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中学物理实验教学主要培养学生的物理观察能力和物理实验能力.而物理实验能力的培养又主要体现在实验思维能力和实验动手能力两方面.笔者结合高中物理教学中的两个实验所遇到的问题，谈谈对培养学生物理实验能力的一些体会.
一、对学生实验思维能力的培养
在完成学生分组实验“恒力做功与动能改变的关系”后，某同学对课后的一道习题提出质疑，题目如下.
图1某实验小组采用图1所示的装置探究“恒力做功与动能改变的关系”，在平衡摩擦力后，实验过程中还应满足钩码的质量m远小于小车的质量M，这样做的主要原因是()
(A) 方便减小小车的速度
(B) 防止小车运动时加速度过大
(C) 防止拉小车的细线在实验过程中拉断
(D) 确保小车受到的合外力与钩码的重力近似相等
他认为(B)选项也符合题意要求，理由是：本实验平衡摩擦后，细线对小车的拉力就成为小车受到的合外力，由于直接测出此拉力难度大，于是考虑用钩码的重力代替.对钩码受力分析后得到F=mg-ma，由式中可知只有当加速度a很小时，才有F≈mg，即小车受到的合外力与钩码的重力近似相等.如果m不能远小于M，会导致加速度a过大，造成较大的实验误差.因此，(B)选项也符合题意的要求.
粗看学生的整个分析、推理过程，未发现有明显不妥之处.(B)选项所述是否属于“主要原因”之一呢？我让该同学把当时在实验室得到的纸带拿出，提醒他算一算实验过程中小车运动的加速度大小，并留意实验时所测小车的质量及所挂钩码质量.
学生很快完成了我布置的任务.实验时他用到的小车质量205.9 g，当分别挂上10 g、20 g的钩码时，由纸带得到小车运动的加速度大小分别为0.55 m/s2、0.94 m/s2.从两次实验可以发现，挂10 g钩码时，M≈20 m；挂20 g钩码时，M≈10 m.显然，所挂钩码质量增大，小车的加速度也会增大.但本实验由于受m远小于M的制约，所挂钩码质量不能无限地增大.实验中挂20 g的钩码时就已经不满足m远小于M的前提要求，此时0.94 m/s2的加速度仍是个较小的值.
本题中的(B)选项是否符合题意？他恍然大悟：在满足m远小于M前提下进行实验时，小车的加速度是比较小的，不可能达到较大的加速度.可见小车的加速度不是影响本实验的主要因素.
教育部颁布的《考试大纲》对物理学科的实验能力明确要求：“能明确实验目的，能理解实验原理和方法，……，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；”.但现实中，部分教师的实验教学往往把重点放在教会学生如何进行实验操作、如何记录数据、如何得到实验结果上，忽略了对学生实验思维能力的培养.他们认为，学物理只要记住实验原理、现象和结论就行了，重要的是能够运用公式解题.所以学生的实验过程更多是照着老师所述重复一遍，无需做更多的思考.从以上解惑的过程，可以看出该同学在对实验原理理解基础上能利用牛顿第二定律进行分析，从而得到他的观点，就是一种实验思维能力的体现.
因此，让学生走进实验室、真正动手和动脑.鼓励学生发现问题并敢于提出问题，教师引导学生运用已学过的物理理论、实验方法处理问题，是提高学生实验思维能力的有效举措.
二、对学生实验动手能力的培养
实验动手能力包括按实验步骤完成操作、设计实验记录的表格、分析实验现象和实验数据、从误差角度分析实验、排除简单故障等方面.从近年高考对实验的考查中，可以看出对实验数据的处理和实验误差的分析的考查，已成为检验学生是否真正动手操作过实验的一种手段.
