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【关键词】实验;兴趣;考核
物理学科作为一门技术基础学科，其主要特征是以实验为基础, 物理定律和理论是在观察和试实验中发现和建立的, 所以, 实验是学好物理知识, 培养动手能力的重要途径, 实验教学是物理教学的重要组成部分。物理实验不仅可以使学生对一些物理现象获得足够的感性认识, 留下比较深刻的印象, 还可以揭示物理现象的本质, 有助于他们建立概念和掌握规律。因此，作为初中物理教师，在实施素质教育的过程中, 有必要进一步总结经验, 寻找差距, 不断探究物理实验教学的新模式和新方法, 这对培养学生的实际动手能力, 观察思考能力, 为技术基础课和专业课的生产实践教学打好基础, 提高学生综合素质, 加快应用型人才培养步伐有着十分重要的意义。
在物理实验教学中，教师要围绕物理课的教学目标以及学生的年龄特征和认知水平进行实验教学, 以观察、操作、形象思维和定性讨论为基础, 以形成基本概念, 掌握基本规律和培养基本技能为中心, 并以发展能力和联系实际为原则, 注意不断探索新的方式方法, 才能不断提高物理课的教学质量, 特别是物理实验课的教学质量, 使素质教育在实践教学中发挥更新更大的作用。
1. 注重课堂演示实验 课堂演示实验是物理课教学的一个重要环节。大纲规定的课堂演示实验应全部开出。
讲解要有演示配合, 演示要为讲解服务。要使学生在较短的时间看到清晰的现象, 得出正确的结论, 教师必须在课前做好充分的准备。教师要不怕麻烦、钻研实验, 克服困难, 不打折扣地开出实验, 包括自制一些简单仪器, 开出部分替化性实验, 这样才能保证演示实验取得明显效果。
惯性、热膨胀、横波与纵波等演示实验虽然简单, 但能激发学生兴趣, 烘托课堂气氛, 引导学生思考, 一定要边讲述, 边实验。一些仪器不便搬动的实验, 如观察阴极射线和洛仑磁力等, 可安排在晚自习组织学生去实验室观看, 同样可以收到良好的效果。
2. 注重分组实验 由于学生分组实验是物理实验教学的主要形式, 所以实验小组的大小直接影响着实验的效果。
要让每个同学都能亲自操作, 得到锻炼, 必须充分发挥现有仪器的作用, 像做《验证力的平行四边形法则》、 《伏安法测电阻》等实验的仪器价廉且数量较多, 可以把已分好的较大的实验组再一分为二, 变成2一3 人一组, 让每个学生都有事可做, 人人学有所获。而《用气垫导轨测即时速度, 平均速度和加速度》等实验, 由于实验仪器价值昂贵, 相对缺乏, 则可采取仪器不动、人员轮换的办法, 将全班并进式变成分组轮换式实验, 只要安排好时间, 同样可以达到让所有的同学都能动手操作, 观察现象, 记录数据, 参与实验的全部活动的目的。
学生分组实验要体现以教师为主导, 学生为主体的原则。为取得明显的效果, 必须由教师提前一周告知学生实验题目, 指导其预习实验内容, 熟悉操作步骤, 做好心理准备。进人实验室后, 要进行个别提问, 抽查实验预习和准备情况, 并检查出勤情况。
只有在教师详细讲解了仪器性能, 使用方法, 读数要领, 具体步骤, 学生明确了实验目的、原理、方法之后, 他们才能头脑清晰, 心中有数地投人实验, 进行操作。
学生实验要在教师的组织和指挥之下进行。教师既不能包办代替, 束缚学生手脚, 影响学生主动性的发挥; 也不能不问不管, 放任自流。学生操作时教师的巡行指导十分重要。如发现错误的操作, 必须及时给予纠正, 随时解答疑难问题, 帮助消除仪器故障, 核对审查实验数据, 以保证学生能在实验中正确地进行测定, 减少误差, 防止不应有的事故出现。
3. 注重课外物理兴趣小组的培养 兴趣小组实验为适应素质教育的发展, 可以在教学班级组建课外物理兴趣小组。一个十人左右的兴趣小组, 可以完成教材中的“小实验” , 开展物理实践活动, 做些与现代科技紧密相关的社会调查, 进行比较简单的物理课题研究, 还可对全校所有小组进行物理科普讲座, 尝试创新精神和创新能力的培养。兴趣小组中能力较强, 作风踏实的同学, 可以参与简单仪器的制作, 学生分组实验的准备工作, 他们熟悉物理实验, 也就是实验小组的核心成员。他们可以撰写科普小论文, 编写“学习园地” 和简报, 这对激发学习兴趣, 树立班级良好的学风和班风, 搞好实验教学十分有益。
4. 注重物理实验考核 物理实验考核大纲要求把物理实验作为单独的一门课程进行考核, 不合格者要进行补考。
实验考核以操作考核为主, 每学期末进行一次。
象《用单摆测定兰州地区的重力加速度》、《感应电动势方向的研究》等实验就是很好的实验操作考核题目, 每个学生用20 分钟时间独立实验、记录, 通过计算得出结论, 分析误差写出报告交老师评分, 对学生是一次很好的考查和锻炼。
在期中、期末考试的试卷中, 还可按选择、填空等题型加人约8 % 的实验内容进行测试, 比如基本物理测量工具游标卡尺、电表等的读数, 气垫导轨等重要仪器部件的名称等。实验内容的笔试测试可以进一步引起学生对实验教学的重视。试验考核应将操作和理论结合起来。
平时实验报告的成绩、实验出勤记录都应是期末实验成绩总评的组成部分, 因此也要加强平时的考查和考核。
