关键词：物理实验教学 实验探究能力 创新思维 创造能力
物理学是一门以实验为基础的学科，它以实验为载体，培养学生的实验探究能力、动手能力，因而对培养学生的创新精神和创造能力等方面具有重要的作用。物理的探究源于生活，又用其研究的成果来指导生活。在实验中，通过对一些感性材料的接触和研究，能激发学生对事物的兴趣和理性思考。
物理实验教学包括课堂演示实验、课堂分组实验和课外小实验以及家庭小实验。各种类型的物理实验，具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程，为学生的学习提供了丰富的感性材料，在强化学生感知的同时纠正了在感知中形成的错觉，从而达到丰富学生头脑中感性材料储存及发展智力、培养能力的目的。
一、发挥物理实验教学在培养学生实验探究能力中的作用
教师要发挥各种物理实验在教学中的作用，注重激发学生的学习兴趣，培养学生的实验探究能力。
1、演示实验形象、生动、直观，极易引起学生的直接兴趣，增强学生学习积极性。演示实验能够提供丰富的感性材料，变抽象为形象，通过观察，思考，使学生认识客观规律，发展能力，培养兴趣。例如在讲授流体压强时，教师可以用一只漏斗、一只乒乓球给同学们演示一个有趣的现象，老师先把漏斗拿在手里，漏斗口朝下，把乒乓球放在漏斗里，用手顶住，一松手，乒乓球在重力作用下掉下来；接着老师把漏斗的尖部咬在嘴里，把乒乓球放在漏斗里，用手顶住，向漏斗里吹气的同时把手松开，奇妙的现象出现了：虽然手离开了乒乓球，但乒乓球并不落下来，却在漏斗口附近跳动着。同学们会被这一现象惊呆了，“为什么乒乓球不落下来呢？难道重力就不存在了吗？”再将漏斗和乒乓球交给某个同学，让其仿照老师的动作表演，他会吸足了气，集中力量对准漏斗尖部吹气，想把乒乓球吹下去，结果，乒乓球照样在漏斗口附近跳动着，并没有落下去，而且吹得愈厉害，它跳动得愈快。这一情景，会激发在场每位同学的思考：这是为什么？这时候，老师再解释这一奇妙的现象，这一堂压强课的效果可想而知。
2、学生分组实验，是实验能力培养的主渠道，实验操作能力就是动手能力，是培养学生实验探究能力的重要途径，让学生通过实验发现并提出问题，引发思考。在实验中，教师可以采用多种方法让学生参与实验过程，可以先演示后实验，也可以先设计后实验，或让学生用自己的方法完成。例如欧姆定律实验可以教师先演示后让学生进行实验，测定物质密度的实验可以让学生先设计后实验，测定物体质量的实验可以让学生根据天平的使用说明书来完成。
在演示实验和学生分组实验的教学中教师应该增加实验的创造成份，培养学生创造思维的“主动探索性”。演示实验是思维探索的第一感性材料，感性材料越丰富，兴趣就越大，所以增加演示实验的创造成份，有利于培养学生的学习兴趣。而在分组实验教学过程中，可以灵活地将一些教师做学生看的演示实验改变为学生自己动手操作的实验。将演示实验改为学生实验，这样既可以增加学生实验机会，培养学生的实验操作能力，又极大地提高学生学习的兴趣和积极性。对学生的实验时间不限制，实验室随时开放，只要学生有时间，就可以进实验室去做实验，这样就保证了学生有充分的时间做实验，能按照自己的方法设计实验，观察实验现象，起到促思激趣的效果。
3、课内小实验是教师在授课过程中，恰当地穿插在当堂内容中的小实验。这不仅能加深学生对物理知识的理解，而且也烘托了课堂气氛，使学生在“边学边实验”的氛围中自然地产生了学习兴趣。它具有趣味性强、方法简单、易做、实用的特点，有助于打破学生对实验的神秘感和畏惧感。如在“超重、失重”的教学中，自由下落的易拉罐中水竟然不从孔中流出，学生在惊讶之余了解到失重现象。又如在讲大气压强的存在时，在大试管中装满水，再用一根小试管插一部分到大试管中，然后倒置过来，小试管竟徐徐往上升而不随水一起下落。这些趣味的小实验是不用障眼法的真正魔术，它将激发学生学习物理的浓厚兴趣，引发大家探索物理问题的热情。
4、课外小实验和家庭实验能让物理走进生活，提高社会和家庭在物理学习中的作用。课外小实验和家庭实验主要取材于身边的物品及家庭日常生活用品，学生用这种随手取材的方法进行实验，会感到分外亲切，也能切切实实感到学有所用。
例如在家庭中研究光的色散，有以下几种方案可以采用：
（1）利用厨房中洗洁精制造的泡沫吹肥皂泡，在太阳底下可以看出五颜六色的颜色，这些颜色都是太阳光经过色散后形成的。
（2）背对着太阳，在嘴里含一口水，迅速向上喷出，可以发现在有雾的地方会出现白光经过色散后的彩色光带。
（3）利用脸盆和玻璃镜子，在盆子里装满水，将镜子斜插在水中，将反射光射到墙壁上观察反射光颜色的变化。
在进行课外小实验和家庭实验的过程中，为了弥补某些器材的不足，在保证安全的前提下，允许学生把部分实验仪器带出实验室，带回家，把实验地点“开放”到家庭中去，让他们有反复自我训练的机会和时间，为学生发现问题，激发兴趣提供一个更为广泛的空间。
二、教师应该在物理实验中发挥自身的作用，培养学生的实验能力
第一，利用探究模式教学加强对学生物理实验能力的培养
这是一种在教师引导下由学生独立完成并发现知识过程的活动，在应用这种模式时，教师要有目的的选择重演与再现的内容。物理教学中极为重要的组成部分的实验教学就应该合理利用探究模式，来培养学生的实验能力。因此可以从以下几个方面进行培养，才能更好的达到这一目的。
1.重视学生观察能力的培养──这是探究模式的重要条件。物理的认识过程多是以实验观察为基础的，观察是认知的窗口，是思维的前提。因此，教师在进行探究实验时，应该指导学生善于观察。使学生明确观察目的和初步掌握观察方法；在实验完毕后，教师应及时纠正存在的问题，要根据实验重点和容易忽视的现象进行提问，指导学生进行探究。
