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物理實(shí)驗(yàn)的思想方法不是指某個(gè)具體實(shí)驗(yàn)的測(cè)量過(guò)程和方式，而是科學(xué)思維方法在物理實(shí)驗(yàn)中的具體體現(xiàn)，比如比較法、放大法、模擬法、補(bǔ)償法和變量控制法，等等，它們不僅是物理實(shí)驗(yàn)的基本方法，也是其他學(xué)科進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)和方法。

物理實(shí)驗(yàn)思想方法的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素質(zhì)起著不可或缺的作用，并且，學(xué)習(xí)、掌握這些實(shí)驗(yàn)思想方法的過(guò)程也是科學(xué)素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粩喾e累和提高的過(guò)程。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)于利用物理實(shí)驗(yàn)的思想方法培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的重要作用應(yīng)該給以足夠的重視。但是，現(xiàn)實(shí)的情況卻不盡如人意。比如，在教材方面，許多大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材中對(duì)基本實(shí)驗(yàn)方法涉及很少；在教師方面，一些教師在講解時(shí)，把實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理當(dāng)作重點(diǎn)，重技能，輕方法；許多學(xué)生在寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，將主要精力都放在數(shù)據(jù)處理方面，而很少思考這個(gè)實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了哪些基本的實(shí)驗(yàn)方法。很多學(xué)生修完物理實(shí)驗(yàn)課后，對(duì)基本的實(shí)驗(yàn)方法沒(méi)有什么認(rèn)識(shí)，或者一無(wú)所知。針對(duì)這一問(wèn)題，筆者進(jìn)行了深入的探討，提出了解決的途徑。

1 教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，高度重視實(shí)驗(yàn)思想方法的教育

傳統(tǒng)的應(yīng)試教育，往往注重知識(shí)的傳授，而忽視物理學(xué)原理中所蘊(yùn)涵的十分精彩的物理思想和科學(xué)研究方法的教育。在傳統(tǒng)教學(xué)觀念中，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能就是讓學(xué)生會(huì)操作，物理實(shí)驗(yàn)被認(rèn)為是一種實(shí)踐性較強(qiáng)而理論思維要求較低的活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)課上只要求學(xué)生動(dòng)手測(cè)量出數(shù)據(jù)、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告就算萬(wàn)事大吉了。但這種認(rèn)識(shí)是很不全面的，是不符合素質(zhì)教育要求的。因?yàn)榭茖W(xué)方法的教育比知識(shí)本身更重要，學(xué)習(xí)、掌握這些實(shí)驗(yàn)思想方法的過(guò)程是人類認(rèn)識(shí)事物由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程，物理實(shí)驗(yàn)中的思想方法對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)起著重要的作用，對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的研究方法的教育將使學(xué)生受益終身。例如，控制變量法能培養(yǎng)學(xué)生初步的分析問(wèn)題和研究問(wèn)題的能力，轉(zhuǎn)換法有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性，替代法有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的變通性，模擬法有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)想象力。素質(zhì)教育的核心是創(chuàng)新教育，如果沒(méi)有基本思想方法的支撐，創(chuàng)新就是無(wú)源之水、無(wú)本之木。素質(zhì)教育的要求是不僅讓學(xué)生知道怎么做，更重要的是讓學(xué)生知道為什么要這么做�！笆谌唆~，不如授人漁”就是用形象樸素的語(yǔ)言講明白了這個(gè)道理。

2 教師在教學(xué)實(shí)踐中要遵循循序漸進(jìn)、持之以恒的原則

物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)教育階段首先接觸到的實(shí)踐課程，他們?cè)谶M(jìn)人大學(xué)以前，雖然做過(guò)了大量的物理題目，其中也包括一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)題目，但仍然對(duì)完整的、系統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)了解甚少。因此，教師要充分利用緒論課的機(jī)會(huì)，對(duì)學(xué)生集中講授物理實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和基本的思想方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師要深入淺出地說(shuō)明有哪幾類基本的實(shí)驗(yàn)思想方法，比較法、放大法、模擬法、補(bǔ)償法、零點(diǎn)法、平衡法等等到底是什么，各自有哪些具體的例子。要使學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的思想方法體系有初步的了解和認(rèn)識(shí)。要通過(guò)具體的例子引起學(xué)生的興趣，尤其要注意多采用學(xué)生在中學(xué)里就非常熟悉的例子，從易到難，便于他們理解。