设计性物理实验是让学生作为自己知识的建构者，在应用知识的情景中，根据指导教师提供的实验题目和已有的实验条件，自主查阅参考资料，合作设计实验方案，自选或组装实验设备，拟定实验操作步骤，在规定的时间内完成实验，写出完整的实验报告，对实验结果进行系统地分析和总结，从而让学生在完成任务的过程中进行批判性和创造性的思维，并在教师的指导下在与小组成员的协商过程中不断建构自己的知识，达到在实验情景中训练高层次思维技能。笔者在这里根据一年的学习和教学经验，就如何做好设计性实验谈一些想法。
设计性实验中的首要问题就是选题，设计性实验题目应该体现出知识的综合性和探索性，在可操作性的基础上考虑学生原有的认知水平，不能提出远离学生知识基础的设计性课题，以免挫伤学生学习的积极性和主动性，要跳出“复杂的实验才是设计性实验，复杂的实验设备才能完成设计性实验要求”的思想误区，并在教学实验中，尽量用原理简洁明了且简易的实验设备构建设计性实验，以便于学生理解，体现设计性实验的实验方法，达到训练学生学习的目的。开学初，教研室根据实验室和学生认知现状，布置“用电子示波器测量两信号的相位差”、“气垫导轨实验的研究”、“RL、RC 串联电路稳态特性的研究”、“霍尔器件应用的研究”、“ 固体热膨胀系数的测量”和“电桥灵敏度研究”等8 个实验题目供学生选择。
在确定选题之后，学生以小组（2～3人）为单位带着问题通过网络及图书馆中心资料室查阅与实验相关的书籍、论文等资料，分工协作共同拟定实验方案、选择配套实验仪器，根据实验室提供的条件自行设计实验方案，制定实验原理和实验方法及步骤。方案选定后，以小组为单位，与指导教师进行讨论。若设计方案切实可行，在规定时间内完成实验；若设计方案未通过，小组成员则根据指导教师提出的意见，继续查阅相关文献资料，进一步完善设计方案直至可行。比如“用电子示波器测量两信号的相位差”实验，小组通过查阅资料共设计出两套实验方案： 波形比较法和椭圆法，通过实验来对比两种方法的精确性。
实验方案确定后，学生以实验小组为单位独立完成实验全过程。在此过程中，要突出学生学习主体地位，以学生为中心、教师在全程进行指导或协助，学生在对照实验要求去探究与问题相关知识的过程中，实现了对相关知识的认知。在实验过程中出现困难和疑问，教师要及时启发和引导学生分析问题，找出解决问题的办法，如测量电桥灵敏度实验中出现了电桥的故障，指导学生如何检测线路故障、如何分析故障原因。鼓励学生提出问题和拥有不同的见解，让学生根据自己的智力特点来安排实验，如在实验过程中，可以让数理逻辑性较强的学习者负责从理论上分析原理等等，动手能力较强的学习者负责实验设备的安装及测试，自然观察能力强的学习者负责实验数据的测量和记录，自省能力较强的学习者负责实验完成过程中的监控和反馈，言语能力较强的学生主要负责实验数据的总结归纳和实验报告的完善等等。
实验完成后，教师应及时对对设计性实验的学业进行评价。科学评价学习者参与程度和合作效果是激发并稳定其合作兴趣，监控其合作情况的必要手段。在设计性实验评价过程中， 教师对学生的评价包括操作能力、观察能力、语言表达能力、实验创新能力和实验数据分析处理能力等多种智力方面的评价，力求做到全面评价学生的成绩，充分尊重学生，体现学生的主体性。具体评价时，可以结合每个小组的实验项目计划执行情况、每位组员的实验项目学习记录和实验的最终完成情况等三方面进行科学评价。评价最好采取多元评价的方式。让教师作为评价的主体，同时加上学生自我评价和同组人员的互相评价，如在学生形成实验报告前，老师可以提出一些问题，以小组的形式组织学生进行实验误差分析比较、对实验方案、实验结果以及实验整体环节进行讨论，并将实验结果当场给教师演示，从而形成学生的自我评价和同组学生间的评价，为指导教师对学生实验过程客观评价提供依据。另外，评价的标准不仅仅是看实验的结果，教师对学生的设计性实验评价过程应该贯穿实验过程的始终，如在实验的开始，教师可以要求学生提出详细的书面设计方案，及对实验过程可能出现的问题分析策略，提出解决方案和创新思考。评价时，不仅仅只关注静态的实验数据和实验结果，更应注重实验中动态的学生经验、情感的交流、合作与碰撞的过程，利用这些动态变化对学生进行恰当的评价和引导。最后，在评价考核内容里面除了考核实验相关操作技能和对实验原理的掌握外，还将文献查阅能力、实验态度、团队合作精神等都纳入考察范围，充分体现设计性实验科学精神培养的功能。
在目前各高校的大学物理实验教学中，综合性、设计性实验所占的比例逐年上升。设计性实验是提高学生实践动手能力、培养学生创新思维的有效手段。在大学物理实验中构建设
计性实验，最能体现设计性实验训练要求的不是实验设备，而是实验的设计思想。虽然我校开设设计性实验时间尚短，只要我们不断努力，最终一定会摸索出一套完善的大学物理设计性实验的教学方法。
参考文献：
[1]戴妍. 智力理论中元认知成分探析[J]. 四川教育学院学报，2004，20（11）.
一学生实验技能培养的方法
（一）培养学生使用基本仪器的技能