这样，学生通过操作、观察、分析、探究，再经过疑问、更正、指导和探究，长时间的坚持下去，学生就能养成一个全面、仔细、系统的观察习惯，为今后学生主动探究打下基础。
2.培养学生的动手操作能力──这是操作的必要条件。让每一位学生亲自动手做实验，这是新课程教学中极力强调的，这不仅是为了使每一位学生掌握实验原理，正确使用实验器材，掌握实验技能和操作方法，而且也是为了进一步培养学生的观察能力和思维能力、理论联系实际进行探究的能力，同时还在于培养学生良好的实验习惯。因此要注意，在实验过程中，教师要巡回指导，发现问题并及时纠正。
3.加强学生的归纳能力─―这是探究教学模式的归宿（落脚点）。做物理实验的目的就是通过学生的探究得出某种结论，因此，无论是教师的演示实验还是学生分组实验，在实验中无论观察到什么现象，都要进行分析、归纳，从而获得结论，找出规律，培养学生的实验探究能力。在实验中，发生一些操作上的失误和实验误差在所难免，教师要正确指导学生分析产生错误和出现错误的原因，通过对整个实验过程的分析，总结经验，找出规律，培养科学的思维方式，这样才能提高学生分析问题和解决问题的能力。
第二，构建家庭物理实验室，拓宽学习物理的空间
开展家庭物理实验活动要有计划、有目的、严肃认真地进行；在实验中要明确观察的目的，如实记录实验现象，通过分析能得到什么结论；教师要定期检查学生完成家庭物理实验的情况，对成功之处给予表扬，对不足之处帮助分析原因并找出解决的方法；鼓励学生自行设计家庭物理实验，引导学生利用其学过的知识设计一些简易的实验来说明和验证一些原理和解决一些问题，培养学生的创造性思维能力。
1培养学生阅读使用说明书的能力
学会正确使用仪器，是进行探究实验的关键，怎样培养学生正确使用实验仪器的能力呢？把主动权交给学生，学生一看就会的不讲或少讲，不要怕学生不会用！游戏机、手机比我们很多实验仪器都复杂，学生是怎么学会用的，都是看着说明书学会用的.笔者在仪器使用的教学上是这样做的，先让学生阅读仪器的使用说明书，再观察仪器，然后按照使用说明书进行调节、使用.养成长期坚持看说明书的习惯，只要是有关新的仪器使用的教学，学生都知道先看说明书，再按说明书上的要求去进行调节、使用.
2培养学生处理实验数据的能力
实验数据是我们总结规律的第一手材料，在探究实验教学过程中要从三个方面培养学生分析实验数据的能力.
2.1正确读数的能力
关键要让学生先弄清仪器上标明刻度的分度值、量程、眼睛的位置，再就是要让学生正确读数并进行估读数据.
2.2数据的处理能力
处理数据就是把数据列成表格或把记录的数据画成图象.在探究实验教学过程中，要指导学生根据测量的物理量，正确设计好记录数据的表格，正确建立直角坐标系，正确标明横、纵坐标的数字和单位等，为下一步的分析数据总结规律作好铺垫.如在用伏安法测电阻时，设计的记录数据表格及记录数据如表1.
表1 U/V I/A R/Ω1 1 0.5 22 2 1.01 1.983 3 1.48 2.032.3数据的判断能力
在中考的试题中，提供的记录数据中有时个别数据是明显错误的，考察学生对数据的正确性判断能力，要求学生将错误的数据找出来，平时的教学中，要强化学生判断数据是否正确的意识，如在密度的探究实验教学中，同一种物质，质量与体积的比值是一个定值，若某组数据的比值与其他组差距很大，则这组数据是记录错误的！
3培养学生总结实验结论的能力
实验结论是在探究实验的基础上，总结出来的物理规律，也是我们用来解决物理实际问题的理论依据，实验结论是通过对实验现象的观察和实验数据的分析总结而得出的.对于观察实验现象得出结论，重点放在引导学生弄清实验的条件及控制的变量上，如：在探究电磁感应现象时，得出产生感应电流的条件是：（1）闭合电路；（2）部分导体；（3）切割磁感线运动.在探究压力作用效果（压强）与哪些因素有关时，当压力一定时，受力面积越小，压强越大；当受力面积一定时，压力越大，压强越大.对于通过实验数据的分析得出结论，重点放在引导学生分析数据或图象的特点上，如在分析定值电阻的伏安特性图象（横坐标表示电流，纵坐标表示电压）时，我们可观察到图象是一条倾斜直线，是一个典型的正比例函数图象，表明定值电阻的两端电压与电流的比值是不变的，从而可以纠正认为导体的电阻与电压成正比，与导体中的电流成反比的错误认识.在观察分析水加热至沸腾的温度、时间图象时，我们发现水沸腾后，出现一段水平直线，表明水沸腾后，吸收热量，但温度保持不变，这正是我们应该知道的水沸腾时的规律.
4培养学生分析误差的能力
在最近几年的探究类考题中，经常出现一些与实验误差有关的问题，让很多学生防不胜防，造成大面积失分！因此，学生分析实验误差能力的培养要引起高度重视.笔者在实验探究的过程中是从演示实验中就开始引导学生分析的，在学生分组实验中，都要求学生对自己的实验进行评估，让学生通过优化实验方案，重组实验顺序，以减小实验误差.如在演示定滑轮省力情况时，用弹簧测力计竖直向下拉与沿水平方向拉两次的示数比较，让学生知道沿水平方向拉时，实验误差更小，消除了弹簧测力计本身重力对实验结果的影响.在后面的测滑轮组机械效率的实验中，让学生通过讨论懂得应该如何用弹簧测力计拉着绳的自由端提升物体，才能减小实验误差.又如在用天平、量筒等测液体的密度实验中，让学生分析按不同的实验步骤进行实验，讨论实验结果与液体密度真实值的差异大小，再让学生选择出最佳的实验步骤，从而得出更准确的结论.
