代曉峰

摘要：物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗教學(xué)既是對前人科學(xué)研究的驗證，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要平臺。在實驗中，學(xué)生可以通過對物理現(xiàn)象的觀察、對實驗數(shù)據(jù)的采集，然后通過對現(xiàn)象的分析、對實驗數(shù)據(jù)的處理以及實驗誤差的分析，歸納、抽象、概括、總結(jié)出實驗結(jié)果。在實驗事實的基礎(chǔ)上，得到自身從未認識到的規(guī)律，這同樣是科學(xué)研究的一種創(chuàng)新。因此，我們物理教師要更新實驗教學(xué)思路，通過實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在本文中，筆者就把自己的一些做法與同行分享。

關(guān)鍵詞：物理實驗教學(xué)；學(xué)生；科學(xué)素養(yǎng)；培養(yǎng)策略

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）11-0126

一、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察、敢于質(zhì)疑

觀察是實驗的第一步，也是創(chuàng)新的前提。沒有對客觀事物的認識是談不上創(chuàng)新的。我們在實驗教學(xué)中首先應(yīng)該使學(xué)生知道：所謂觀察就是要有目的地辨明實驗現(xiàn)象的主要特征，注意發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生該現(xiàn)象的條件；其次，通過分析實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，探索事物發(fā)展規(guī)律。

在教學(xué)中，應(yīng)該讓學(xué)生知道，觀察是科學(xué)方法中提取大量事實的第一步，也是我們要進行任何創(chuàng)造和超越的第一步，是最基本的科學(xué)素養(yǎng)。我們所需要的不僅僅是觀察到的現(xiàn)象，更重要的是觀察這個活動本身，引導(dǎo)學(xué)生討論觀察的方法、觀察時注意的問題。

在講解光的衍射時，一開始用單色光照射大孔，在光屏上看到一個圓形的亮斑。逐漸減小孔的直徑，亮斑逐漸增大。但孔非常小時，屏幕上出現(xiàn)了明暗相間的圓環(huán)。可以提示看到不同的現(xiàn)象是由不同的原因引起的，但是具體到哪些原因，應(yīng)該由學(xué)生通過多次實驗去探究，而不是教師在黑板上把各種條件羅列出來，再提供給學(xué)生實驗。那樣做實際限制了學(xué)生的思維，是不利于學(xué)生形成創(chuàng)新思維的。在引導(dǎo)學(xué)生仔細觀察上述現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，然后分析每一種現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，通過分析、歸納、概括出產(chǎn)生衍射的條件是：當孔或縫的大小與入射光的波長差不多，或者比入射光的波長小得多時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。

在實驗教學(xué)中，教師還應(yīng)該把質(zhì)疑、解疑作為實驗教學(xué)過程的重要組成部分。鼓勵學(xué)生大膽提出問題，并敢于質(zhì)疑，完善課本中實驗的原理與實驗過程，并尋找減小實驗誤差的方法和途徑。同時，教師對學(xué)生的獨特見解應(yīng)予以重視，鼓勵大家共同分析探討其獨到之處。這樣，通過不斷的訓(xùn)練，逐步培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于開拓創(chuàng)新的精神。

二、貼近生活，師生共同改進實驗

在實驗教學(xué)中，教師要經(jīng)常補充和更新實驗內(nèi)容，使實驗常新，使實驗向貼近生活、貼近新科技方面發(fā)展，拉近物理實驗和現(xiàn)代生活的距離。教師和學(xué)生可以共同研究，選用生活中常見的材料做實驗，使實驗富有親切感、新奇感、熟知感。例如，在講解聲波的干涉時，可以在大操場的兩邊各放一個喇叭，然后播放歌曲。讓學(xué)生繞著操場走一圈，會發(fā)現(xiàn)有的地方聲音強、有的地方聲音弱。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析得出：這是由于聲波的干涉引起的。

對于那些由于儀器體積小、可見范圍小、可供觀察的現(xiàn)象有限或由于實驗現(xiàn)象過快、過慢、過微，學(xué)生難以觀察清楚的實驗，教師可以采用高新技術(shù)和現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合進行改造。例如，演示雙縫干涉實驗時，過去教師先調(diào)好儀器，學(xué)生分組或輪流觀看，花時間多。有了多媒體技術(shù)，只需在講臺上把儀器調(diào)好，把視頻實物顯示器變焦鏡頭對準雙縫干涉儀的目鏡調(diào)焦，就能在大屏幕上看到清晰的干涉條紋，既節(jié)省時間，清晰度高。

教師還可以將演示實驗改為分組實驗，便于學(xué)生觀察。例如，在講解探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件時，可以將實驗儀器分發(fā)給每個小組，在小組實驗的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生歸納出：當通過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

三、理解經(jīng)典實驗設(shè)計思想，進行實驗設(shè)計的嘗試

在實驗教學(xué)中，對于那些載入史冊的經(jīng)典實驗，我們要盡量再現(xiàn)其精巧的設(shè)計、獨到的方法、深刻的分析。引導(dǎo)學(xué)生追溯物理學(xué)家思考、研究的源頭，從中汲取實驗設(shè)計思想的營養(yǎng)。

例如，伽利略對自由落體運動的研究，為什么選用斜面？看似信手拈來，其實獨具匠心，以此達到“沖淡重力、延長時間”的目的，從而克服了當時測量工具精度不高的局限。又如卡文迪許利用扭秤裝置，第一次測得了引力常量的值。為此，我們啟發(fā)學(xué)生領(lǐng)悟其中兩處最為精彩的設(shè)計：一是利用T形架將力轉(zhuǎn)換為力矩，使微小力的測量成為可能；二是利用反射光路增大偏角，有效地提高了測量的精度。

為了滿足學(xué)有余力學(xué)生的要求，應(yīng)拓寬學(xué)生的實驗空間，為他們個性發(fā)展提供條件。在實驗教學(xué)中，我們要開拓學(xué)生思維空間，引導(dǎo)學(xué)生從多角度探索和解決問題。增加設(shè)計性實驗是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、激發(fā)創(chuàng)新能力的有效途徑。對于教材中演示實驗和分組實驗，我們也要突出實驗思想上的探索性，盡量再現(xiàn)實驗的設(shè)計過程，多讓學(xué)生想想：為什么要這樣做，換種方法行不行？以此來啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法，有利于創(chuàng)新精神的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高。

例如，在講解探究動能定理的實驗時，教師要引導(dǎo)學(xué)生利用實驗室提供的器材，讓不同的小組選擇不同的器材，設(shè)計不同的實驗步驟進行實驗，然后交流、共享。在測定自由落體加速度加速度的實驗中，教師要鼓勵學(xué)生設(shè)計不同的實驗，選擇相應(yīng)的器材進行實驗。這都是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神的良好契機。

總之，科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)要滲透到物理實驗教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)。教師要引領(lǐng)學(xué)生通過實驗，不斷提高科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)素養(yǎng)作為新課程改革的主要亮點，教師要不斷地探索科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的有效途徑和方法。

（作者單位：山西省長治市第十三中學(xué)校 046000）