掌握基本仪器的使用，是做好物理实验的基矗基本仪器主要有：刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆档等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。”要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用规则，以达到熟练地、正确地读数，在介绍这些基本仪器使用方法时，应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导：
1．各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前，搞清仪器的量程，并且能估计被测对象的情况，选用适当量程，避免超过量程而可能损坏仪器。
2．使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点，否则测出的数据就不准确。如：“对安培表、伏特表等应学会调整零点，对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器，还要学会零误差修正，让学生懂得零点是相对的，零误差的修正在生产上有普遍意义。因此，必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。
3．会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法，关键是会读出仪器的最小刻度值，会从最小刻度之间估计出一位有效数字。同时，要学会正确读数的姿势。如：从量筒上读数时，眼视线应与液面保持相平，不能仰视或俯视，若是凹液面读凹处，凸液面读凸处，从安培表、伏特表读数时，视线应与刻度盘垂直，并且正对指针，估计读数四舍五入等。
4．根据仪器的构造原理，掌握它的使用方法和使用规则。如：天平是根据杆杠的平衡条件制成的，因此，使用前和秤量时都要做到横梁平衡，同时必须严格保护刀口，要让学生理解保护刀口的重要性，从而自觉遵守使用方法和规则；温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的，所以，根据热平衡原理，测量液体时，温度计不能离开液体，而且要在温度计内液柱稳定时读数。显然，培养学生使用基本仪器的技能，必须要注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来，这样既有利于巩固基础知识，又能帮助学生理解为什么这样使用仪器；只有理解了仪器原理，使用起来才会更加自觉和主动。
（二）培养学生进行实验过程必须掌握的技能
1．培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据，根据实验的原理、要求对实验进行设计，包括用什么物理定律、公式，电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量，然后选择所需的仪器和实验条件，进而设计好实验步骤，画好记录表格等。
其次，培养学生正确调整和安装仪器，正确连接电路的技能。正确的实验，首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。如：力学实验中的支架滑轮的安装，牵引线的走向，斜面的架设等，有时要对一些仪器做机械调整或电气调整（对仪器的调零前面已介绍，这里略），电气调整如：使用气垫导轨前必须先调水平位置；在电学实验中，依照电路图连接线路，连线时，应将电路分为主回路和支路，从电源一端开始沿主回路按顺序进行，其次为支路；主回路中必须有开关（先断开）；导线最好选用几种颜色，主、支回路分别用一种颜色。往接线柱上接导线时，应按顺时针方向将导线缠上。电路连接后，必须复查，确认正确后方能通电。这种技能的培养，从初中开始应先有示范，让学生模仿学习，然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项，由学生独立去安装、调整。
2．培养学生正确记录实验数据，并能进行运算和分析，以得出正确结论的能力
这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的技能，要求学生集中精力，按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据，有的实验则要求测量或操作时动作迅速，要把握时机，如：温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出，并记录下来。读取数据和记录必须注意：①读数要及时，并马上记录；②要记录完整数据，按有效数字的方式记录；③数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格，表格设计要求：能记录直接测出的各物理量，能记录各次测出的量，能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。