5培养学生的创新能力
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A
【文章编号】 1004―0463（2016）22―0116―01
物理学是一门实验科学，物理概念的建立与物理规律的发现，都以实验事实为依据。实验是物理学的重要研究方法，只有重视实验，才能使物理教学获得成功，学生只有通过实验观察物理事实，才能真正理解和掌握知识。可见，优化实验教学至关重要。下面，笔者谈谈自己的做法。
一、注重实验教学的趣味性
中学生正处于一个即将定型又尚未定型的可塑性很强的阶段，从心理学角度分析，中学生活泼热情，求知欲望强，同时他们不够冷静，缺乏耐心，从他们的实际认知水平出发，利用学生感兴趣的事物进行教学，可直接推动学生学习的内在动力。因此，想方设法激发学生的兴趣是教师教学的发展方向。
如，教学“摩擦力”一节内容时，取一根两端一样大小的圆木棒，请一位男同学和一位女同学到讲台上各握圆木棒的一端，然后相互争夺，结果男同学取胜。然后，教师用油擦一下男同学这边的木棒，再让他们争夺，结果女同学获胜。这样教学，不仅让学生的注意力都集中到“摩擦”上来，还活跃了课堂气氛，激发了学生的学习兴趣，收到了较好的教学效果。
二、改进教材上的实验，使实验简单、现象明显
初中物理教材上的个别实验，由于器材或者外在条件等原因，实验现象不明显，效果不好，做起来也不安全。通过改进之后，使实验变量更容易控制，实验效果更加明显，做起来也更安全。
如，八年物理第一章第三节“观察水的沸腾”的实验，教材中使用的是烧杯，后来改为大号试管，改进后水量好控制，从加热到沸腾时间明显减少，还可以直接加热，很是方便。
三、利用多媒体辅助实验教学
多媒体技术的普及为物理教学提供了全新的技术手段和教学平台，并使物理实验教学的现代特性得到进一步发挥。首先利用多媒技术可以仿真传统实验，这可以作为真实实验的事前准备，使学生在做真实实验之前对实验设备和内容有深刻了解，从而提高物理实验教学的效果；其次可以仿真中学物理实验室内所无法完成的实验（如电磁波），同时可仿真宏观或微观的自然现象（如地球绕太阳转、分子运动）；再此利用多媒体对演示实验进行现场直播，可以提高实验可见度，增强实验的效果。
如，在“电阻定律”的演示实验中，实验仪器较多，实验中既要改变线路连接方法，又要读出电流表、电压表的读数，学生很难观察，而利用多媒体进行课堂实录，再将信号直接送到计算机中，通过大屏幕现场直播，全班学生对实验线路的连接、教师的操作过程、电表指针偏转情况及读数，都看得一清二楚，提高了实验可见度，收到了非常好的教学效果。
四、让学生在小制作中提高实验能力
随着经济的发展，学校的投入不断增加，学校的设备很齐全，但有时仍然无法满足教学方面日益增长的需要。为了解决这个问题，教师可以指导学生利用生活中的物品自制器材。制作器材，不仅能培养学生的动手能力，而且初中学生特别喜欢用这些简陋的器材做各种实验。平时教学中，教师要鼓励学生“动”起来。如，可以组织学生利用日常用品进行小发明、小创造比赛等。
一、重视基础——创新之源
创新之根源在于基础，而扎实的基础不仅来源于牢固的知识基础，更来源于知识所体现的基本研究方法和思考方法，这些都为我们创造性地进行实验设计提供了坚实的理论基础。抓好课本上基本的学生实验和演示实验的教学，是培养学生实验设计能力的重要基础。
例：有两杯不同的液体，现提供以下器材：（1）托盘天平；（2）弹簧测力计；（3）两个质量和形状完全相同的烧杯；（4）拴着细线的物块（密度大于这两种液体）；（5）刻度尺。请你用两种方法比较它们密度的大小，要求写出：所选用器材的序号，并简要说明比较的方法。
分析：本题涉及实验原理的确定、实验器材的选择、实验方法的设计与表达，注重学生的综合实验能力，有一定的开放性。本题可以从密度、浮力等知识入手进行解答。
用相同体积比质量的方法，来判断密度大小。相同体积的判断上，可用刻度尺测量，质量的比较用天平，此方法实质是探究密度概念的实验的迁移。
用浮力的知识比视重的方法，分别测出物体浸没在两种不同液体中时弹簧测力计的示数，因为液体密度越大，物体受到的浮力也越大，视重就越小，所以视重小的液体密度大。此种方法实质上是浮力中称重法的一个具体应用。
因此，我们必须重视基本实验的教学，教学中要特别引导学生认真领会各类实验的设计思想和认真掌握基本实验技能的运用，同时还要注意实验方法的拓展，培养实验中的发散性思维，达到举一反三，触类旁通的目的。
二、重视实验问题设计，有的放矢——创新之法
新教材在演示实验和学生实验中提出的让学生独立思考的问题更多，这些问题大多要亲自设计和动手实验才能解答。由于设计性实验具有相当的难度，学生在完成中由于认知水平的限制通常会卡壳。因此，教师不能把“充分发挥学生主观能动性”理解为“完全放纵”，而应充分理解学生有限的认知水平和知识迁移能力，有的放矢地给予必要的启发和点化。同时，要鼓励学生大胆实践，允许学生在实验中走弯路，犯错误，但老师要及时予以指出和纠正，只有这样，学生的实验设计能力才能稳步提高。
有的放矢作为一种创新思考方法是指思考一个较复杂的问题时，在掌握了一定的有关情况之后，首先应当弄清，需要紧紧盯住和瞄准的目标是什么？在设计实验中，这个目标就是实验目的。它可以引发我们的定向思维，在实验目的的引领下，根据题目的要求和给出的条件，运用储备知识和科学思维方法，分析相关物理情景，精心构思实验原理，确定需要测量的物理量，安排实验方案和实验操作程序，最后进行实验数据记录和处理实验数据。
例：探究不同物质的吸热能力是否相同的实验设计时，如果教师不给以恰当的引导，学生很难自主完成实验设计。实际教学中可设置以下几个问题逐层分析，化解难点。
（1）物质的吸热能力强弱通过哪些物理量的变化反映出来？
（2）物质吸热多少与哪些因素有关？
（3）物质的吸热能力与温度的变化及其质量的大小等因素都有关，因此要研究物质的吸热能力与物质的种类是否有关时，要采用什么方法？怎样实现这些方法？
通过以上问题的分析，使学生认识到比较物质的吸热能力强弱，实质上只需要用相同规格的加热器材，加热相同质量的不同物质，升高相同的温度，比较加热时间的长短即可比较吸热能力的强弱，根据这些条件学生即可自行选择实验器材，设计实验表格需要记录哪些数据，在此基础上设计并完成实验。
