中學物理實驗中如何提高學生的科學素質(zhì)

朱家亮

科學素質(zhì)教育作為素質(zhì)教育的重要組成部分，滲透在物理教學過程的每一個環(huán)節(jié)。那么，如何充分利用物理實驗教學提高學生的科學素質(zhì)，就成為物理教師廣泛關(guān)注的課題。科學素質(zhì)包括科學知識、科學方法、科學能力等方面。

一、實施實驗規(guī)程教育，培養(yǎng)學生嚴謹細致的科學作風

科學作風是人們在工作或行動中表現(xiàn)出來的嚴肅認真的科學態(tài)度和優(yōu)良品質(zhì)，它具體體現(xiàn)在物理實驗規(guī)程中。物理實驗規(guī)程是指實驗中應(yīng)遵守的規(guī)則和程序，它是從實驗操作中總結(jié)出來的，以科學理論為依據(jù)的，是操作的一種必然。符合操作規(guī)程，就能避免錯誤，減少誤差，使實驗順利進行。

（一）遵守物理實驗規(guī)則。學生進入實驗室，應(yīng)嚴格遵守實驗室規(guī)章制度，如：保持室內(nèi)整潔，愛護實驗物品，不亂扔廢棄物，不大聲喧嘩。實驗完華，整理儀器，做好值日，以此提高學生遵守紀律、愛護公物的優(yōu)良品德。

（二）履行物理實驗的基本程序。一是實驗前的準備。教師準備實驗：（1）準備儀器教師要根據(jù)實驗目的準備儀器。準備儀器時，既要考慮儀器的誤差范圍，又要考慮實驗現(xiàn)象的可見度和儲存度（留存時間），對相同或相近規(guī)格的儀器進行嚴格篩選，以便使實驗現(xiàn)象明顯并在學生頭腦中留下清晰的記憶。（2）裝配儀器。儀器的裝配只做到理論上的正確是遠遠不夠的，還必須做到布局合理、便于操作和觀察。（3）調(diào)整儀器。儀器裝配完后要進行必要的調(diào)整，如直流伏特表、直流安培表指針的調(diào)零位，滑動變阻器（分壓）調(diào)到阻值最大。教師耐心細致的準備工作，確保了實驗萬無一失。教師兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍的工作作風，不僅確保了實驗效果，而且對學生起到了潛移默化的感染作用。此外，學生課前要預習。要求學生明確實驗目的和要求，了解實驗的基本原理、設(shè)計方法、實驗步驟、注意事項及所用儀器的性能和使用方法，以便做到實驗時有目標、有重點。二是實驗操作。實驗操作必須根據(jù)實驗要求和儀器的使用說明進行，教師按實驗操作步驟進行實驗原理指導，引導學生準確地觀察、記錄。在分組實驗中，應(yīng)鼓勵學生大膽設(shè)計實驗方案、相互配合。提高學生努力探索、團結(jié)協(xié)作的品質(zhì)。由于儀器的設(shè)計、使用等方面原因，實驗中難免出現(xiàn)失誤，此時不能批評、責怪學生，要引導學生認真分析失誤的原因，總結(jié)經(jīng)驗教訓，給予學生重新操作的機會，讓學生感受成功的快樂，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生不怕困難、戰(zhàn)勝困難的信心。三是完成實驗報告。要求學生將實驗過程中觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)如實記錄下來，嚴禁弄虛作假、主觀臆測，實事求是地完成實驗報告。提高學生正確分析實驗現(xiàn)象和正確處理實驗數(shù)據(jù)的能力，提高學生分析、歸納能力。

二、實施科學方法教育，重視科學方法的完善

（一）科學方法教育?？茖W方法是人們在認識和改造客觀世界的活動中總結(jié)出來的正確的思維方式和行為方式。物理實驗的科學方法一般有三個方面。一是實驗歸納法。通過實驗事實歸納出物理概念和規(guī)律的認識方法。如凸透鏡的成像規(guī)律、平面鏡成像的規(guī)律等。二是實驗驗證法?？茖W家根據(jù)已有的經(jīng)驗和知識，經(jīng)過推理提出假設(shè)和預見，再通過實驗證實的方法，如麥克斯韋的電磁波理論。三是理想實驗法。根據(jù)科學抽象的理想純化作用，有意識地突出研究的主要因素，排除次要因素和無關(guān)因素的干擾，在頭腦中構(gòu)思成理想化的研究客體——理想模型和理想實驗，用以代替實際的研究對象和難以實現(xiàn)的實驗來進行研究。如原子模型，質(zhì)點，磁感線的演示，讓學生通過觀察、分析、綜合歸納和演繹推理等過程，有效獲取知識和發(fā)展能力，促進科學世界觀和方法論的形成。