进行数据处理、运算，对实验结论进行分析。在整理数据时，如发现有不合理的数据，应对该数据补测。要指导学生按有效运算法去处理数据对实验结果进行适当分析讨论，如：讨论数据说明什么？与理论计算有何偏差？实验过程为何这样设计？实验结果的物理意义（结论）是什么？对一些成绩优良的学生，还可让他们设计某个达到相同目的的实验。对实验能力强的学生，许多深一层次的问题都可以在这里分析研究，从而加强了对学生思维能力的培养，有效地巩固知识，技能更加熟练。
3．要使学生了解误差概念，并学会初步的误差计算和分析。实验后，要指导学生分析实验误差的原因，说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷，实验原理、装置不完善而引起的，如：螺旋测微器零点不准；风的吹动使天平产生误差；电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器，或是改进实验方法。改进实验的方法，可改变仪器的位置或仪器的布置，撤换某件仪器，改变所选取的某个参数，改变实验方法乃至改换实验操作人员等。例如将物体放在天平左、右盘上，分别称衡，可以发现天平不等臂引入的误差。又如精密测量同一单摆在不同摆角的周期值，可以发现周期与摆角有关。
偶然误差是在实验条件不变的情况下，对某一物理量进行多次重复测量时，由于各种偶然因素产生的误差。减少偶然误差的办法是多次重复测量取算术平均值，以其平均值为最终的结果。测量次数取多少，要根据偶然误差对被测量影响的大小来确定。如：测量值的有效数值较小时或测量值变动较大时等，应当多测量几次。
综上所述，要培养学生这方面的技能，必须让学生懂得减少误差首先要发现它的存在和来源，其次是确定减少误差的方法。
增加测量次数固然可提高平均值的可靠程度，但是作用是有限的，实际上，只有改进实验方法和仪器，才能从根本上改善测量的结果，提高测量精确度。
4．会写一般的实验报告。学生在实验结束后，应根据原始记录和实验时的体会，写出实验报告。实验报告内容主要有：实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能，对实验报告的写法、格式要严格要求，书写时，要求层次清楚，语言流畅，文字精练、正确，图文并茂，要总结出实验成功的经验或实验失败的原因，使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果，并让别人看懂。
在批改实验报告时要注意学生思维的火花，如对某个问题的独特看法，对某项操作的有益建议，对实验的改进意见等，要给予鼓励，并要及时与之讨论，让师生都有所收获。这样做，既延伸了实验课的教学，使之与理论课的教学有了更深层次的交汇与渗透，又是提高学生动手技能的有效渠道。
5．养成良好的实验习惯，包括爱护仪器，遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。如：做电学实验结束时，应将仪器调到最安全的状态再切断电源，然后拆除连接线，整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育，以免损坏仪器及发生实验事故等。
二培养学生实验技能的途径
1．实验课是培养学生实验技能的基本途径。认真上好实验课，既能帮助学生牢固地掌握物理知识，又能培养学生的实验技能，是训练和提高实验技能的基本途径。
实验课包括演示实验和分组实验。演示实验是学生使用仪器，进行实验操作典范，它教给学生正确的实验方法。如：如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图线、分析和推理，得出正确结论及分析误差等。通过大量的演示实验，学生可以在长年累月的耳闻目睹中，潜移默化地学到实验技能。
在分组实验中，学生的活动是多方面的，既有思维，又有操作，这就需要发挥教师的主导作用。实验时，教师可先介绍实验目的、方法及注意事项，然后教师在台上做示范，学生在台下跟着教师做，这种方法对于初中起始年级的学生是合适和有效的。学生在教师的步步指导下，养成良好的实验方法、实验修养。随着实验技能的不断提高，逐步培养学生自己设计实验，独立实验的能力。
2．尽可能将演示实验改为分组实验。如：阿基米德定律、牛顿第二定律等。
3．将验证性实验改为探讨性的实验。先让学生去研究、探索物理量之间的关系，后总结出物理规律。
4．开辟第二课堂。第二课堂既可完善、丰富、深化课堂知识，又可培养学生的实验技能。主要形式有：①指导学生进行课外实验；②组织参观活动；③举行操作实验竞赛；④组织课外兴趣小组；⑤举办物理科技晚会等。
关键词： 物理实验教学 实验技能 培养方法
物理是一门以实验为基础的科学。所有的物理知识，包括物理概念、定律和理论，都是在实验的基础上建立起来的。因此，培养学生的实验技能，了解物理学的研究方法，培养严格的实事求是的科学态度，对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的作用。中学物理学生实验技能主要包括六个方面：一是掌握常用基本仪器的构造、原理和使用方法，能正确使用仪器进行观察、测量和读数；二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法；三是会正确记录实验数据，并能进行运算和分析，得出正确的结论；四是了解误差概念，学会初步的误差计算和分析；五是会写一般的实验报告；六是初步养成良好的实验习惯，包括爱护仪器、遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。下面从两个方面谈谈学生实验技能的培养方法。
