可以就地取材，自制仪器来解决.因而要实施边学边实验教学组织形式，就必须发挥师生的聪明才智，积极创新，自制实验器材.比如在“探究物体的重心是否一定在物体上”时，有学生就举起手中的胶带纸，说“它的重心不在物体上”.得出“物体的重心不一定在物体上”这一正确结论.再比如在“探究物体不受力时将如何运动？”，学生利用胶带纸做了另一个有趣的实验.先将胶带纸展开约30 cm长，手持展开的一端，令胶带纸以手为中心作圆周运动.突然松开胶带纸，胶带纸将沿松开端的切线方向做直线运动.从而得出“物体不受力时将作匀速直线运动”这一结论.
教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式.他在《手脑相长歌》中写道：“人生两个宝，双手与大脑.用脑不用手，快要被打倒.用手不用脑，饭也吃不饱.手脑都会用，才算是开天辟地的大好老.”在物理教学中采用边学边实验这一教学组织形式，正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的.开展边学边实验，极大地增加了学生实验操作的机会，因此十分有利于培养学生的实验能力.有利于学生掌握学习和研究物理的方法.比如在教学“物体的浮与沉”时，要求学生利用课前准备好的一支空牙膏管（尾端剪开）、一块橡皮泥和一只盛水的玻璃杯设计一个可控制物体浮与沉的实验.经过同桌紧张的讨论，分析和操作，很快就形成了两个方案：方案一，先把牙膏管捏扁放在盛水的玻璃杯里，它就在水中下沉，然后将牙膏管鼓起一些，它就能上浮;方案二，先将橡皮泥捏成一团放在盛水的玻璃杯里，它就在水中下沉，然后将橡皮泥捏成船形，它就能浮在水面上.边学边实验的学习探索过程，更接近人类认识客观规律的过程. 4抓住实践活动课，发展学生的实验能力
苏科版物理教科书每学期都安排了实践活动课，把培养学生的实践能力提到一个前所未有的高度.我们要认真对待实践活动课，精心设计实践教案，合理组织学生进行实践活动，但又不能拘泥于课本.
4.1认真上好课本上的实践课
如教学苏科版教材九年级下册“探究家庭用电的几个问题”一课，我们应根据学生的实际情况，确定适当的活动目的，精心设计活动方案.同时，还必须考虑到实践工具如电能表是否方便读取示数，各家用电器是否能单独控制通断，以及安全情况，等等，确保实践活动的顺利开展.
4.2根据学习内容自行设计实践活动
如在教学苏科版教科书八年级上“光的直线传播”知识
后，我们可以设计一节实践活动课：“测量教学楼的高度”.进行实践活动时，可以分以下几个步骤：第一步，提出要求：你们能想出测量出教学楼高度的办法吗？第二步，组织讨论：确定实践方向;第三步，引导探索：太阳下，每个物体都有影子，那么影长和物体高度有什么关系呢？第四步，学生实践：用长短不一的竹竿立在太阳底下，分别量出影长和竿长，得出在同一时间里，竿长和影长成正比例关系，由此算出教学楼高.不仅巩固了“光在同种均匀介质中是沿直线传播”的知识，而且培养了学生的应用能力、动手能力和探索能力，也培养了学生的创新精神.
4.3根据学习实际，布置课外实践作业
课外实践作业是一种全新的课外作业，是平时家庭作业的发展，适应了新课程改革的要求.它以学生的主动参与、独立操作、积极探究为主要特征，以体验生活、启迪思维、培养能力和促进学生综合素质的全面发展为目的.如在学习了“光的反射”以后，可以要求学生课后设计一个实践活动：“能用两种方法测量出教学楼的高度吗？”前面已经学过了用光的直线传播测量教学楼高度的方法，那么用光的反射知识能否测量教学楼的高度？需要什么器材？如何设计实验方案？通过这一实践活动，不仅使学生的思维能力、分析问题和解决问题的能力得到培养，实验探究能力更是得到不断提高和发展.
实践→理论→再实践，是一个颠扑不破的真理.离开了实践的理论是空洞的理论，同样，离开了实践的学习也只能是一种肤浅的认识，只能是“吃进去的是草，挤出来的还是草”，不利于学生素质的全面提高.所以，根据《物理新课程标准》，不仅要教给学生掌握物理学基本知识，更要培养并发展学生的自主获得知识的能力和动手实验的能力.