比如，講到放大法時(shí)，可先舉游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器，指出這是放大法中的機(jī)械放大法；再舉光學(xué)顯微鏡，指出這是利用透鏡或透鏡組的放大作用的光學(xué)儀器，是光學(xué)放大法的一種；最后指出光學(xué)放大法還有光杠桿鏡尺法，在金屬材料的楊氏模量實(shí)驗(yàn)中將會(huì)深入學(xué)習(xí)。

緒論課的目的是讓學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的基本思想方法有初步的認(rèn)識(shí)，故內(nèi)容要少而精，恰到好處，切忌空談科學(xué)思想和科學(xué)方法，使學(xué)生感覺(jué)枯燥無(wú)味。教師要通過(guò)精彩的講解和融洽的課堂氣氛激發(fā)學(xué)生探索物理實(shí)驗(yàn)奧秘的興趣。而進(jìn)一步深入的理解和掌握這些物理實(shí)驗(yàn)思想則要貫穿在以后的每堂課中。

在具體的每次實(shí)驗(yàn)課上，教師要啟發(fā)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)中用到的基本方法和思想，尤其是典型的方法要當(dāng)作重點(diǎn)講明講透。例如在金屬材料的楊氏模量實(shí)驗(yàn)中，對(duì)光杠桿鏡尺法的原理一定要花時(shí)間講明白。在電位差計(jì)實(shí)驗(yàn)中，使學(xué)生理解補(bǔ)償法。在電橋?qū)嶒?yàn)中，使學(xué)生理解比較法。另外，許多實(shí)驗(yàn)中都體現(xiàn)著控制變量法，教師要適當(dāng)?shù)赜枰砸龑?dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理、歸納總結(jié)的能力。通過(guò)一個(gè)個(gè)鮮活的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到這些基本的實(shí)驗(yàn)思想方法并不是截然分開(kāi)的，而是相互滲透、聯(lián)系使用的，一個(gè)具體的物理實(shí)驗(yàn)，往往是幾個(gè)方法綜合運(yùn)用的智慧結(jié)晶。通過(guò)一次次實(shí)驗(yàn)課，使學(xué)生感受到物理實(shí)驗(yàn)思想方法的存在和魅力。基本的實(shí)驗(yàn)思想方法，是支起物理實(shí)驗(yàn)大廈的基石，也是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的起點(diǎn)。

3 既要回顧歷史，又要面向未來(lái)

物理實(shí)驗(yàn)的思想方法凝聚了許多科學(xué)家和實(shí)驗(yàn)工作者的巧妙構(gòu)思，是一代人甚至幾代人智慧的結(jié)晶。教師要對(duì)學(xué)生介紹物理學(xué)史上有著重要地位的實(shí)驗(yàn)及其設(shè)計(jì)思想，這些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之巧妙神奇令人贊嘆不已，這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)涵的樸素而深邃的思想，至今仍閃爍著光芒。例如庫(kù)侖得到庫(kù)侖定律的扭秤和電擺實(shí)驗(yàn)，卡文迪許的萬(wàn)有引力實(shí)驗(yàn)，法拉第的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，邁克耳孫和莫雷的以太漂移實(shí)驗(yàn)。

21世紀(jì)是科技飛速發(fā)展的時(shí)代，所以物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是被新知識(shí)、新技術(shù)不斷填充的開(kāi)放體系。因此，教師還要適時(shí)地把傳統(tǒng)的思想方法在現(xiàn)代科研和生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用情況介紹給學(xué)生，使學(xué)生開(kāi)闊視野，啟發(fā)思維。例如在當(dāng)今科研尖端領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的掃描近場(chǎng)顯微鏡，對(duì)傳統(tǒng)的光學(xué)分辨極限產(chǎn)生了革命性的突破，傳統(tǒng)的光學(xué)鏡頭被光學(xué)探針替代，可以探測(cè)到樣品表面的納米光學(xué)信息，而它的基本原理就是光學(xué)放大法。當(dāng)然，要在教學(xué)中做到溫故知新，對(duì)教師的素質(zhì)將提出更高的要求。教師要不斷學(xué)習(xí)，始終關(guān)注科學(xué)的發(fā)展動(dòng)向，緊跟科技進(jìn)步的腳步，不斷更新自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，使自己的專業(yè)水平和業(yè)務(wù)能力達(dá)到一個(gè)更高的層次。偉大的教育學(xué)家陶行知說(shuō)過(guò)：“要想學(xué)生學(xué)好，必須先生學(xué)好。唯有學(xué)而不厭的先生才能教出學(xué)而不厭的學(xué)生”。教師只有具備了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和精湛的實(shí)驗(yàn)技能，才能在講課和指導(dǎo)學(xué)生時(shí)做到游刃有余。但不管是回顧歷史還是面向未來(lái)，教師都要根據(jù)課堂教學(xué)的實(shí)際情況和學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，靈活把握，不能和教學(xué)內(nèi)容游離脫鉤，生搬硬套，增加學(xué)生負(fù)擔(dān)。

