改进实验教学，促进学生能力培养

来源:用户上传      作者: 谢　勇

　　物理是一门以实验为基础的学科，物理教学应该紧紧扣牢实验这一学科基石，着力启发学生的创新意识，培养学生的创新精神，造就敢于创新、善于创新、勤于创新的高素质人才。笔者在实验教学中做了以下几点改革尝试。
　　
　　一、对演示实验实施“三自”
　　
　　例如研究焦耳定律的演示实验时，笔者是这样设计的，在上一节课末，以思考题的方式，向学生出示了下一课时的课题：电流通过导体产生的热量和哪些因素有关。要求学生利用活动课的时间和空间做到“三自”。
　　1.自行设计实验方案。实验方案的设计关键是让学生考虑好实验原理，怎样才能看到电流通过导体产生热量的现象。学生经过认真思考，设计出不同的方案，有的方案效果特别好。例如取两根电阻不同的电阻丝，在每段电阻丝上用凡士林粘上若干根火柴梗，通电后电阻丝上的火柴梗依次掉下来；再如让烧瓶中的空气受热压强增大，推动管中的红水柱移动；还有使木条吸收电热升温达到着火点而燃烧……这样变限制性的演示实验为开放性研究性实验，极大地激发了学生学习和研究物理的积极性，培养了学生的发散思维和创造性思维能力。
　　2.自主选制实验器材。学生设计出实验方案后，可以向实验室借一些仪器，还可以利用废旧物品自制一些器材。如，一些学生把废电炉丝作电阻丝，把废干电池中的碳棒取出作电极等，这样不仅有效地利用了废物，还锻炼了学生动脑、动手的能力。
　　3.自觉演示自己设计的实验。学生们把实验设计出来后，都想主动地把实验演示给大家，让他们进行演示，这样不仅发挥了学生的主观能动性，而且培养了学生动手操作能力。
　　
　　二、对学生实验采取“三不”措施
　　
　　例如“测导体的电阻”是一重要的分组实验。如果仅仅用伏安法测电阻，对学生的创新能力的培养非常不利。通过几年教学实践，笔者采取了“三不”措施，效果比较明显。
　　1.不限定实验方法。上课时让学生明白实验目的，实验方法由各个小组讨论决定，并要求学生们画出相应的电路图。结果实验方法多种多样，如伏安法、伏阻法、安阻法、极端法等等，培养了学生的发散思维和勇于创新的精神。
　　2.不固定实验步骤。进实验室不要求带课本和实验报告册。在学生动手前只强调各种电表的使用方法，在实验过程中，学生们既测电阻，同时验证了影响电阻大小的因素。例如有的学生用伏安法测电阻时，分别用内接法和外接法，并取两段横截面积相同、长度不同的铁导线，长度相同、横截面积不同的铁导线，长度、横截面积相同的铜和铁导线，分别测出它们的电阻并进行分析。这样培养了学生的观察、分析问题能力。
　　3.不定向实验归纳。实验后让学生多角度、深入细致地观察、分析实验现象和数据，从而开放性地归纳出实验结论。如有的小组分析真实的实验数据，得出如下结论：①伏安法测电阻时，用内接法测量值偏大，用外接法测量值偏小；②多次测量求平均值可减小误差；③影响电阻的因素除了长度、横截面积、材料外，还与湿度有关。通过以上几个方面的归纳，培养了学生的分析、概括实验结论的能力。
　　
　　三、开展课外实验，培养学生的创新能力
　　
　　课外实验是课堂学习的补充，是实施素质教育的需要。课外实验不仅能巩固和深化课内知识，而且有利于培养学生的实验技能、知识迁移能力和灵活运用知识的能力，增强学生思维的独创性。教师在引导课外实验时应注意以下几点：
　　1.引导学生重视课本上的小实验。比如在讲授《大气压强》这一节，我先做了一个演示实验：将小试管套在装水的大试管中，口朝下倒过来，小试管上升。看到这样的现象，学生们都非常惊奇，原以为会掉下来的小试管居然向上运动，到底是什么力使小试管上升呢?学生们都希望揭开其中的奥秘。接着引导大家分析小试管的受力情况，小试管受到一个向下的重力，而现在小试管正在向上运动，说明小试管一定还受到一个向上的力，是谁施给小试管一个向上的力呢?学生们互相讨论。我们没看见施力物体，那么是不是我们看不见的空气给小试管一个向上的力呢?如果空气是施力物体，那么它一定能给其它的物体也施加类似的力。按照以上的猜想，学生们又做了四个实验，用注射器吸水，用吸管吸饮料，将两个带吸盘的挂衣钩对齐并用手捏紧各处，然后两个人拉挂钩；在杯中装满水，盖上一个硬纸片，把杯倒过来，纸片不往下掉。通过以上实验证明大气确实能对浸入其中的物体产生压强和压力。
　　2.引导学生巧用材、巧改进实验。有关摩擦力的方向问题是教学的难点，为了让学生更好地理解，笔者利用牙刷做了一个小实验，收到了很好的效果。首先把两把型号相同的牙刷的刷毛适当去掉一些，使学生能在投影仪的屏幕上看到刷毛清晰的像，演示时用两手分别握住两支牙刷的手柄，采用推拉的方式来演示几种情况下摩擦力的方向，其效果既直观又形象。两把牙刷使抽象内容变得形象、具体、便于理解。再如：有的学生用饮料瓶做了以下几个物理实验：①将一个空雪碧瓶截去上部并装入适量水，然后盖上一张硬纸板，将鸡蛋放在硬纸板上，快速拉去硬纸板后，鸡蛋并没有随硬纸板一起移去，而安然落入杯中，从而使学生认识到静止的物体具有惯性。②取一雪碧瓶，在其侧壁钻三个上下位置不同的小孔，用橡皮塞塞住，给瓶里充满水，将瓶放在足够高的桌面上，然后同时取掉橡皮塞观察发生的现象得出结论。③取一个乒乓球放到倒立的截去下段的饮料瓶瓶口处，然后向瓶里注水，会发现水从瓶口流出，乒乓球不上浮，接着用手指堵住瓶口，不久就可观察到乒乓球上浮起来。经分析，第一次，乒乓球下表面没有受到水的压力，而第二次乒乓球上下表面都受到水的压力，且下表面压力大于上表面压力。这个实验充分证明了浮力产生的原因。
　　在教学中适当引导学生用生活中常见的废旧器材做实验，既减少了环境污染，同时也有利于学生学习兴趣的激发和动手能力及创新能力的培养，从而收到了良好的教学效果。
　　3.选择有趣味性并与生活接近的实验内容。学了阿基米德定律后可要求学生设计一个用浮力计算物体密度的课外小实验，学习了电功率后可要求学生设计一个用电能表量用电器工作时的实际功率的实验等等。课外小实验持续地开展下去，使学生的动手能力得到了加强，分析问题和解决问题的能力得到了提高，创新能力得到了充分的发展。
　　总之，在教学过程中，既要遵循“教师为主导，学生为主体”的教学规律，同时又要不断加强实验教学的改革，以激发学生学习的兴趣，注重学生能力的培养，使学生发扬勇于创新、敢于创新的精神，全力培养学生的创新意识和实践能力。

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