三、重视课外小实验、小制作和小发明活动
开展课外小实验、小制作、小发明活动，是培养和提高学生实验设计能力的延续和补充。要想真正提高设计性实验的教学效果，仅在课堂内是不够的，还必须辅之以生动活泼的课外小实验、小制作和小发明活动，才能达到最佳效果。如在学了“光的色散”一节知识后，可以增设“室内彩虹的形成”这一课外小实验。学了磁场后，可增设“指南针制作”这一课外小制作等。因为在这些活动中，学生的手脚充分解放，思维充分活跃，更有利于充分发挥学生的潜能，激发灵感，实验技能不知不觉中得到充分地开发和提高。
虽然教科书中课外小实验和小制作，丰富了学生的课外实验活动，但仅有书上的这些还不够，教师在教学中还应当适时的补充一些。如主要利用矿泉水瓶借助其他辅助材料，可自行设计完成哪些实验，说明了哪些物理原理。学生通过查阅资料，动脑思考，设计出几十种实验方案，涉及到力、热、光等的许多知识点。通过类似的训练，培养学生动手、动脑、勤于思考的好习惯，并且在实验中，还培养了学生观察、分析、整理、概括等能力。
四、重视科学调查
加强实验设计能力教学，是素质教育的一个方面。设计一些只知实验目的不知实验结论的设计性实验，让学生独立设计实验方案，独立实验和独立撰写实验报告并独立得出实验结论，将使学生克服对老师过分依赖的习惯，以及提高学生对物理规律的理解和运用能力，能提高学生独立创造能力和实际动手操作能力。不仅有利于物理思想和物理方法的形成，同时会养成科学而严谨的思维习惯，激发探索自然规律的热情。这可以通过分阶段、有组织、有计划、有目的地学生科学调查来得以实现。如在学习光的反射时，课后可布置学生对城市建设中的光污染现象进行调查，调查玻璃幕墙给居民的生活带来哪些不便或危害？如何预防光污染？提出哪些合理化建议？
科学调查活动要求做到以下几点：
（1）成立若干课外活动兴趣小组，小组中的每一个成员都有明确的分工。
（2）教师要经常性地指导和培养学生如何完成自己的任务。
（3）将教材中设置的和教师自己补充的小实验和小制作内容，按教材知识的编排特点分阶段以各小组为单位有计划地组织实施，要求学生在课外独立设计、独立操作、独立完成实验报告或产品更新换代制作。
一、培养学生的实验能力要有计划性和针对性学生实验能力包括设计实验计划、观察操作、数据处理、分析与总结能力。它的形成和发展是循序渐进、日积月累的，不是每个实验都能把各种能力同时培养起来。教师首先要根据教学大纲和教材，将每个实验认真分析后，确定每个实验要着重培养学生哪些方面的能力。例如，在使用常用的测量仪器——直尺、天平、弹簧秤、压强计、温度计、电流表、电压表、万用电表时，就应该着重培养学生观察能力、操作能力及数据处理能力。又如，初中物理教材在实验《用电流表测电》之前的每个学生分组实验，都直接写出“实验目的”、“实验器材”、“实验步骤”等。而在随后的实验《用电压表测电压》，则要求学生模仿前面的表格自己设计实验表格。
在实验《用电压表和电流表测电阻》以后，完全让学生自己设计观察记录表格，自己选择实验器材进行实验。教师要抓住教材这种变化的安排，着重培养学生设计实验计划的能力。学生实验能力的培养要考虑循序渐进、逐步深入。例如，电磁打点计时器在实验《测匀变速直线运动的加速度》，实验《验证牛顿第二定律》和实验《验证机械能守恒定律》都会使用到。在做第一个实验时，由于学生对仪器比较生疏，操作时会很缓慢，学生出现这样或那样的错误在所难免。在做第二个实验时，就要要求学生对仪器的安装及使用操作程序不应再有原则性错误，熟练程度应比第一次好，速度比第一次快，不过在具体细节上允许出现些偏差。第三次实验，就要要求学生在规定的时间内正确无误地将实验安装并调好。
二、教师要注意发挥示范作用在进行学生分组实验时，学生即使按照教师要求在实验前做好预习准备工作，对仪器的操作步骤也比较清楚了，但一旦接触到实验仪器，仍会束手无策。因此，实验前教师应对如何正确操作仪器进行示范，必要时强调说明不按规范操作会造成什么后果。尤其在学生进行操作过程中，要抓住典型事例向学生反复示范。例如，初三年级学生做电学实验，初学阶段很容易将电表“＋”、“－”号接反。可以在学生实验前，先做示范操作，将电源的正极和电表正接线柱先用红纸做上特殊标记，然后用红色导线把电源的正极与电表的正接线柱连接起来，用黑色导线将电表的负接线柱与电源负极相接（电路中有小灯泡）。
在学生动手实验时，教师再巡回视导，发现有接错的，再进行示范。教师在演示实验时，也要注意动作的规范性，给学生以潜移默化的影响。如使用天平，拿取砝码时，镊子口的凹边应当朝上，待测物和砝码都应放在砝码盘的中央；拿取盛有水银的烧杯时，应用左手托底，不能用手提住烧杯口以免杯底破裂，如果在细长玻璃管中装有水银，翻转玻璃管时，不可用双手持玻璃管的两端，而应以手挟持管的中部；做静电实验时，需要用手持绝缘柄时，应以两三个手指握持，而不应从掌心握持，并且应持离导体最远的一端，以防漏电；用手调节滑动变阻器的滑臂、电表旋钮及启动开关时，应以另一只手扶持器件。
关键词：物理实验；趣味探索；摸拟教学；兴趣爱好
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）04-193-01
物理学是以实验为基础的科学。培养学生独立进行实是帮助学生探索物理知识的重要途径，为了有效地培养学生的创新能力及创新意识，也是一种探究性的实践活动，在推进素质教育的当今，本人在物理实验教学中进行了大胆的探索，其方法是：
一、趣味实验引入新课
物理学是一门在实验的基础上，经过科学思维建立起来的，在物理教学中，学生智力得到充分开发的关键在于激发学生的学习兴趣。学生有了浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望，才会尽力克服学习上的重重困难，才会力求上进，勤于思考，勇于探索，敢于创新，不断掌握新知识和新技能，因此教师在物理教学中，首先应激发兴趣，采用多种途径启发学生，变被动接受为主动探究，使学生养成积极主动学习的习惯。教师在教学中可充分利用物理学科特点，通过实验，观察，思考，分析和综合来引起学生的兴趣，达到培养思维能力的目的。例如：在讲电磁感应时，教师可先做“电磁感应现象”演示实验。当闭合电路中的部分导体在切割磁力线运动运动（或磁铁插入，取出闭合线圈）时，引导学生观察实验现象，着重观察电流表指针，启发思考，“没有电源，威吓有电流呢？”又如，讲静电斥力时，让学生站在绝缘板上，手碰起电机，感受中，学生的求知欲望随即被调动起来，积极地思索，在对电磁感应，静电作用有了，感性认识的基础上，教师引导学生正确地分析，抽象，概括，他们就能很容易掌握物理规律。