4 在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，適當(dāng)增加物理實(shí)驗(yàn)思想方法的內(nèi)容

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，都是數(shù)據(jù)處理“唱主角”，很少涉及物理實(shí)驗(yàn)思想方法。學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的思想方法也很少去思考。要改變這一局面，可在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，適當(dāng)增加物理實(shí)驗(yàn)思想方法的內(nèi)容，并將其納入到最后實(shí)驗(yàn)的成績(jī)考核中。這樣，才能引起學(xué)生的重視，注意平時(shí)思考、總結(jié)和積累。每次實(shí)驗(yàn)后，教師要讓學(xué)生把實(shí)驗(yàn)中有關(guān)實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)現(xiàn)、領(lǐng)悟、理解以及疑問(wèn)都總結(jié)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的討論部分中。這是學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的開(kāi)始，將為他們以后做好設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，學(xué)生的討論和總結(jié)也給教師提供了及時(shí)的反饋信息，教師可以了解真實(shí)的教學(xué)效果，以便進(jìn)一步改進(jìn)工作。

5 指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用基本的思想方法，改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)和開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

當(dāng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的基本思想方法有了一定的認(rèn)識(shí)時(shí)，教師就可以有目的地引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中運(yùn)用這些思想方法。這里提出兩個(gè)有效的辦法，一是讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，進(jìn)行改進(jìn)。二是開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)室提出實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)生自行制定實(shí)驗(yàn)方案，選擇儀器設(shè)備，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。我們一方面要告訴學(xué)生，選擇或判斷實(shí)驗(yàn)方案的好壞應(yīng)從物理原理的完善性、計(jì)算公式的準(zhǔn)確性、實(shí)驗(yàn)方法的可行性、實(shí)驗(yàn)操作的便利性、實(shí)驗(yàn)裝置的經(jīng)濟(jì)性、儀器精度的局限性、誤差范圍的允許性等多方面認(rèn)真考慮，綜合分析。不管是改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)還是進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，都是多種知識(shí)和多種能力的綜合運(yùn)用，從好的思想方法到落實(shí)最佳實(shí)驗(yàn)方案之間是有一定距離的。另一方面，我們也要考慮到，每個(gè)學(xué)生的具體情況是不同的，因此教師一定要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，扎扎實(shí)實(shí)地開(kāi)展工作。要摸清學(xué)生的理論基礎(chǔ)、動(dòng)手能力、教學(xué)期望等，立足學(xué)生的現(xiàn)實(shí)條件，切不可脫離實(shí)際，拔苗助長(zhǎng)。對(duì)基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生，可引導(dǎo)他們分析、思考已經(jīng)做過(guò)的實(shí)驗(yàn)，以改進(jìn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)為主，逐步培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)。對(duì)基礎(chǔ)較好、求知欲較強(qiáng)的學(xué)生，可以給他們布置一些帶有研究性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)題目，讓他們自行查閱相關(guān)資料，自行擬定實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)踐中進(jìn)一步提高科學(xué)素質(zhì)。

總之，素質(zhì)教育需要全體教師的共同努力。我國(guó)最新的基礎(chǔ)教育課程標(biāo)準(zhǔn)提出了“三維教學(xué)目標(biāo)”，即“知識(shí)與技能，過(guò)程與方法，情感、態(tài)度與價(jià)值觀”，這是素質(zhì)教育在課程理念中的集中體現(xiàn)。廣大教師要樹(shù)立教育新理念，充分認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)的思想方法的重要性，把素質(zhì)教育落在實(shí)處，培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求的高素質(zhì)人才。