6.學生自主實驗能力的培養
當前，在物理教學改革中，許多教師竭力從實驗教學入手，盡管增加了學生實驗數量，但效果不見得好，因為學生自主實驗的能力還是不如人意。例如，在實驗會考前、高考前或是期末考前的實驗複習，常見到有些學生早把以前做過的實驗淡忘了，甚至連實驗裝置也裝不起來了。你要求學生再獨立重做一遍課內實驗則難以勝任，原因何在？
在以往的實驗中，因為有現成的實驗手冊，教師做示範或講解步驟，學生“有章可循”、“照方抓藥”，即使不預習也照樣可以完成實驗操作，這種由教師安排的，學生雖然動了手，卻沒有或很少動腦的實驗是被動的實驗，因此學生實驗後收獲不大。那麼，如何使學生充分發揮其主觀能動性，體現其主體的作用呢？
有效的方法是自主實驗，這也是當前實驗教學改革，實施素質教育，“注意創新精神和實踐能力的培養”的前沿領域的一個嶄新的重要研究課題。自主實驗是要求學生理論聯係實際，既讀書又做實驗，既做實驗又寫實驗報告，手腦並用的一種學習方法。
學生自主實驗的具體要求
自主實驗能力是學生運用已有的知識和技能自覺獨立地去探索新知識和掌握新技術的能力，是自學能力的內容之一。學生自主實驗的具體要求是：
（1）明確實驗目的和原理，了解儀器性能，掌握實驗步驟；
（2）遵守操作規程，懂得觀察實驗現象和設計表格，認真記錄數據；
（3）能對實驗結果進行計算和分析，並得出結論；
（4）寫好實驗報告。本文試談在這個基本要求的前提下，如何培養學生自主實驗能力的一些淺見。
培養學生的自主實驗的能力
（1）做好實驗安排，放手讓學生自主實驗。
做好實驗安排，既要考慮實驗時間，又要考慮實驗內容，時間的安排要與理論課配合，要根據學生掌握的知識和具備的能力的實際情況來安排預習及實驗，因為課前預習是實施“自主實驗”的根本保證。
學生要有預習實驗操作的充分時間，特別是對在基本儀器使用更要熟悉，但學生預習實驗多數見不到儀器，無法動手，一到實驗課上還是生疏的，因此教師要一方麵通過開放實驗室讓學生認識儀器，另一方麵必須安排學生多次使用練習。如：天平、螺旋測微器、電表等的使用，經過多次實驗的重複出現，學生就能逐步熟悉，懂得其奧妙，達到應用自如。實驗前的預習要達到明確實驗目的、內容、原理、方法以及注意事項等，預習做得好，在實驗中獲得的體會就較為深刻，最關鍵的最本質的問題也才能領會得更深刻，並且還可能發現新的問題。
自主實驗要注意加強師生之間、學生之間的合作，在和諧愉快的氣氛中，盡量調動學生進行實驗的主動性和創造性。愛因斯坦曾經說過：“提出一個問題往往比解決問題更重要，因為解決問題，也許是一個數學上或實驗上的技能而已，而提出問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，都需要有創造想象力，而且標誌著科學真正的進步。”故在實驗中，教師要發揮主導作用就必須善於引導學生發現問題與提出問題，探索問題與解決問題，例如讓學生提出改進實驗或設計新的實驗，以探索新的問題；要針對學生實驗操作的情況及提出的問題，提出補充問題，要求學生回答或者再做某些補充實驗操作，要當麵對每個學生進行實驗講評以及成績評定，指出學生掌握知識和實驗操作、實驗修養等方麵的優缺點等，並提出今後進一步努力的方向。如“測重力加速度g”的實驗，當一些學生測出本地重力加速度偏大時，他們對誤差產生的原因的分析，隻提出是擺角大於5°的原因或是從單擺周期公式g＝4π2l／T2去找，認為l、T測得不準造成的，其實原因不止這些，教師若讓學生重做實驗，繼續尋找測不準的原因，通過摸索就會發現g偏大的原因是釋放擺球的位置不對。致使擺球不是在同一豎直平麵內擺動，而是做類似圓錐擺運動。學生能這樣提出問題、自己探索和發現問題，對實驗的印象自然就深刻得多，從而有效地增強了他們理解、分析和解決問顧的能力