二、创造探索性实验
教学中应尽量创造条件利用实验展开教学，体现实验教学的特点，多给学生一些观察和动手实验的机会。可以演示实验或分组实验为探索性的演示或分组实验，多开展课外活动的探究性实验活动。特别是在实验教学中，可以让学生自己设计实验方案，通过多种途径来验证物理规律。例如：在“测定电池的电动势和内电阻”实验中，给出一些器材，让学生自己设计几种电路图及实验步骤，并按设计方案做实验，然后教师指导。又如在“电磁感应现象”的实验中，条形磁铁插入或取出闭合线圈时，闭合电路部分导体切割磁力线时，电流表指针都发生偏转，教师引导学生分析两次实验的共同之处和不同之处，经发散与集中思维后，就能概括出规律“只要穿过线圈的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生电流”。而且使学生学到了科学思维的方法。因此，教师在教学中一定要精选习题，多利用实验和现代教育工具，有意识地训练和提高学生思维的灵活性，技巧性和多向性。
三、实化摸象
培添摸拟教学是学生实验的主体，要想有效地实验教学，就必须增强学生的主体意识，教学中教师应采用分层次实验教学模式，对不同的实验要求，热情鼓励学生大胆地参与实验的观察和实践。运用启发式的教学语言，使学生在实验教学中，不断克服困难，通过自己独立的思考和操作也发展探究能力。例如：阿基米德在游泳时，发现了浮力，经反复实验和总结得到了浮力的规律。牛顿在苹果树下看到了苹果在地上，得到了牛顿定律。教学中教师必须对学生加强基本功的训练，重视培养学生的直觉思维能力，使学生注意观察，实验和思索，激励学生注意观察，实验和思索，激励学生大胆的猜想，敢干创新。
四、提高学生的实验兴趣
“科学的本质在于探究”。物理实验作为科学课程的重要内容，应体现其探究性的特征，实验教学的过程就应该是一个探究的过程。强调实验的探究性，是针对传统的注入式教学提出的。过去强调“讲授为主，实验为辅”教学方法，实验仅仅被看作是帮助学生理解和记忆知识的一种附属，它没有自身存在的价值，这样的实验教学会让学生误认为“科学是不可变的真理”“科学是完备的”自然无需再探索，只要准确记住科学的结论，知道如何按部就班地去验证课本中的内容就可以了。而现在我们提倡的实验探究教学与以往的实验教学不同，它强调要让学生经历科学家科学研究的一般过程，让学生通过实验探究了解科学是如何经过无数次的试验性实验而慢慢累积形成的，让学生明白科学是不断发展的，人类对自然的探索是永无止境的，从而提升学生利用实验来探究未知事物的兴趣和能力。通过实验教学既要让学生理解掌握知识，提高实验技能，更要让学生通过实验探究领悟科学方法，特别是学会实验归纳的方法；同时还要通过实验教学提高学生观察，分析，想象，思维，推理，归纳，表达等，培养学生创新的意识，实事求是的科学态度，严谨细致的工作作风和坚韧不拔 的意志品质。例如：在讲平抛运动时，先将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动进行分析，再将二者综合，总结出平抛运动的规律。
五、让学生有浓厚的实验爱好
关键词：高中化学 新课程 实验
一、在化学教学中，发挥实验的教学功能的途径。
（1）引导学生通过实验探究活动来学习化学。例如，通过“催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响”的实验探究活动，帮助学生了解催化剂是影响化学反应速率的一个重要因素。
（2）通过典型的化学实验事实帮助学生认识物质及其变化的本质和规律。例如，通过具体实验数据引导学生讨论第三周期元素及其化合物的性质变化规律。
（3）利用化学实验史实帮助学生了解化学概念、化学原理的形成和发展，认识实验在化学学科发展中的重要作用。
（4）引导学生综合运用所学的化学知识和技能，进行实验设计和实验操作，分析和解决与化学有关的实际问题。
教师在各课程模块的教学中，都应结合模块的特点强化化学实验。在必修课程模块中，应重视培养学生“初步学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等实验技能；树立安全意识，能识别化学品安全使用标识，初步形成良好的实验工作习惯；能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流；初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用”。
高中化学课程还专门设置了“实验化学”课程模块。在该课程模块中增加了定量实验和化学实验设计的内容，介绍了现代化学实验技术、绿色化学的基本思想，并十分注意培养学生的环境保护意识。
通过以上比较，不难发现高中化学新课程对实验功能定位的一些变化，即：化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观，对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。
二、在化学教学中，教师要结合当地的实际情况和具体的实验活动来确定技能训练的内容和要求。
（1）探究性实验占有较大比重
内容标准”的“活动与探究建议”中明确要求通过探究来完成的化学实验共有19个，约占化学实验总数的1/3。标准关于实验的基本理念是：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”
（2）化学实验内容的选择全面反映和体现了培养学生科学素养的化学课程目标。