一、学生实验技能培养的方法
1.培养学生使用基本仪器的技能
掌握基本仪器的使用是做好物理实验的基础，基本仪器主要有刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆挡等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数”，要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途，掌握仪器的量程、使用方法和使用规则，熟练地、正确地读数。在介绍这些基本仪器的使用方法时，应抓住各种基本测量仪器的共性加以指导。
（1）各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前，搞清仪器的量程，并且能估计被测对象的情况，选用适当量程，避免超过量程而损坏仪器。
（2）使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点，否则测出的数据不准确。对安培表、伏特表等应学会调整零点，对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器，还要学会零误差修正，让学生懂得零点是相对的。零误差的修正在生产上具有重要意义，因此，必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。
（3）会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法，关键是会读出仪器的最小刻度值，会从最小刻度之间估读出一位有效数字。同时，要学会正确的读数姿势，如：从量筒上读数时，眼视线应与液面相平，不能仰视或俯视，若是凹液面读凹处；凸液面读凸处，从安培表、伏特表上读数时，视线应与刻度盘垂直，并且正对指针，估计读数四舍五入等。
（4）根据仪器的构造原理，掌握使用方法和使用规则。如：天平是根据杠杆的平衡条件制成的，因此，使用前和称量时都要做到横梁平衡，同时必须严格保护刀口，要让学生理解保护刀口的重要性，从而自觉遵守使用方法和规则；温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的，所以，根据热平衡原理，测量液体时，温度计不能离开液体，而且要在温度计内液柱稳定时读数。显然，培养学生使用基本仪器的技能，必须注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来，这样既有利于巩固基础知识，又能帮助学生理解为什么这样使用仪器；只有理解了仪器原理，使用起来才会更加方便。
2.培养学生进行实验必须掌握的技能
培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能，首先要求学生明确实验的目的、原理或理论依据，根据实验的原理，设计实验，包括用什么物理定律、公式，电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量，然后选择所需的仪器和实验条件，设计实验步骤，画好记录表格等。其次，培养学生正确调整和安装仪器、正确连接电路的技能。正确的实验步骤首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。如：力学实验中的支架滑轮的安装，牵引线的走向，斜面的架设等；有时要对一些仪器做机械调整或电气调整（对仪器的调零前面已介绍，这里略），电气调整如使用气垫导轨前必须先调水平位置；在电学实验中，依照电路图连接线路，连线时，应将电路分为主回路和支路，从电源一端开始，沿主回路按顺序进行连线，然后再连支路；主回路中必须有开关（先断开），导线最好选用几种颜色，主、支回路分别用一种颜色；往接线柱上接导线时，应按顺时针方向将导线缠上，电路连接后，必须复查，确认正确后方能通电。实验时，教师应先示范，让学生模仿学习，再逐渐转变为由老师讲述方法及注意事项，学生独立安装、调整。培养学生正确记录实验数据运算和分析数据、得出正确结论的能力。要培养学生这方面的技能，必须要求学生集中精力，按实验步骤有条不紊地操作，读取测量数据。有的实验要求测量或操作时动作迅速，如温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各物理量测出，并记录下来。读取数据和记录必须注意：①读数要及时，并马上记录；②要记录完整数据，按有效数字的方式记录；③数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格，表格设计要求记录直接测出的各物理量，能记录各次测出的物理量，能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。