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【摘 要】中学物理实验教学，不仅是要传授给学生物理知识，更重要的是通过实验教学来培养学生的观察、数据处理、操作以及设计等能力。
【关键词】中学物理；实验教学；能力培养；内容；途径
一、引言
实验教学是中学物理教学的重要组成部分。它不仅是要传授给学生物理知识，更重要的是通过实验教学来培养学生各方面的物理实验能力，这是实验教学的重要任务之一。笔者认为，在众多的物理实验能力中，观察、数据处理、操作以及设计等能力尤为重要，因此，本文就此进行探讨。
二、中学生物理实验能力的培养
（一）观察能力
物理学是一门以观察、实验为基础的自然科学。物理规律都是在观察和实验的基础上，认真总结和思考得来的，观察是研究自然科学的最基本的方法。所以，观察能力的培养是整个实验教学中能力培养的首要前提。那么，怎样培养学生的观察能力呢？
首先，明确观察的目的和任务，突出观察的重点。例如，在讲《沸腾》时，观察的目的是“弄清楚产生沸腾现象的全过程，掌握蒸发和沸腾的异同”，观察的重点是“水在沸腾前出现什么现象？沸腾时水面出现什么现象”等；又如在《机械能的转化与守恒》教学中，教师做滚摆演示实验时，要让学生观察的重点是重力势能（即主要看相对高度h）如何变化，动能（即主要看抛体的速率v）又如何变化，以及第2次升高的高度与原来的高度是否相等。
其次，培养学生的观察兴趣和习惯。要培养学生的观察能力，必须注重培养学生的观察兴趣和习惯，帮助他们养成较好的独立观察的能力，使其彻底摆脱处处依赖老师的思想和行为。这方面，可通过精心组织实验，让学生能清楚、准确地观察到成功的实验现象；启发学生对实验多问几个为什么，诱导学生积极观测并探究物理知识，以及在实验中介绍物理学家的观测趣事等途径来实现。
第三，注重科学的观察方法。比如，我们可教给学生以下一些观察方法：连续观察法、对比观察法、重点观察法、归纳观察法等。
（二）实验数据处理能力
实验数据处理能力是指通过对实验测得的众多数据进行分析处理，以获得某些量的变化规律或量与量之间的函数关系的能力。在中学物理实验中，分析、处理实验数据常用的是“图像法”。其步骤是“建立直角坐标系，描出实验数据点，绘出图像，总结规律”。例如，在直角坐标系中用横坐标表示自变量，用纵坐标表示应变量。坐标比例要适当，使得图像在坐标纸上大小合适、关系清晰，同时还要让学生学会如何用这些数据点恰当地绘出平滑的曲线（或直线）。总结物理规律是要根据实验数据处理所得函数图像分析归纳出物理量之间的规律。如对牛顿第二定律研究，在合外力一定的情况下，研究“加速度（a）和质量（m）之间的关系”。由于a 和m之间的关系图像是曲线，不易判断它们之间的关系，我们可以以“1/ m”为横轴，对“a”作图，如此得到“1/m - a”关系图像是通过原点的一条直线，于是可以比较容易的得到“在合外力一定的情况下，物体的加速度与其质量成反比”的结论。除了加强学生进行实验数据图表化训练，提高学生实验数据处理能力还要要求加强学生进行误差分析、修正数据和总结分析实验数据等等训练，以此达到培养学生实验数据处理的能力。
（三）操作能力
操作能力是使实验得以顺利进行的一种动手能力，是实验技能中的一项重要能力。如何培养学生的操作能力呢？笔者认为：
首先，规范课堂演示实验。由于演示实验具有很强的示范性，教师做演示实验时的一举一动，都将成为学生独立操作时的依据，对学生有耳濡目染的作用。所以，我们教师要从实验方法的设计、器材的选择、操作的顺序、观察的方法、结论的归纳等方面精心备课，并在课前反复演练，力求操作演示规范、熟练。例如，在演示用安培表测电流强度时，提高操作要领:“断开电键，顺序连接；电表串联，正进负出；检查无误，通电试触；选定量程，接线读数”“先看量程后读盘，大格小格算一算”。
然后，强化学生实验操作的基本训练。要严格按照教学大纲和教材内容，依据实验目标，落实基本技能训练的要求。例如，对刻度尺、天平、弹簧秤、量筒、温度计、安培表、伏特表、滑动变阻器等基本仪器要求做到“五会”即“会合理选择、会调试校正、会正确使用、会准确读数、会判断故障”。
其次，上好实验课。实验课是培养学生实验操作能力的最直接、最重要的手段。一要抓好实验预习。课前要求学生认真预习，弄清楚实验原理、器材、步骤，设计好实验表格。二要加强实验规则教育。向学生进行规则、纪律、作风等方面的教育，以确保实验顺利进行。三要培养“小顾问”。课前组织实验中心小组的学生进行培训，让他们独立操作，总结经验。上实验课时，这几个人就是“小顾问”对其他学生的实验操作进行指导。
（四）实验设计能力
实验设计能力是实验能力中要求教高的一项。它是指在理解与掌握了实验目的、实验原理和实验方法等的基础上，具体设计实施实验的能力。为此，一方面，每次设计实验都要求学生明确设计实验的目的，掌握正确的实验设计原理。例如，“验证楞次定律”实验，就是要在改变磁极、改变磁力线方向、改变导线切割磁力线的方向、改变线圈绕向、改变磁铁运动方向及改变相对运动方向时，探讨感生电流的产生及其变化规律。另一方面，要掌握实验的基本方法。如实验归纳法、实验验证法、理想实验法等。还有就是要教给学生设计实验的基本思想方法。比如，平衡法、转换法、再现法等。
