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如何培养学生的实验操作能力和科学探究能力

Answer 1

摘要：物理实验探究教学在新课程物理教学中起着非常重要的作用，如果能有效地开展物理实验探究，将会激发起学生的求知欲，加强他们对基本知识的认识程度，还能培养他们的创新能力。
关键词：物理实验教学；创新思维；创造能力；实验探究能力
物理是实验科学，实验在教学中占据了很大的地位，中学物理作为科学学习的学科，其教学目标是为了提高学生的科学素养，培养学生的实践操作能力动手能力和创新思维能力。在这一过程当中，学生的实际动手能力、实验活动和教师的实验教学的开展就成为了物理学科教学的重要组成部分。所以，初中物理实验教学应得到加强。笔者就如何加强初中物理实验教学谈谈自己的看法。　
一、激发学生兴趣，使学生对物理学产生亲近感和愉悦感
由于物理实验是以充分调动学生的各种感官为前提的一个综合学习过程，因而必须通过有效的刺激，去强化实验教学的启发性，努力使实验过程中出现实验现象或实验结果能够激励学生进行深入的思考。影响学习积极性的最直接的因素是兴趣。爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师”。只要有了兴趣，才能提高学生学习的积极性。因此，物理课应从实验引入，设计一些使学生感到新鲜有趣的小实验，把学生的注意力吸引过来，集中到探求知识的境界中去。利用身边的自己经常接触的物品进行实验，又会使学生产生更加浓厚的兴趣，会使学生主动参与到物理学习中来。例如，用鸡蛋做实验，在初中物理第一堂课上，教师提着一袋鸡蛋走进教室，引起了学生惊诧的目光和欢快的笑声，在学生好奇的期待中，教师用鸡蛋和其他器材，与学生一起做了几个精彩的实验：让一位男生用手掌用力握鸡蛋而鸡蛋不碎；而将鸡蛋轻轻在杯边一磕，鸡蛋粉碎。又做了与惯性有关的“飞不出去的鸡蛋”；与大气压有关的“瓶吞蛋”实验；与重心有关的“站不稳的鸡蛋”。看到了司空见惯的鸡蛋有这么多精彩的表现，学生兴奋而好奇，激发了他们对物理学习的极大热情。
二、强化实验教学探索性，培养学生的想象力
为了强化实验教学的探索性，要鼓励学生对实验中可能出现的实验现象和实验结果进行预测和猜想，这样对培养学生的创新能力也是大有益处的，牛顿正是根据苹果落地现象猜想到，进而发现了万有引力。因此，在实验教学中要让学生在预测和猜想基础上设计实验方案，选择实验器材，再用实验去验证，这样对学生创新能力的培养也是有积极作用的。
课本中各种各样的电路图、滑轮组装配图、物态变化图像等等，都是从画图、识图及图像与实物转化的角度，提高学生对物理规律掌握的程度的，换句话说，也就是靠想象来认识物理规律，然后靠作图来进行分析、判断的。如“电磁感应现象”这一节，在学习“导体做切割磁感应线的运动”这一内容时，可启发学生联想“右手拿镰刀割麦子”的情形。根据“右手定则”，磁感应线方向(麦子)、导体运动方向(镰刀)、导体中感生电流方向(四指)的关系就十分明确了。从上述例子中可以看出，想象使学生头脑中出现一些超乎他们自己经验的形象；由于想象的材料来源于实践并与感知、记忆密切相关，因此教师应引导学生运用画图、识图、观察图表和模型等，帮助学生对没有直接感知过的，或根本不能直接感知的事物，产生清晰的印象，以开拓学生的思路，扩大知识范围，促进学生想象能力的发展，加强学习物理的能力。

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三、扩大实验教学自主性，培养学生的思维能力
物理是一门实验科学，中学物理实验又是学生将来从事科学实验的起点。实验过程要给学生留有较充分的思维空间。充分发挥学生在实验过程中的主观能动性，调动学生思维的积极性、主动性。培养学生逐步形成独立引出实验步骤，独立选择实验器材，独立进行操作实验，独立设计记录表格，独立分析实验结果的能力，使学生能够独立地提出问题，尤其是能在别人看来没有问题或不能问题之处提出有些新意或有价值的问题，体现创新能力。
在实验教学中，学生运用形象思维在头脑中形成实验方案，需要通过实践的检验，才能判断是否可行，设计过程中的错误和缺陷也只有在实践中才能不断地修正，脑的活动不断纠正着手的失误，手的操作同时也不断修正脑的错误，手脑结合，相得益彰。因而物理实验教学中促进手脑的有机结合是物理实验的客观要求，又是培养适应经济时代的创新人才的要求。
因此，在物理实验课的教学中，必须重视培养学生的实验技能和独立工作能力，使学生养成良好的实验习惯。每次做实验时，教师要指导学生弄懂实验原理，学会正确使用物理仪器，掌握计数、读数和处理实验结果的技巧，能够通过分析、推理得出正确结论。比如，在电学实验中，教师要反复强调电流表、电压表的连接特点及“＋”“一”极的接线位置，让学生学会用欧姆定律正确估算量程，避免量程过大使测量值的误差大，又避免量程过小使电流烧坏仪表。学生掌握了基本实验技能，就能独立动手操作，打好实验的基础，学到课本上没有的或者是一带而过的知识。
通过实验，不仅有效地帮助学生领会物理知识，更重要的是通过观察实验现象，分析和解决实验中的问题，能够培养学生的创造性思维能力，促进学生全面发展。
四、加强课外小实验制作，引导学生一物多用，挖掘学生的实验潜能
在日常教学实践中，笔者体会到，重视初中教材中小实验的教学，既有利于巩固知识，提高能力，还容易引起学生的兴趣，这对全面提高物理教学质量具有重要的意义。通过小实验和小制作的完成，可激发学生学习物理知识的兴趣，调动学习的积极性。物理学科的特点决定了学生学习物理的难度，导致了一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪，若能在改进课堂教学的前提下，把握住对小实验教学的机会，通过学习体会亲自制作和实践的乐趣，就可激发兴趣，认识到物理知识在实践中的应用，从而激起他们学好物理的信心。通过小实验的教学，进一步培养和加强学生的实验技能。根据学校的实际情况，我们组织学生利用课外活动时间开展小制作活动，如自制电动机、测力计、潜望镜、简易望远镜、三棱镜、电铃、楼道电灯开关电路等。既能锻炼学生的动手制作能力，又能为学生将来工作后自制简易用具打下良好的基础。物理学是实验科学，提倡学生自编实验和自制实验器材，可培养动脑思考的习惯和动手创新的能力，又如“纸盒烧开水”“小风轮”等小实验的实施和操作过程，就是对知识的再学习过程，并由此达到升华知识，提高能力的目的。通过对小实验的教学，达到对物理知识的巩固、复习和提高的作用。因此，小制作、小实验的实施过程就是对知识的再学习过程，并由此达到升华知识，提高能力的目的。同时，通过对小实验的教学还可教育学生树立献身科学的精神，实施理想教育和爱国主义教育。
以上仅是笔者在这些年来进行初中物理实验教学的一些尝试。“太阳每天都是新的” 。在实践中，教师应不断探索、研究、寻找更适合学生实际的教育教学方法和模式。正如柳斌所说的，我们的教育不是选择适合教育的学生，而应当创造一种适合每一个学生的教育。一个人只要得到对他最合适的教育，他的才能就可以得到充分的发展。

