5物理实验能力及其培养

1.能够综合运用眼、 耳、鼻、皮肤等多种 感觉器官发现实验中 的异常现象，并用动 作防止突发性的事故。 2.掌握排除一般常见 故障的方法。 3.能够寻找代用品， 并进行简易加工，使 其解决仪器设备方面 的某些困难。
敏 捷 性
1.概括力。只要通 1.表现在实验方案的 过观察少量现象， 设计中：能根据研究 就 能 够 概 括 出 事 的问题，及时调动大 物的本质和规律。 脑中的各种知识，在 2.敏锐性。在观察 较短的时间内制定出 过 程 中 ， 能 够 对 实验方案。 各 种 现 象 （ 特 别 2.表现在实验进行的 是 偶 然 现 象 ） 及 过程中：善于捕获各 时做出反应。 种信息，对各种现象 3.及时性。在观察 及时做出反应，迅速 结 束 后 ， 能 及 时 解决和排除实验中的 做 出 观 察 报 告 （ 各种问题。 书面或口头）。 3.表现在实验结果的 处理中：能够在实验 结束后及时写出实验 报告，得出结论。
物理实验过程包含着观察、操作和思维三种相 互影响和相互交叉的心理活动。 观察主要表现在操作过程中，操作主要表现在 完成和实践实验设计的过程中，思维主要表现在设 计、观察和分析实验现象，分析实验数据的过程中。 因此，物理实验能力应涉及物理实验的观察能 力，物理实验的思维能力，物理实验的操作能力， 是三种能力的综合。
物理实验中的思维能力
物理实验中的操作能力
深 刻 性பைடு நூலகம்
1.表现在实验的设计中：能 1.正确认识基本量具、仪表。 运用所学的物理概念和规律，拿到量具、仪表能说出他们 针对所研究的问题，提出和 的名称，通过对外部形状、 阐述实验原理，在熟悉仪器 铭牌、一般结构的观察和阅 使用和实验操作规范的基础 读说明书，能了解它的主要 上，设计出合理的实验方案。功能、使用条件、量度范围、 2.表现在实验进行的过程中 精密度及使用范围。 ：能够对实验中所观察的现 2.养成良好的操作规范，进 象和所测数据进行正确的分 行正确的实验操作。 析、综合、抽象、概括、判 （1）正确装配仪器。 （2）会对仪器进行预备性 断、推理等。 3.表现在实验结果的处理中 调整。 ：对实验现象、数据和结论 （3）能按规程及实验步骤 养成用科学概念和规律有逻 启动仪器。 辑地分析归纳、联想、解释 （4）能按实验步骤正确操 ，以及用数学辅助推理的习 作仪器，获得数据资料。 惯，正确处理实验结果，能 （5）实验结束后能按一定 进行初步的误差分析，得出 的顺序拆除和整理仪器，使 恰当的实验结论。 一切设备复原。
（二）操作技能的特点 1．操作技能属于动作经验，区别于操作性知识。 2．操作技能作为一种操作活动的方式，区别于心智活动方 式。操作动作也叫外部动作，是由外显的肌体运动来实现的。 心智动作则是借助于内部言语在头脑中默默地完成的。 第一，就动作的对象来说，操作动作的对象是物质性客体 或肌肉，心智动作的对象则是客体在头脑中的映象。操作动作 的对象具有物质性，而心智动作的对象则具有观念性。 第二，就动作的进行而言，操作动作由外部显现的肌体运 动来实现，具有外显性。心智动作则是在头脑中借助于内部言 语默默地完成，具有内潜性。 第三，就动作的结构而言，操作活动的每个动作必须切实 执行，不能合并、省略，在结构上具有展开性，心智动作则可 以高度省略、高度简缩，甚至往往觉察不到动作的进行过程。 由此，心智动作在结构上具有简缩性。
操作动作与心智动作的特点
操作动作 动作对象 动作进行 动作结构 物质性 外显性 展开性 心智动作 观念性 内潜性 简缩性
3．操作技能是合法则的活动方式。 所谓操作技能的活动方式是合法则的，其含义是该活动方式符合活动 的内在规律，也符合动作原理或规则。这种活动方式具有下列特点： （1）动作的精确性 动作的精确性是指动作符合规范的程度。 （2）动作的定时性 动作的执行和完成在精确性的基础上还要有时间要求。既不能为提高动 作速度而忽视精确性，也不能只重视精确性而不顾速度。活动执行时，动作 迅速、精确，是操作技能熟练的特征。 （3）动作的协调性 操作活动由一系列动作成分构成，各个动作执行时要适当配合，也就是 各动作高度协调。动作的协调性主要表现有： ①感觉—运动的协调性，即眼和手脚、头部动作的协调配合. ②复杂动作的统一。前一动作的完成为后一动作的执行准备条件 ③在时间上统一运动的协调性，表现为在迅速连续进行不同的动作时， 按照一定序列使之融合成为一个整体。 （4）动作结构的稳定性 所谓动作结构的稳定性，指这种活动方式对活动的条件变化具有广泛的 适应性。
二、中学生物理实验能力的表现 物理实验的观察能力、操作能力、思维能力与 五种智能品质（包括深刻性、灵活性、批判性、敏 捷性、独创性)组成一个系统，它们的交叉关系形 成15个交叉点，构成中学生实验能力的静态结构。
能力 表现 品质
物理实验中的观察能力 1.目的性。观察者能明确 观察对象、条件、要求以 及观察的计划、步骤。 2.条理性。具有正确的观 察方法，如按时间先后、 位置远近、先外后内、先 外形后动作的顺序进行观 察。 3.全面性。通过观察能反 映事物的全貌以及各部分 之间的联系，能指出在某 种特定条件下感知对象所 能反映的各种情况。 4.精确性。能精确地把握 现象的特征，认识事物的 本质。 5.概括性。能用语言和文 字正确概括所观察的结果 。
