利用物理實驗實現(xiàn)學(xué)生能力飛躍

鄭慧麗

摘 要：根據(jù)新課程改革對物理實驗的基本要求，深入研究當(dāng)前初中物理實驗課程與學(xué)生綜合能力培養(yǎng)之間的關(guān)系。對實際案例進(jìn)行分析，對提高初中物理實驗教學(xué)水平及學(xué)生能力有著重要作用。

關(guān)鍵詞：物理實驗；試驗?zāi)芰?；能力培養(yǎng)

一、物理實驗?zāi)芰Φ母拍?/p>

根據(jù)心理學(xué)相關(guān)知識，能力屬于心理特征范疇，是人類完成某一項活動的基本要求，而物理實驗則可以在完成教學(xué)任務(wù)的同時，也能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生能力的提高。

對于物理實驗?zāi)芰Φ睦斫庥袃煞N，一種是從廣義的角度將其認(rèn)為是認(rèn)識、驗證、分析物理概念并通過一系列試驗加深認(rèn)識的能力。其中包括選擇實驗課題的能力、實驗過程設(shè)計能力、實驗數(shù)據(jù)整理能力、實驗儀器使用能力、實驗數(shù)據(jù)的綜合處理能力以及實驗與理論之間關(guān)系的分析能力。而從狹義的角度來看，物理實驗?zāi)芰χ饕遣僮魅藛T完成物理實驗的動手能力，其中主要有儀器使用能力、實驗操作能力、實驗現(xiàn)象觀察能力、試驗數(shù)據(jù)的綜合處理能力等。然而，對于科學(xué)的方法論，這種狹義的物理實驗?zāi)芰κ遣煌晟频模环袭?dāng)前社會對知識型、技能型人才的基本要求，因此，按照狹義的物理實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)手段對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，將無法達(dá)到物理實驗課程的最終目的，并且也會限制學(xué)生思維能力的發(fā)展。

物理實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)與其他能力之間存在一定的差異性，僅從物理實驗?zāi)芰Φ膶哟紊暇涂梢园l(fā)現(xiàn)，物理實驗?zāi)芰蓜澐譃槿N不同的級別：基本能力級、試驗?zāi)芰μ岣呒壓涂蒲心芰墶；灸芰壷傅氖菍W(xué)生在實驗大綱的要求下，按照相關(guān)步驟進(jìn)行實驗，進(jìn)而體現(xiàn)出學(xué)生的準(zhǔn)備能力、觀察能力、動手能力、數(shù)據(jù)分析能力等，這是初中物理實驗大綱中的基本要求。試驗?zāi)芰μ岣呒壷傅氖菍W(xué)生在掌握了實驗基本能力之后，運用相關(guān)知識開展探索性實驗的能力，該能力包括實驗的自我設(shè)計能力、實驗器材獲取能力、實驗數(shù)據(jù)記錄與分析能力、解決問題能力等，相比基本能力級來說，這一級別的物理實驗?zāi)芰σ蟾?，也是目前初中物理實驗課程的重點內(nèi)容。最后是科研能力級，這是在第二級實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上提出明確的實驗?zāi)康模凑湛茖W(xué)的方法進(jìn)行實驗設(shè)計，依靠自我創(chuàng)造能力、資料查找能力、理論分析能力等，完成帶有科研性質(zhì)的物理實驗任務(wù)。然而，初中生物理實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)主要集中在第一級和第二級，第三級實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)對初中生來說具有一定的難度。