【关键词】中学物理；实验教学；能力培养；内容；途径
一、引言
实验教学是中学物理教学的重要组成部分。它不仅是要传授给学生物理知识，更重要的是通过实验教学来培养学生各方面的物理实验能力，这是实验教学的重要任务之一。笔者认为，在众多的物理实验能力中，观察、数据处理、操作以及设计等能力尤为重要，因此，本文就此进行探讨。
二、中学生物理实验能力的培养
（一）观察能力
物理学是一门以观察、实验为基础的自然科学。物理规律都是在观察和实验的基础上，认真总结和思考得来的，观察是研究自然科学的最基本的方法。所以，观察能力的培养是整个实验教学中能力培养的首要前提。那么，怎样培养学生的观察能力呢？
首先，明确观察的目的和任务，突出观察的重点。例如，在讲《沸腾》时，观察的目的是“弄清楚产生沸腾现象的全过程，掌握蒸发和沸腾的异同”，观察的重点是“水在沸腾前出现什么现象？沸腾时水面出现什么现象”等；又如在《机械能的转化与守恒》教学中，教师做滚摆演示实验时，要让学生观察的重点是重力势能（即主要看相对高度h）如何变化，动能（即主要看抛体的速率v）又如何变化，以及第2次升高的高度与原来的高度是否相等。
其次，培养学生的观察兴趣和习惯。要培养学生的观察能力，必须注重培养学生的观察兴趣和习惯，帮助他们养成较好的独立观察的能力，使其彻底摆脱处处依赖老师的思想和行为。这方面，可通过精心组织实验，让学生能清楚、准确地观察到成功的实验现象；启发学生对实验多问几个为什么，诱导学生积极观测并探究物理知识，以及在实验中介绍物理学家的观测趣事等途径来实现。
第三，注重科学的观察方法。比如，我们可教给学生以下一些观察方法：连续观察法、对比观察法、重点观察法、归纳观察法等。
（二）实验数据处理能力
实验数据处理能力是指通过对实验测得的众多数据进行分析处理，以获得某些量的变化规律或量与量之间的函数关系的能力。在中学物理实验中，分析、处理实验数据常用的是“图像法”。其步骤是“建立直角坐标系，描出实验数据点，绘出图像，总结规律”。例如，在直角坐标系中用横坐标表示自变量，用纵坐标表示应变量。坐标比例要适当，使得图像在坐标纸上大小合适、关系清晰，同时还要让学生学会如何用这些数据点恰当地绘出平滑的曲线（或直线）。总结物理规律是要根据实验数据处理所得函数图像分析归纳出物理量之间的规律。如对牛顿第二定律研究，在合外力一定的情况下，研究“加速度（a）和质量（m）之间的关系”。由于a 和m之间的关系图像是曲线，不易判断它们之间的关系，我们可以以“1/ m”为横轴，对“a”作图，如此得到“1/m - a”关系图像是通过原点的一条直线，于是可以比较容易的得到“在合外力一定的情况下，物体的加速度与其质量成反比”的结论。除了加强学生进行实验数据图表化训练，提高学生实验数据处理能力还要要求加强学生进行误差分析、修正数据和总结分析实验数据等等训练，以此达到培养学生实验数据处理的能力。
（三）操作能力
操作能力是使实验得以顺利进行的一种动手能力，是实验技能中的一项重要能力。如何培养学生的操作能力呢？笔者认为：
首先，规范课堂演示实验。由于演示实验具有很强的示范性，教师做演示实验时的一举一动，都将成为学生独立操作时的依据，对学生有耳濡目染的作用。所以，我们教师要从实验方法的设计、器材的选择、操作的顺序、观察的方法、结论的归纳等方面精心备课，并在课前反复演练，力求操作演示规范、熟练。例如，在演示用安培表测电流强度时，提高操作要领:“断开电键，顺序连接；电表串联，正进负出；检查无误，通电试触；选定量程，接线读数”“先看量程后读盘，大格小格算一算”。
然后，强化学生实验操作的基本训练。要严格按照教学大纲和教材内容，依据实验目标，落实基本技能训练的要求。例如，对刻度尺、天平、弹簧秤、量筒、温度计、安培表、伏特表、滑动变阻器等基本仪器要求做到“五会”即“会合理选择、会调试校正、会正确使用、会准确读数、会判断故障”。
其次，上好实验课。实验课是培养学生实验操作能力的最直接、最重要的手段。一要抓好实验预习。课前要求学生认真预习，弄清楚实验原理、器材、步骤，设计好实验表格。二要加强实验规则教育。向学生进行规则、纪律、作风等方面的教育，以确保实验顺利进行。三要培养“小顾问”。课前组织实验中心小组的学生进行培训，让他们独立操作，总结经验。上实验课时，这几个人就是“小顾问”对其他学生的实验操作进行指导。
（四）实验设计能力
实验设计能力是实验能力中要求教高的一项。它是指在理解与掌握了实验目的、实验原理和实验方法等的基础上，具体设计实施实验的能力。为此，一方面，每次设计实验都要求学生明确设计实验的目的，掌握正确的实验设计原理。例如，“验证楞次定律”实验，就是要在改变磁极、改变磁力线方向、改变导线切割磁力线的方向、改变线圈绕向、改变磁铁运动方向及改变相对运动方向时，探讨感生电流的产生及其变化规律。另一方面，要掌握实验的基本方法。如实验归纳法、实验验证法、理想实验法等。还有就是要教给学生设计实验的基本思想方法。比如，平衡法、转换法、再现法等。