物理實驗的思想方法不是指某個具體實驗的測量過程和方式，而是科學思維方法在物理實驗中的具體體現(xiàn)，比如比較法、放大法、模擬法、補償法和變量控制法，等等，它們不僅是物理實驗的基本方法，也是其他學科進行科學研究的基礎和方法。
物理實驗思想方法的學習和運用，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和科學素質(zhì)起著不可或缺的作用，并且，學習、掌握這些實驗思想方法的過程也是科學素質(zhì)和實驗能力不斷積累和提高的過程。因此，在教學實踐中，對于利用物理實驗的思想方法培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)的重要作用應該給以足夠的重視。但是，現(xiàn)實的情況卻不盡如人意。比如，在教材方面，許多大學物理實驗教材中對基本實驗方法涉及很少；在教師方面，一些教師在講解時，把實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理當作重點，重技能，輕方法；許多學生在寫實驗報告時，將主要精力都放在數(shù)據(jù)處理方面，而很少思考這個實驗運用了哪些基本的實驗方法。很多學生修完物理實驗課后，對基本的實驗方法沒有什么認識，或者一無所知。針對這一問題，筆者進行了深入的探討，提出了解決的途徑。
1 教師必須轉(zhuǎn)變教學觀念，高度重視實驗思想方法的教育
傳統(tǒng)的應試教育，往往注重知識的傳授，而忽視物理學原理中所蘊涵的十分精彩的物理思想和科學研究方法的教育。在傳統(tǒng)教學觀念中，培養(yǎng)學生的基本實驗技能就是讓學生會操作，物理實驗被認為是一種實踐性較強而理論思維要求較低的活動，實驗課上只要求學生動手測量出數(shù)據(jù)、完成實驗報告就算萬事大吉了。但這種認識是很不全面的，是不符合素質(zhì)教育要求的。因為科學方法的教育比知識本身更重要，學習、掌握這些實驗思想方法的過程是人類認識事物由感性認識到理性認識的發(fā)展過程，物理實驗中的思想方法對學生科學素質(zhì)的培養(yǎng)起著重要的作用，對學生進行物理實驗的研究方法的教育將使學生受益終身。例如，控制變量法能培養(yǎng)學生初步的分析問題和研究問題的能力，轉(zhuǎn)換法有利于培養(yǎng)學生思維的靈活性，替代法有利于培養(yǎng)學生思維的變通性，模擬法有利于培養(yǎng)學生的科學想象力。素質(zhì)教育的核心是創(chuàng)新教育，如果沒有基本思想方法的支撐，創(chuàng)新就是無源之水、無本之木。素質(zhì)教育的要求是不僅讓學生知道怎么做，更重要的是讓學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言講明白了這個道理。
2 教師在教學實踐中要遵循循序漸進、持之以恒的原則
物理實驗是學生進入大學教育階段首先接觸到的實踐課程，他們在進人大學以前，雖然做過了大量的物理題目，其中也包括一定數(shù)量的實驗題目，但仍然對完整的、系統(tǒng)的科學實驗了解甚少。因此，教師要充分利用緒論課的機會，對學生集中講授物理實驗的基本知識和基本的思想方法，以激發(fā)學生的學習興趣。教師要深入淺出地說明有哪幾類基本的實驗思想方法，比較法、放大法、模擬法、補償法、零點法、平衡法等等到底是什么，各自有哪些具體的例子。要使學生對物理實驗的思想方法體系有初步的了解和認識。要通過具體的例子引起學生的興趣，尤其要注意多采用學生在中學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，可先舉游標卡尺和螺旋測微器，指出這是放大法中的機械放大法；再舉光學顯微鏡，指出這是利用透鏡或透鏡組的放大作用的光學儀器，是光學放大法的一種；最后指出光學放大法還有光杠桿鏡尺法，在金屬材料的楊氏模量實驗中將會深入學習。
緒論課的目的是讓學生對物理實驗的基本思想方法有初步的認識，故內(nèi)容要少而精，恰到好處，切忌空談科學思想和科學方法，使學生感覺枯燥無味。教師要通過精彩的講解和融洽的課堂氣氛激發(fā)學生探索物理實驗奧秘的興趣。而進一步深入的理解和掌握這些物理實驗思想則要貫穿在以后的每堂課中。
在具體的每次實驗課上，教師要啟發(fā)學生思考實驗中用到的基本方法和思想，尤其是典型的方法要當作重點講明講透。例如在金屬材料的楊氏模量實驗中，對光杠桿鏡尺法的原理一定要花時間講明白。在電位差計實驗中，使學生理解補償法。在電橋?qū)嶒炛�，使學生理解比較法。另外，許多實驗中都體現(xiàn)著控制變量法，教師要適當?shù)赜枰砸龑В囵B(yǎng)學生邏輯推理、歸納總結(jié)的能力。通過一個個鮮活的實驗，使學生認識到這些基本的實驗思想方法并不是截然分開的，而是相互滲透、聯(lián)系使用的，一個具體的物理實驗，往往是幾個方法綜合運用的智慧結(jié)晶。通過一次次實驗課，使學生感受到物理實驗思想方法的存在和魅力�；镜膶嶒炈枷敕椒�，是支起物理實驗大廈的基石，也是學生進行創(chuàng)新的起點。