（二）科學方法指導。教師在傳授知識的過程中，要重視對學生學習方法和研究問題等方法的引導。讓學生了解常用儀器的性能和使用方法，如天平、溫度計、測電筆等；掌握基本的物理測量方法，如測量長度、質(zhì)量、時間等；熟悉基本的實驗方法，如比較法、模擬法等；訓練學生運用觀察、測量、比較、分析、歸納等一系列方法分析問題、解決問題。如對某一現(xiàn)象的分析，可遵循“觀察現(xiàn)象—分析原因—找出規(guī)律—上升為理論（推論、預測）—指導實踐”的思路，使科學方法教育滲透于整個教學過程中。

三、實施“言行導向”教育，提高學生的科學能力

“言行導向”教育即指在發(fā)揮學生作用的同時，教師給予言語和行為上的指導，使學生充分發(fā)揮主動性與創(chuàng)造性，提高科學能力?？茖W能力包括科學認知能力、思維能力、實踐能力三個方面。

（一）規(guī)范實驗操作語言，提高和發(fā)展學生的科學認知能力。教師應(yīng)嚴格使用新版教科書中的名詞、術(shù)語，如彈簧的勁度數(shù)，磁感線，嚴格區(qū)分易混淆的物理如質(zhì)量、重量、重力，電勢、電壓，音調(diào)、響度；訓練學生嚴密表述相關(guān)物理之間的關(guān)系，如放在水平桌面上的物體，它對桌面的壓力與它受到的重力大小相等，不能表述為它對桌面的壓力就是它受到的重力；重力的方向豎直向下，而不能為垂直向下。在教學過程中，教師應(yīng)充分調(diào)動學生的感覺、知覺、記憶、聯(lián)想、習慣等認知行為，分析、對比、綜合歸納，加深對定義、概念、定律的理解，使學生由感性認識上升到理性認識。這種調(diào)動學生積極參與獲得知識和不斷發(fā)展智慧的過程就是認知過程。

（二）規(guī)范實驗操作行為，提高學生的實驗技能。物理課作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，尤其應(yīng)注重操作能力的提高。一是教師邊示范邊解釋，瀟灑規(guī)范的動作能烙進學生的腦海，如測水的溫度時手拿溫度計的上端，溫度計的玻璃泡全部浸水中，不要碰到容器的底部或壁。讀數(shù)時，溫度計的玻璃泡繼續(xù)留在水中，視線要與溫度計中液柱的上表面相平。二是教師應(yīng)創(chuàng)造條件，讓學生親自動手。如電路連接、調(diào)天平橫梁的平衡、讀游標卡尺的示值等技能，應(yīng)引導學生反復實踐。教師要做到“三及時”：及時發(fā)現(xiàn)違章操作并予以糾正，及時提醒注意事項并予以引導，及時洞察易出現(xiàn)的問題并予以強調(diào)。如電路連接，一定要將導線接在儀器的接線柱上，不可把導線連在變阻器的滑桿上或電鍵的閘刀上，也不可把若干根線的一端脫離儀器的接線柱而連在一起。只有學生親自動手實踐，才能對所學知識加深理解、正確運用。

（三）創(chuàng)設(shè)情境，提高和發(fā)展學生的思維能力。一是創(chuàng)設(shè)問題情境，調(diào)動學生思維積極性。通過設(shè)疑—探索—釋疑，將學生置于一定的問題情境中，引導學生探索、發(fā)現(xiàn)。二是創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學生創(chuàng)新思維。在實驗教學中，適當講述一些科學家發(fā)明創(chuàng)造的故事，用科學家對科學真理的執(zhí)著追求感染學生，用科學家獻身事業(yè)的高尚品德感化學生，用科學家的探索歷程激勵學生。使學生樹立良好的治學態(tài)度，充分開發(fā)潛能。通過錄像、投影、課件等多媒體教學手段，模擬物理現(xiàn)象，開闊視野，啟迪思維。

總之，科學素質(zhì)是學習和從事未來工作的一種必備能力，它的形成不是一蹴而就的，有賴于教師從不同角度采用多種方式方法有計劃全方位地予以提高。