二、初中生物理實驗?zāi)芰Πl(fā)展的特點

根據(jù)以往的研究經(jīng)驗，初中生的實驗?zāi)芰π纬膳c大腦中的前額葉的發(fā)育成熟度有著密切的關(guān)系，對于13歲左右的初中學(xué)生來說，該年齡階段學(xué)生大腦前額葉處于發(fā)育停滯期，學(xué)生雖具有一定的邏輯思維能力，卻在抽象思維方面存在障礙，因此，初中生在物理實驗中掌握的實驗?zāi)芰σ廊粚儆诮?jīng)驗，而非理論。在實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，初中生普遍對物理實驗中的理論知識不感興趣，而對于物理實驗的操作、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)較為關(guān)注，在實驗過程中偏向于對教師的模仿，而不具備創(chuàng)造力，這也是其實驗?zāi)芰χ械谝患壞芰Φ捏w現(xiàn)。隨著時間的推移，16歲左右初中生的大腦前額葉快速成熟，在物理實驗?zāi)芰ι媳憩F(xiàn)明顯，學(xué)生在實驗過程中的動手能力、思考能力、創(chuàng)新能力、分析能力都存在較大程度的提高，在儀器的操作方面也更加熟練，對實驗過程中遇到的問題也能夠快速解決。

三、初中生物理實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

新課程改革對物理實驗課程提出了新的要求，強調(diào)了物理實驗的重要性，除了要求學(xué)生通過物理實驗課程掌握基本的物理實驗知識外，還要求學(xué)生具備一定的科學(xué)探究能力。因此，初中物理實驗課程在培養(yǎng)學(xué)生探究能力方面有著不可替代的作用。

1.培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法

根據(jù)初中物理實驗大綱的要求，學(xué)生應(yīng)當(dāng)建立完整的物理實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)體系，這就是在提出問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行猜想和假設(shè)，根據(jù)猜想和假設(shè)設(shè)計實驗，在實驗過程中收集數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對分析結(jié)果進(jìn)行交流等。如此，學(xué)生便掌握了科學(xué)的研究方法，可以有計劃地進(jìn)行各項實驗課程，進(jìn)一步提高其實驗?zāi)芰?。不僅如此，物理教師還要潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，有助于學(xué)生開展更深層次的探究實驗。

2.循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?/p>

根據(jù)初中學(xué)生的實際情況，在對其進(jìn)行實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的過程中應(yīng)當(dāng)循序漸進(jìn)，根據(jù)實驗大綱要求，制訂不同階段的初中生實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)計劃。

首先，在初中生第一次接觸物理課程時，應(yīng)當(dāng)以教師演示為主，鍛煉學(xué)生的觀察能力和理解能力。觀察能力是物理實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)能力之一，觀察力的加強有助于學(xué)生模仿教師進(jìn)行實驗操作，從而掌握物理實驗中的各項規(guī)范和要求。以“碘的升華”這一實驗為例，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)實驗器材的顏色變化情況，從而對“升華”概念形成正確認(rèn)識，并在教師的指導(dǎo)下讓學(xué)生親自動手實驗，不斷熟悉實驗儀器的使用方法，加深對概念的理解。

其次，對于已經(jīng)掌握了基本實驗?zāi)芰Φ某踔猩?，其大腦前額葉逐漸成熟，抽象思維能力逐漸形成，此時教師可以進(jìn)行引導(dǎo)性實驗，鼓勵學(xué)生自己動手，按照試驗大綱進(jìn)行實驗操作，記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，分析實驗中發(fā)現(xiàn)的各種問題。以“碘的升華”實驗為例，教師可以讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)碘發(fā)生升華現(xiàn)象所需要的最低溫度，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，選擇實驗器材，并通過實驗現(xiàn)象對該問題進(jìn)行解答。

最后，初中生物理實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的最終目的是實現(xiàn)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計實驗、制作實驗器材，而在前期對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)過程中，這種能力已經(jīng)初步形成。在邏輯思維能力與抽象思維能力逐漸成熟的情況下，初中生的自我創(chuàng)造能力也得到了提高，在以往的實驗過程中，其觀察力、創(chuàng)造力、動手能力等都得到了鍛煉。以“浮力”計算為例，在實驗過程中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)多種浮力類型的題目，針對同一種類型的題目，能夠給出不同的解決方案，并通過實驗證明該方案的正確性。在實驗過程中，學(xué)生能夠自己設(shè)計實驗，并對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、證明，這就是初中生物理實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的最終目的。

3.創(chuàng)設(shè)良好的能力培養(yǎng)的環(huán)境

學(xué)生物理實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)并不能完全寄托于課堂，適當(dāng)?shù)膶嵺`課程在鍛煉學(xué)生動手能力的同時，也加強了學(xué)生實驗?zāi)芰Φ慕ㄔO(shè)。因此，初中物理實驗課程應(yīng)當(dāng)安排一定的實踐課程，讓學(xué)生能夠親自設(shè)計、操作、分析實驗。