从构成科学素养的3个维度的目标来划分，高中新课程中的化学实验可分成以下3种类型：侧重学习“化学知识与技能”的实验，例如“碱金属、卤族元素的性质递变规律”、“温度、催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响”、“乙烯、乙醇、乙酸的主要化学性质”、“熔融盐的导电性”等；侧重学习“过程与方法”的实验，例如“收集不同的水样，测定其pH，并用图表或数据等表示实验结果”、“粗盐的提纯”、“溶液中Ag+、碳酸根离子、 C1-、硫酸根离子等离子的检验”等；侧重发展“情感态度与价值观”的实验，例如“食用色素的提取和层析分离。”、“自制肥皂与肥皂的洗涤作用。”、“小组协作完成当地土壤酸碱性测定的实验，提出土壤改良的建议或适宜的种植方案”、“用中和滴定法（或气相色谱法）测定食醋中醋酸的含量”等。“侧重”只是着重实现某一方面功能，但不等于只有这一方面功能。因此，在具体的教学中，在着重发展某一维度目标的同时，也不应忽视另外两个维度目标的发展。
（3）化学实验内容贴近生活，贴近社会，体现STS教育思想
例如“小组协作设计并完成实验：鲜果中维生素C的还原性”、“抑酸剂化学成分的检验”、“设计实验探究市售食盐中是否含有碘元素”、“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”、“食品中的膨化剂”、“易拉罐的主要成分”、“用中和滴定法（或气相色谱法）测定食醋中醋酸的含量”等实验，紧密联系生活实际，渗透STS教育思想。
（4）淡化演示实验和学生实验的分类
演示实验和学生实验是根据化学教学中实验的主体所进行的一种人为的分类。化学新课程并没有刻意进行这样的分类。教师可根据所在学校和学生的特点来决定是采用演示实验还是采用学生实验，但化学新课程倡导“学生亲自动手完成实验”。
（5）化学新课程中的化学实验，不仅有课堂实验，还包括课外实验
例如“收集不同的水样，测定其pH，并用图表或数据等表示实验结果”、“用生活中的材料制作简易电池”等。
关键词 实验教学；工程教育；创新能力；工程实践能力
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）10-0147-03
Engineering Practice Ability and Innovation Ability Training in Experiment Teaching//XU Yinmei， CUI Jiarui， WANG Shangjun
Abstract Experimental teaching in the past have some problems， such as ignored the students’ ability of engineering practice and innovation training. According to the problems， constructed the new experimental teaching system， adjusted experimental curriculum structure， to strengthen the school and enterprise cooperation etc， to enable students to become qualified applied talents of engineering.
Key words experimental teaching； engineering education； innova-tive ability； engineering practice ability
1 前言
据统计，我国工程教育规模至2013年已居世界第一[1]。在高校工程教育规模快速发展的同时，也存在不少问题和挑战，如工程教育与实际工程脱节，工程教育体系不够健全，课程体系相对陈旧，教师本身工程基础知识和能力欠缺……这就导致相当一部分工科毕业生缺乏工程实践能力和工程基础知识，在实际问题面前手足无措，难以满足社会需求 [2]。由此可见，我国的工程教育人才培养质量有待进一步提高。
学生工程实践能力和创新能力的培养是提高工程教育人才培养质量的重要因素，而实验教学是培养学生工程实践能力和创新能力的重要载体，所以实验教学中学生的工程实践能力和创新能力的培养至关重要。北京科技大学自动化专业是卓越工程师计划专业和教育部第二批CDIO工程教育模式特色专业，在过去的实验教学中存在与工程实际脱节、忽视学生工程实践能力培养等一些问题。针对这些问题，建设新的实验教学体系，调整实验课程结构，加强校企合作，提高教师工程素养，使实验教学内容更紧密结合工程实际，更注重学生工程能力及创新能力的培养，使学生成为合格的工程应用型人才。
2 建设新的实验教学体系结构，注重培养学生工程实践能力及创新能力
通过近几年的实验教学体系建设，实验中心建立了“以验证实验为本、综合设计实验为主、创新实验为优”的“三层式”实验教学体系：第一层次以基础验证性实验为主，主要在专业基础课程中开设，确保学生掌握本专业的基本实验技能，提高实践动手能力；第二层次以综合设计性实验为主，该类实验融合多门专业课程或一门专业课程的多个知识点，重在培养学生掌握系统完整的知识结构与综合实践技能，如自动化实训实验项目；第三层次以创新性实验为主，主要在专业课程中设置，启迪学生的专业设计与创新能力，此外还通过实验室开放项目和科技创新实验室锻炼学生的实践创新能力。
按照三层次教学体系，建设自动化实训实验室、创新实验室等新功能实验室，构建了从基础课实验室专业实验室实训实验室的一体化实践教学链，进一步强化了教学体系当中的创新能力和工程实践能力的培养。
3 构建实训平台，培养学生工程实践能力及创新能力
卓越工程师计划专业和CDIO工程教育模式特色专业二者在学生培养目标上是一致的，都是培养工程应用型人才，都需要提升学生工程素养，培养学生工程实践能力和创新能力。而过去，实验设备多是教学仪器，偏重于理论验证，与工程实际应用设备相差太多，造成实验教学与工程实际脱节，使学生缺乏工程基础知识和工程基本能力培养的手段和方法。为此研制一套自动化生产线实训平台，建成自动化专业实训教学平台，进一步强化教学体系当中的工程实践应用环节，提高学生的就业竞争力，体现了实验教学紧密联系实际生产过程的工程特色。