自主實驗必須提倡討論問題的風氣，實驗討論不僅在師生之間進行，而且應當在學生之間更廣泛更熱烈的展開。學生是實驗的主體，遇到問題要讓學生自導，促進自主實驗的進行，即要讓學習好的、動手能力強的學生當“輔導員”，為那些動手能力差的學生導學，調動其積極性，讓其會做實驗。若有錯誤要讓他們自我改正，這樣他們可以從失敗的教訓中悟出道理，有正反兩方麵的經驗教訓，印象特別深刻，故做實驗任何人不要包辦，從而使他們從能夠動手到獨立操作，親身品嚐到實驗勞動的樂趣，增強其自尊心和自信心，克服懶惰和依賴思想。這種自主實驗的方法使每個學生都能參加實驗的全過程，從製定實驗方案到自己歸納，找出主要矛盾，都是學生自主進行的。表麵上看課堂麵貌是“亂”些，但“亂”在議論。研究、歸納物理知識上，“亂”中求“知”，這個“亂”是值得的。學生在實踐中逐漸形成細致嚴謹的學風，學會規範的實驗操作方法。這些對他們以後的工作會起到不可低估的作用。
（2）重視利用說明書，讓學生自主實驗。
實施素質教育，提倡自主學習，說明書具有不可低估的作用。例如，現代家庭的家用電器越來越多或越來越現代化，家用電器都附有使用說明書，不管是誰家，新電器第一次使用前總要先看一下說明書，若能按說明書的使用說明進行操作，就能正確地使用電器，就能給生活帶來方便。相反，若使用不當，就會出故障，甚至損壞家用家器。然而使用說明書除了需要一些專業知識外，還需有一定的自學能力。因此，學校教師應重視培養學生使用說明書的能力，讓學生利用儀器說明書來做實驗，這對實施素質教育，培養自主實驗能力是很有必要助，特別是讓學生掌握一定的自學方法，將來走出校門後才能更好地為自己、為社會服務。
教學儀器都配有使用說明書，一般的說明書包括介紹儀器的用途、結構、原理。使用方法和注意事項等幾個部分。閱讀說明書能幫助使用者熟悉具體儀器的型號。原理和結構，加深對主要部件的認識，進而掌握儀器的精度、性能。用途和使用方法，能知道檢查儀器的零部件是否完整，基本功能是否正常，也能幫助人們分析排除簡單的儀器故障。因此，做實驗時，說明書不單老師要看，而且學生也要看。在平時，學生確實看得少，主要是聽老師介紹。培養學生在這方麵的技能，一般要教學生先看說明書，自學討論先認識儀器，後動用儀器，先看課本後做實驗，這樣可以減少儀器被損壞，幫助排除實驗中出現的簡單的儀器故障，有助於學生獨立自主實驗的能力的增強。如做“研究平拋運動”的分組實驗，我們都把每套實驗儀器附上說明書，讓學生在實驗前先閱讀。閱讀要針對附圖來讀，領會其內容，對於內容比較複雜的，可以應用分析與綜合的方法，先逐字逐句的閱讀，結合附圖領會幾個簡單問題，然後再把各部分內容綜合起來，以理解說明書的整體內容。誠然，“利用說明書讓學生自主實驗”的方法不是所有實驗課題都適合，這需要我們繼續探索。
培養學生養成自主多做課外實驗的習慣
課外實驗目前似乎還沒有引起人們的普遍重視，實際上，它是對課內實驗的延伸和補充，有利於發揮學生學習物理的積極性和主動性，並能培養學生探索物理奧妙思維能力和創造精神，對激發學生自主實驗的興趣，使他們養成愛觀察愛實驗的習慣有很大作用。
（1）自做小實驗，搞小製作。
小實驗所表現的物理知識是最直觀，最“原汁原味”的。學生做小實驗、搞小製作又可彌補課內實驗的不足，如：使用的器材不受限製，他如何回家後自找材料，就地取材，利用皮品，人人能做到，而且對這些材料感到分外親切；從儀器的設計和製造、實驗步驟和方法的確定，實驗結果的處理等全等程，都由學生獨立完成，這都有利於他們探索和創造能力的培養。
初中物理教材共編32個小實驗、小製作，高中教材有26個小實驗，如果難度不是特別大的話，教師不但要布置，而且要督促、檢查，要鼓勵學生創新。儀器創作要求簡單、容易、美觀大方，能說明問題。對那些富有創造精神的作品，要及時向學生推薦，讓作者為老師、同學表演，並將實驗情況寫出報告，組織評比，利用學生好勝的心理，引導他們不斷推陳出新，向創造型方向發展。例如曾經有學生用可樂塑料瓶做“浮沉子”，實驗效果很好，其他學生看後覺得有趣味而紛紛模仿製作，有的還進行了一些改進，使之變成精美的玩具。一旦成為玩具，更容易促進學生“玩”進物理世界，“玩”出物理規律，“玩”出學習方法及趣味。又如教師在講“液體的表麵張力”後，引導學生課外動手做一個實驗：“把一枚硬幣放在水麵上，硬幣被水的表麵層薄膜托住，用手指一按硬幣，即下沉，你能說明硬幣是被水的表麵托住，而不是浮力作用的原因嗎？”此實驗雖然取材方便，簡單易做，但不管怎麼說學生動手做了實驗，總能或多或少促進他們加深理解和鞏固課內所學的物理概念和規律。這是自主實驗能力培養的一種方法，也是教學的一種改革。