（1）提高學(xué)習(xí)興趣，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍

心理學(xué)家對不同心理狀況下的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，在壓力較小、心情愉悅的情況下，人類大腦會產(chǎn)生一定的興奮感，思維活躍，此時的實驗?zāi)芰^強。所以，在物理實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)課程中，教師應(yīng)當(dāng)給予學(xué)生充分的肯定，尊重學(xué)生的想法，鼓勵創(chuàng)新。在這種寬松的環(huán)境下，學(xué)生才能夠輕裝上陣，自由發(fā)揮，積極、主動地投入到實驗課程中來。例如，在“光的色彩”實驗中，物理老師應(yīng)當(dāng)建立融洽的課堂氣氛，讓學(xué)生分別說出生活中各種光的顏色，并不斷提出具有討論性的問題，在此基礎(chǔ)上帶領(lǐng)學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn)光的顏色。

（2）改變傳統(tǒng)評價理念

傳統(tǒng)評價理念影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而新課程改革提倡教師對學(xué)生進(jìn)行“鼓勵性評價”，通過鼓勵性的語言、恰當(dāng)?shù)氖侄?，使學(xué)生形成主動學(xué)習(xí)、自主提高的思想。部分初中生在接觸物理實驗之初存在自信心不足的情況，無法完成實驗過程，實驗?zāi)芰﹂L期得不到提高，所以，教師在解決這種學(xué)生所面對的問題時，應(yīng)以鼓勵為主，給予學(xué)生自信，并尊重其想法，從而改變學(xué)生對物理實驗的畏懼心理，使其能夠獨立完成物理實驗。

以“測量電壓”實驗為例，由于第一次接觸萬用表，大多數(shù)學(xué)生都不熟悉其使用方法，部分學(xué)生在老師講解后依然無法測量出準(zhǔn)確的電壓值，從而導(dǎo)致實驗失敗。此時，教師應(yīng)當(dāng)對學(xué)生在實驗過程中的正確之處給予肯定，并親自示范萬用表的使用方法，鼓勵學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)錯誤，分析錯誤所造成的影響，直至實驗成功后對其進(jìn)行鼓勵。

（3）為學(xué)生的實驗課程提供器材支持

由于物理能力培養(yǎng)體系中第三級能力的培養(yǎng)目的是使學(xué)生能夠自我設(shè)計實驗、制作實驗器材。然而，由于大部分學(xué)生在前期實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)過程中對實驗器材的使用不是特別熟悉，導(dǎo)致在制作器材的過程中浪費了大量時間，最終無法完成實驗項目。因此，學(xué)校應(yīng)當(dāng)為物理實驗課程購置種類齊全、數(shù)量充足的實驗器材，教師應(yīng)當(dāng)針對每一種實驗器材進(jìn)行講解，并對一些常見的器材組合形式進(jìn)行介紹。例如，在“光的匯聚”實驗中，如果沒有凸透鏡，可以使用裝滿水的燒瓶代替。

（4）發(fā)散思維

對于學(xué)生物理實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，教師應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為核心，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的物理現(xiàn)象，提出問題，根據(jù)所提出的問題發(fā)散思維，設(shè)計科學(xué)的實驗方法，用科學(xué)理論解釋該現(xiàn)象。例如，水電站所建造的攔水壩為什么是底部寬而頂部窄？為什么雨后會出現(xiàn)彩虹？通過生活中的物理現(xiàn)象使學(xué)生的實驗?zāi)芰Φ玫藉憻?，學(xué)以致用。

初中生的邏輯思維能力與抽象思維能力都在不斷提高，教師要加強初中物理實驗教學(xué)，利用初中物理實驗教學(xué)的自身優(yōu)勢，開展科學(xué)的物理實驗課程，使學(xué)生的物理實驗?zāi)芰Φ玫竭M(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

王道俊.教育心理學(xué)[M].人民教育出版社，1989.

編輯 張珍珍