灵 活 性
1.观察方法灵活。 能灵活选择观察方 法，及时调整观察 思路。 2.分析方法灵活。 能从不同的角度思 考和分析所观察的 现象。 3.灵活组合。善于 灵活地对所观察的 现象进行分解与合 成。 4.动态性。能够观 察现象的动态特征 。
1.表现在实验的设计中： 能灵活地运用所学的物理 概念和规律，针对某一问 题，提出多个实验原理， 设计出多种实验方案。 2.表现在实验的进行过程 中：能够对实验中所观察 的现象和所测量的数据进 行灵活的分析、综合、抽 象、概括、判断、推理等 ；善于从不同的角度、方 向、方面运用多种方法解 决实验中出现的问题；概 括—迁移能力强。 3.表现在实验结果的处理 中：善于灵活处理实验结 果，善于从不同的角度分 析实验误差。
1.能熟练操作基本 的实验仪器和工具， 操作连贯、配合自 然、动作协调。 2.能够熟练、正确 地完成现象和数据 的观察记录，数据 的处理。
独 创 性
1.观察对象的独创性。 1.能够根据问题的需要， 能 根 据 实 验 方 案 1. 善 于 根 据 研 究 问 题 独 立 设 计 实验 方 案 、 独立组装并操作实 的 需 要 ， 独 立 地 选 独立选择实验设别 、 验仪器，获取所需 择 恰 当 的 、 新 颖 的 、 立 获 取 实验 数 据 、 数据。 独 独特的观察对象。 独 立 分 析 实验 结 果 并 2. 善 于 探 索 发 现 新 2.观察方法的独创性 得出结论。 颖、独特的操作技 。 善 于 选 择 独 特 的 2.善于提出独特、新颖 巧和操作方案。 、 新 颖 的 、 有 效 的 的 实 验 方 案、 实 验 方 3. 能 够 独 立 实 施 探 方法和思路。 法 ， 对 实 验结 果 有 独 索性实验和设计性 3.结果分析的独创性 到的见解。 实验的设计方案。 。 善 于 对 观 察 结 果 3.能独立完成一定难度 4. 能 制 作 出 有 特 色 作 独 特 的 、 新 颖 的 的探索性实验 。 并 能 的科技产品。 分析和解释。 根 据 手 头 的仪 器 、 设 备改进原有的实验。 4.在科技活动中，能够 设计有一定特色的科 技作品。
4．操作技能是学习得来的，区别于本能。 操作技能作为一种活动方式，属随意活动，是通过学习得 来的，而不是靠遗传得来的。 随意动作具有以下五个特点： ①完成意志活动的某种冲动存在； ②对动作目的的表象； ③对手段的表象； ④实现动作的意向； ⑤意志的努力。 操作技能是一种合法则的随意运动方式，在不断的练习中， 可以高度熟练而巩固。这种熟练了的活动方式在执行时，不需 要高度的意识控制。
第二节
中学生物理实验能力的发展研究
由于中学生观察能力、思维能力、动作技能的不断发展及中学物理教学的训练， 中学生的物理实验能力迅速地发展着。 续佩君的研究 第一，实验能力不断增强。 物理观察能力和思维能力的发展有力地促进了物理实验能力的提高。不论是实 验的观察能力、思维能力还是实验操作能力，都在不断发展着。 第二，实验能力的结构有待完善。 目前教学中或多或少地存在如下认识和倾向：①忽视实验课教学，忽视实验能 力的培养。有不少学校的教师不是“做实验”，而是“讲实验”；②没有认识到物 理实验能力包含实验的观察能力、实验的思维能力和实验的操作能力，不能有意识 地、全面地培养学生的这三种能力；③不能正确认识智能品质在物理实验能力中的 表现，并全面地选行训练，特别是忽视了批判性品质和独创性品质的训练。 第三，物理实验能力存在性别差异。男生的实验能力比女生强。男生的批判性 和独创性较强。但女生具有视察仔细、操作规范、按部就班的特点，因此，实验的 深刻性较强。研究表明，与男生相比，女生的实验能力表现出不平衡性，即部分女 同学实验能力很强，部分实验能力较差，这说明在目前的教学情况下，影响女生物 理实验能力发展的是一些心理因素，如对实验的兴趣、动机、毅力、习惯、自我监 控能力和独创性的智能品质等。
第五章
物理实验能力及其培养
第一节 物理实验能力简述
物理实验是有目的、有计划地运用仪器、设备， 在人为控制条件下，使物理现象反复再现，从而进行 认真观测，获取大量资料的一种科学研究方法。
物理实验的主要特点有二：一是可控性，二是可 重复性。在物理教学中做的物理实验是物理教学实验， 新课程注重科学探究，实质上是注重真正体现物理学 研究过程和方法的物理实验。物理实验教学在新课程 实施中占有重要地位。
一、物理实验能力的概念 1、物理实验的全过程包含着相互影响和相互交叉的三个 不同意义的内涵：思维、操作、观察，因此实验教学的目的是 要培养学生的观察能力、思维能力和操作能力（阎金铎）。 2、物理实验能力是指与进行物理实验有关的心理特征。 进行物理实验活动，要求的不是某一种能力，而是许多相互联 系着的能力。主要包括设计实验计划的能力、实验操作能力、 观察能力、分析问题和解决问题的能力、处理数据的能力、分 析和总结的能力(段金梅）。 3、中学物理实验能力主要包括编写实验计划的能力、操 作能力、记录和数据处理的能力以及分析总结的能力(乔际平）。 4、物理实验能力，即顺利进行物理实验并完成实验目的 的个性心理特征。物理实验能力包括操作和思维两种能力（续 佩君）。