该平台以实际工业系统为原型，涵盖完整的自动化工厂实训系统，包括过程控制、运动控制和制造自动化等多个行业子系统。实训平台包括多个典型的工业控制过程，例如：张力控制系统描述了钢铁领域的轧机控制系统；多热工参量控制系统描述了化工领域的锅炉热工参数控制系统；柔性制造系统描述了工业装配一体化系统；钢铁行业废水处理系统描述了钢铁生产过程中废水处理的过程（混凝―沉淀―过滤―杀菌工艺）；等等。通过各个系统的学习，学生可以快速了解典型工业过程。
实训平台中课程涉及面广，包括自动控制原理、现代控制工程、电路、模拟电子、数字电子、电机及其运动控制、过程控制、计算机控制、网络技术、PLC、单片机和嵌入式系统相关学科的主要知识点。在对这些知识点进行梳理、分解与组合的基础上，以实际工程项目设计开发的方式要求学生实现，学生可以在此平台上将课本知识应用于实践。
基于实训平台，引入主动式教学理念，以学生为主导，弱化教师的主体作用。在实训过程中，通过提问的方式引导学生思考，可以有效地培养学生分析、提出方案并解决工程实际问题的能力及产品开发、设计、技术改造与创新的能力。
该实训平台可以完整地、前后衔接地贯穿于整个本科教学阶段，强化了教学体系当中的工程实践应用环节，使学生学会应用所学理论知识解决实际问题，并深入了解典型工业自动化生产线工艺流程。为自动化专业的课程设计、毕业设计提供相应的训练环节，提高了学生的就业竞争力，体现了实验教学紧密联系实际生产过程的工程特色。
学生通过实训课程的训练，不仅了解了工业生产工艺流程，提升了专业认同感，而且培养了学生的工程基础知识、动手实践能力、团队合作能力和工程系统设计能力。
4 建立创新实验平台，在实践中培养学生的工程实践及创新能力
学院近几年先后建成了三个创新实验室，并面向全院学生全天候开放，结合学科专业特点，购置必要的研究设备和相关图书，为大学生创新创业（SRTP）项目活动及各类学科竞赛提供了一些基本的硬件条件及场地。实验室建立了完善的管理制度和开放制度，由相关教师及实验人员共同管理。学生进入实验室前先提出申请，对创新项目作简要说明，提出需要借用的设备和图书，申请批准后由实验室统筹安排进入实验室。除了创新实验室之外，所有专业实验室在满足实验教学任务要求的前提下也向创新活动开放，接纳学生开展科技创新活动，这些都对本科科技创新活动提供了有力的支持。
依托创新实验平台及各专业实验室，学生科技创新活动蓬勃开展，学科竞赛成绩优异。自2008年以来，学生在科技创新项目和各类竞赛中获奖300余项，其中，部级一等奖25项、二等奖55项、三等奖20项；市级一等奖70余项、二等奖100余项。通过完成创新项目的过程，培养了学生的创新意识和创新能力，提高了实践动手能力，培育了团队协作精神。
5 加强学校与企业交流合作，借助企业力量培养学生的工程实践能力
实验中心与企业合作建立联合实验室，为本科高年级学生提供多层面的就业培训，将目前市场上的主流产品介绍给学生，让他们掌握这些产品的开发、调试技术，使学生在日后的工作中占得先机。先后与美国德州仪器公司、美国国家仪器公司、和利时公司建立联合实验室，借助企业力量为学生提供更切合工程实际需求的各类培训，培养学生的工程实践能力。
鼓励学生参加企业主办专业竞赛（如西门子杯、AB杯自动化应用系统大赛等），通过比赛过程中实际工程问题的研究解决，使学生了解自动化专业应用领域的前沿技术，促进学生工程应用能力的提高，激发学生学习工程技术的兴趣，也培养创新能力、协作精神，体现“学以致用”的理念。
6 改革实验教学方法，在教学过程中培养学生的工程实践能力及创新能力
针对实验教学与工程实际相脱节的问题，在实验内容中增加实际应用系统的介绍内容。如电机及运动控制实验中增加了介绍数控机床电机控制系统的内容，教师对系统的组成、功能、工作原理给学生做详尽的介绍，学生可以看到实际的控制板、电机，并能自己动手操作一下，了解系统的软硬件构成，并就相关问题与教师直接交流。这一实验结束后，学生反响热烈，大大激发了深入学习的热情。
此外，在实验资源库中还给学生提供了一些典型运动控制系统的案例，如变频空调控制系统、轧钢过程中的张力控制系统等，分析系统工作原理及软硬件实现。学生在课下通过学习了解实际生产过程中的电机是如何控制的，控制系统是什么样子的，弥补了实验设备与工程实际相脱节的问题，也开阔了眼界，对学生实际工程应用能力的培养是有益的促进。
传统的注入式教育方式，重知识灌输、轻能力培养，学生难以积极主动地参与教学活动，不利于培养学生的自主学习能力和创新能力[3]，不能满足工程教育的能力培养要求。改变传统预习报告的方式，在实验之前，学生可以通过网络实验平台资源库中相关的实验室概况及实验设备介绍、实验相关的课件和实验预习要求进行预习，要求根据预设问题进行预习工作。通过预习问题的引导，学生去查找资料，回顾所学的理论知识，完成实验预习问题。通过这样的训练，引导学生积极思考，使学生的自主学习能力和知识的综合运用能力得到提升[4]。
在实验过程中出现问题时，教师在确保安全的前提下，引导学生根据故障现象分析故障原因，并通过所学理论知识解决问题。故障排除由学生完成，教师的作用是引导和把关。通过问题的解决，培养学生分析问题和解决问题的能力，同时动手实践能力也得到提高。
实验结束后，学生实验报告的撰写不能是简单的实验过程和结果的罗列，要求必须对实验的现象和结果进行分析。在分析过程中，实验结果回归理论，通过实验结果的分析，再一次对理论知识进行确认，并对理论知识的理想情况与理论实际应用的差别原因进行分析，培养学生立足理论知识分析工程实际问题的能力。
7 结语
通过新的实验教学体系建设、实验室建设及结构调整、校企合作及实验教学改革，解决了原有实验教学中存在的实验内容与工程实际脱节，没有充分重视学生的知识综合应用能力和创新意识的培养，以及实验教学方法、手段单一的问题，注重了工程实践能力及创新能力的培养，从而为培养高素质的自动化专业工程应用型人才打下了良好的基础[5]。
参考文献
[1]李文君.正确评估中国工程教育质量[J].教育与职业，
2015（1）：54-56.