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如何培养学生的实验操作能力和科学探究能力
新课程物理课程标准把如何培养初中生的科学探究能力作为一项重要内容提了出来,新课标着重强调“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识”。为此,笔者就在物理教学中如何培养学生的实验探究能力的几条经验与同仁参考:
　　一、应当因材施教、循循善诱,不断培养学生的质疑提问能力
　　在课程改革的今天,作为物理老师无论在课堂上,还是在实验操作上,都要不断努力培养学生敢于向老师提问的能力。
　　首先,由于科学探究的要素之一就是提出问题,不断将问题作为探究的出发点。因此,在探究活动开始时,要不断努力创设物理问题情境,想方设法引导学生尽可能多地去发现新的物理情景与已有知识的冲突所在,从而提出一系列问题来,以激起广大学生的探究兴趣。
　　其次,现实生活中处处充满着物理知识。因为在物理教学中要根据学生已学过的物理知识和生活经验,鼓励学生大胆提出问题,并还要注意及时表扬。
　　二、争取做好学生的实验组织者,着重培养学生的动手能力
　　实践是探究式学习的灵魂,我们应针对学生而言的“实践能力”着重强调学生的实验主动性、积极性和创造性,这正是我们培养学生总体素质的首要目标之一。
　　首先,实验教学中,我们应采用多种形式的实验探究以不断培养学生的动手能力。为此,我们可以进行演示实验让师生共同探究,比如,实验课上,碘的升华和凝华,可以采取对学生分组来完成探究。
　　其次,应不断加强学生的实践探究活动。且还要不断利用身边的物品开发、设计出各种物理实验,以更丰富课内和课外的探究活动。
　　三、要时刻培养学生的实事求是的科学态度和团结合作的探究精神
　　初中物理新教材中安排了三十多个学生探究实验,但大部分都不以个人为单位进行,而着重让学生分组进行。
　　首先,在实验课探究中,应不断抓住良机指导每个学生仔细观察实验现象,如记录实验数据,自觉养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。比如:在“观察水的沸腾”这一实验中,要及时引导学生仔细观察水沸腾前和沸腾后的水中气泡的现象,并将数据画成图表出来,再设法引导学生实事求是实验的精神。
　　其次,要不断重视学生间的交流与合作,尽量安排足够的时间让学生对各种想法、观点进行充分的交流和讨论。这样对于多数探究活动课来说,探究的过程比探究的结果更显得尤为重要。为此,在探究活动中,就不能为了赶进度而在学生还没进行足够的思考时草率地下结论。
　　四、要不断将物理知识运用于实际生活和自然现象的问题中,以着重培养学生的理论联系实际的能力
　　中学物理教学一直以来都重视物理知识在自然现象、科学技术和生活实践中的运用,以此来体现其科学价值,从而激发学生自主学习的兴趣。
　　首先,要尽量让学生搞一些家庭小制作,比如微型照相机、简易指南针等等。同时还要多布置一些探究性的问题:如挂衣钩是如何贴在墙上的?这样便可以拉进物理与生活的距离,且多让学生深切感受到科学的真实性,感受到科学与社会、与日常生活的关系,从而激发学生的探究欲望和学习兴趣。
　　其次,要不断重视物理知识的实际运用。比如,在学完简单机械运动这一知识点后,应多组织学生亲自通过对自行车进行实物观察,尽量让学生说出自行车究竟运用了哪些简单的机械?只有如此,才至于让学生感到物理就在我们身边。这既激发了学生对物理课的学习兴趣,又能巩固了他们所学的知识,逐步培养了学生理论联系实际的综合能力。
　　总之,作为一名物理老师,在实验探究过程中,应不断鼓励学生积极动脑、动手,并通过多方面自主的探究活动,达到学好物理概念和物理规律,真正体验到学习自然科学的乐趣,并以此更好地了解科学方法,获取科学知识,逐步培养了学生的实验探究能力。此刻,我们才算在教学上取得了真正成功。