3 既要回顧歷史，又要面向未來
物理實驗的思想方法凝聚了許多科學家和實驗工作者的巧妙構(gòu)思，是一代人甚至幾代人智慧的結(jié)晶。教師要對學生介紹物理學史上有著重要地位的實驗及其設計思想，這些實驗設計之巧妙神奇令人贊嘆不已，這些經(jīng)典實驗中蘊涵的樸素而深邃的思想，至今仍閃爍著光芒。例如庫侖得到庫侖定律的扭秤和電擺實驗，卡文迪許的萬有引力實驗，法拉第的電磁感應實驗，邁克耳孫和莫雷的以太漂移實驗。
21世紀是科技飛速發(fā)展的時代，所以物理實驗應該是被新知識、新技術(shù)不斷填充的開放體系。因此，教師還要適時地把傳統(tǒng)的思想方法在現(xiàn)代科研和生產(chǎn)領(lǐng)域中的應用情況介紹給學生，使學生開闊視野，啟發(fā)思維。例如在當今科研尖端領(lǐng)域廣泛應用的掃描近場顯微鏡，對傳統(tǒng)的光學分辨極限產(chǎn)生了革命性的突破，傳統(tǒng)的光學鏡頭被光學探針替代，可以探測到樣品表面的納米光學信息，而它的基本原理就是光學放大法。當然，要在教學中做到溫故知新，對教師的素質(zhì)將提出更高的要求。教師要不斷學習，始終關(guān)注科學的發(fā)展動向，緊跟科技進步的腳步，不斷更新自己的知識結(jié)構(gòu)，使自己的專業(yè)水平和業(yè)務能力達到一個更高的層次。偉大的教育學家陶行知說過：“要想學生學好，必須先生學好。唯有學而不厭的先生才能教出學而不厭的學生”。教師只有具備了扎實的專業(yè)知識和精湛的實驗技能，才能在講課和指導學生時做到游刃有余。但不管是回顧歷史還是面向未來，教師都要根據(jù)課堂教學的實際情況和學生的學習基礎，靈活把握，不能和教學內(nèi)容游離脫鉤，生搬硬套，增加學生負擔。
4 在實驗報告中，適當增加物理實驗思想方法的內(nèi)容
在傳統(tǒng)的實驗報告中，都是數(shù)據(jù)處理“唱主角”，很少涉及物理實驗思想方法。學生對物理實驗的思想方法也很少去思考。要改變這一局面，可在實驗報告中，適當增加物理實驗思想方法的內(nèi)容，并將其納入到最后實驗的成績考核中。這樣，才能引起學生的重視，注意平時思考、總結(jié)和積累。每次實驗后，教師要讓學生把實驗中有關(guān)實驗方法的發(fā)現(xiàn)、領(lǐng)悟、理解以及疑問都總結(jié)在實驗報告的討論部分中。這是學生進行探究性學習的開始，將為他們以后做好設計性實驗打下良好的基礎。同時，學生的討論和總結(jié)也給教師提供了及時的反饋信息，教師可以了解真實的教學效果，以便進一步改進工作。
5 指導學生運用基本的思想方法，改進原有實驗和開設設計性實驗
當學生對物理實驗的基本思想方法有了一定的認識時，教師就可以有目的地引導學生在實驗過程中運用這些思想方法。這里提出兩個有效的辦法，一是讓學生對現(xiàn)有實驗中存在的問題進行分析和研究，進行改進。二是開設設計性實驗，由實驗室提出實驗題目，學生自行制定實驗方案，選擇儀器設備，獨立完成實驗。我們一方面要告訴學生，選擇或判斷實驗方案的好壞應從物理原理的完善性、計算公式的準確性、實驗方法的可行性、實驗操作的便利性、實驗裝置的經(jīng)濟性、儀器精度的局限性、誤差范圍的允許性等多方面認真考慮，綜合分析。不管是改進原有實驗還是進行設計性實驗，都是多種知識和多種能力的綜合運用，從好的思想方法到落實最佳實驗方案之間是有一定距離的。另一方面，我們也要考慮到，每個學生的具體情況是不同的，因此教師一定要結(jié)合學生的實際情況，扎扎實實地開展工作。要摸清學生的理論基礎、動手能力、教學期望等，立足學生的現(xiàn)實條件，切不可脫離實際，拔苗助長。對基礎較差、學習有困難的學生，可引導他們分析、思考已經(jīng)做過的實驗，以改進現(xiàn)有實驗為主，逐步培養(yǎng)科學素質(zhì)。對基礎較好、求知欲較強的學生，可以給他們布置一些帶有研究性質(zhì)的實驗題目，讓他們自行查閱相關(guān)資料，自行擬定實驗方案，在實踐中進一步提高科學素質(zhì)。
總之，素質(zhì)教育需要全體教師的共同努力。我國最新的基礎教育課程標準提出了“三維教學目標”，即“知識與技能，過程與方法，情感、態(tài)度與價值觀”，這是素質(zhì)教育在課程理念中的集中體現(xiàn)。廣大教師要樹立教育新理念，充分認識物理實驗的思想方法的重要性，把素質(zhì)教育落在實處，培養(yǎng)出適應時代發(fā)展要求的高素質(zhì)人才。
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