[2]李兰平.基于大工程观的工程教育改革研究[J].科教导刊，2015（1）：36-37.
[3]张雪，李玮，李慧.我国高等工程教育人才培养[J].河北联合大学学报：社会科学版，2013，13（1）：89-92.
【关键词】 机能学实验；教学；能力培养
医学机能学实验是研究和发展机能学的基本方法，主要包括生理学、病理生理学和药理学属实验科学，其理论知识来自实验。开设机能学实验课的目的是通过基本机能学实验和实验研究性训练，学会通用仪器的正确使用，初步掌握机能学实验的基本操作技术、建立科学研究的基本概念，逐步掌握获得机能学知识的科学方法。通过机能学实验，培养学生实际动手能力，并具有科学的思维方法，开拓创新的精神以及观察问题、分析问题和解决问题的能力。如何培养学生以上能力，谈几点看法：1 精心备课，加强示教及指导
机能学实验课也需精心备课，将药理学的理论知识运用于实践当中，课前应要求学生主动预习实验课有关的理论知识和实际操作知识，上课时运用先进的多媒体教学手段，以图片视频资料为主，文字资料为辅，合理组织多媒体课件中的知识流程与结构，向学生演示实验操作步骤、实验观察项目、相关理论知识，严格要求学生自己动手操作，并且动作规范，从而使实验成功率大大提高。比如在不同剂量药物对小鼠的影响实验中，通过PPT课件向学生展示了了小鼠的捉拿及给药方式，使学生对于动物捉拿有了初步的概念，再结合教师的示教，学生能很快掌握规范的动物捉拿及给药方式，顺利完成实验相关操作，提高实验成功率。2 培养学生的团队合作能力
机能学实验课与其他基础实验课不同，动物手术过程较为复杂，实验过程中使用的仪器、手术器械、实验药品、实验用品较多，需要学生共同合作完学生的团队合作，使实验进行顺利，并大大提高地了实验成功率。我们通常以4-5人为一组，分工协作，要想提高机能学实验效率，除了要求学生以扎实的理论知识为指导，有较强的实际操作能力，还必须强调学生之间的合理分工和互相沟通交流。以综合性实验动物血压变化及心率影响为例，实验操作涉及到了电脑，多道生理记录系统，手术器械，心电图，这就需要学生有合理的分工，良好的沟协作能力，有的同学进行手术，有的记录动物血压状况，有的进行心电图观察，有的负责静脉输液管道的通畅，学生的团队合作，使实验能够顺利进行，并大大提高地了实验成功率。3 优化组合实验内容，培养具有科研思维的综合性人才
3.1 加强基本知识与基本技能的训练 利用机能学经典验证性实验，加强学生的实验操作技术，掌握各项仪器的使用方法。如pA2值的测定，通过该实验，让学生掌握了离体器官实验的操作技术，并更深刻的从理论上理解了pA2值的概念，学会了如何计算pA2值，同时学会了离体器官（动脉条）的取材技术，能够学会如何使用多道生理记录系统及数据的分析、计算、打印。
3.2 开展综合性实验 在开展验证性实验的基础上，开展综合性实验，让学生在生理状态下观察药物在体内的作用，在病理生理状态下观察如何通过药物进行治疗及药物的治疗作用，如药物对家兔血压及心律失常的影响，从正常到异常，从疾病到药物治疗，培养学生的观察能力及实践动手能力，将理论知识运用于实践中，不断提高自己专业素质。
3.3 设计性实验 所谓设计性实验又称探索性实验，系指采用科学的逻辑思维配合实验方法和技术，对拟定研究的目的（或问题）进行的一种有明确目的的探索性研究。对于培养医学本科生建立科学研究意识和如何进行医学科学研究具有重大的意义。目前采用的教学方式是①在基础性实验课上简要的进行设计性实验及论文撰写的基础知识的讲授，布置学生课余收集各项资料。②学生确定实验项目名称和实验方案。③分组讨论自己拟定的实验项目及实验步骤，提供理论知识的支持，确定实验方案的可行性。④开始进行实验，通过实践来验证自己的运用的理论知识能否用于实践，并撰写实验报告，报告中要分析实验的各项结果，成功及失败的原因。
药理设计性实验对于培养临床医学本科生建立科学研究意识和如何进行科学研究都是十分重要的，它充分调动了学生学习的主动性，培养学生发现问题，研究问题，分析与解决问题的能力，学生通过查找资料，设计实验方案对理论知识有了更深刻的掌握，同时锻炼了他们的科研能力和独立解决问题的能力。
3.4 开放实验室 在不影响正常教学情况下，利用晚上或课余时间开放实验室，将实验用品、模拟实验、实验仪器等向学生开放，让学生了解并掌握实验方法及实验仪器设备的使用方法，进一步提高学生学习的主动性自觉性。
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