图2、图3是某位同学在进行“用单摆测重力加速度”的分组实验后上交的实验数据处理部分，他采用图象处理数据，在横轴标度的选取上分别采用了从零开始（简称“法1”）和从某一值开始（简称“法2”）的两种不同方法.结合上网查询得到的本地重力加速度值g=9.789 m/s2，他对两种方法得到的结果与当初设想的不吻合提出了疑问：
取(0.96,3.90)得4.06 L=T2,所以g≈9.724 m/s2
图2取（0.65,2.65)(0.93,3.80)得T2=4.107 L,
所以g≈9.612 m/s2
图3
从T2=4π2g•L这一函数关系出发，“法1”通过建坐标、描点、连线，进而分析数据得到结果.发现此方法描出的点较集中于某块小区域，理论上容易由于连线的偏差导致结果有较大的误差.“法2”通过横轴标度的调整，让所描出的4个点分布较广.达到充分利用坐标纸的目的，从理论上看对减小误差是有帮助的.但两种方法得到的结果却是“法1”的误差更小.为什么呢？
我提醒他注意结合“法1”的坐标原点，对比“法2”中所描点更分散的特点进行思考.“法1”虽然所描点相对密集，但由于有坐标原点充当了第5个点，而且是相距较远的一个点，对满足“让尽量多的点落在线上”这一原则起到了较好的作用.而“法2”虽然4个点能够占满较大的坐标纸空间，却由于只有4个点，容易在连线上产生偏差而导致更大的误差.可以看出，此实验中采用“法1”的方法更有利于减小误差.但纵观两种方法可以看出，采用图象处理数据对减小实验误差的效果是明显的，因为即使是“法2”得到的结果与真实值相比偏差也较小.
《普通高中物理课程标准》指出：“重视学生实验技能的提高，使学生能正确使用高中物理实验项目中的仪器和工具，获得较准确的实验信息.学生把实验获得的信息演绎、归纳成结论，只动脑不动手和只动手不动脑都是不正确的.”该同学通过动手实验，既尝试了不同的数据处理方法，又从中提高了对实验误差的认识.因此，提高学生的实验动手能力，不单纯是动手操作实验器材、经历实验过程.学生对数据的处理和误差分析能力，需要在实验操作的不断总结和改进过程中得以提高.
［福建省清流县第一中学(365000)］
一、对学生实验思维能力的培养
在完成学生分组实验“恒力做功与动能改变的关系”后，某同学对课后的一道习题提出质疑，题目如下.
图1某实验小组采用图1所示的装置探究“恒力做功与动能改变的关系”，在平衡摩擦力后，实验过程中还应满足钩码的质量m远小于小车的质量M，这样做的主要原因是()
(A) 方便减小小车的速度
(B) 防止小车运动时加速度过大
(C) 防止拉小车的细线在实验过程中拉断
(D) 确保小车受到的合外力与钩码的重力近似相等
他认为(B)选项也符合题意要求，理由是：本实验平衡摩擦后，细线对小车的拉力就成为小车受到的合外力，由于直接测出此拉力难度大，于是考虑用钩码的重力代替.对钩码受力分析后得到F=mg-ma，由式中可知只有当加速度a很小时，才有F≈mg，即小车受到的合外力与钩码的重力近似相等.如果m不能远小于M，会导致加速度a过大，造成较大的实验误差.因此，(B)选项也符合题意的要求.
粗看学生的整个分析、推理过程，未发现有明显不妥之处.(B)选项所述是否属于“主要原因”之一呢？我让该同学把当时在实验室得到的纸带拿出，提醒他算一算实验过程中小车运动的加速度大小，并留意实验时所测小车的质量及所挂钩码质量.
学生很快完成了我布置的任务.实验时他用到的小车质量205.9 g，当分别挂上10 g、20 g的钩码时，由纸带得到小车运动的加速度大小分别为0.55 m/s2、0.94 m/s2.从两次实验可以发现，挂10 g钩码时，M≈20 m；挂20 g钩码时，M≈10 m.显然，所挂钩码质量增大，小车的加速度也会增大.但本实验由于受m远小于M的制约，所挂钩码质量不能无限地增大.实验中挂20 g的钩码时就已经不满足m远小于M的前提要求，此时0.94 m/s2的加速度仍是个较小的值.
本题中的(B)选项是否符合题意？他恍然大悟：在满足m远小于M前提下进行实验时，小车的加速度是比较小的，不可能达到较大的加速度.可见小车的加速度不是影响本实验的主要因素.
教育部颁布的《考试大纲》对物理学科的实验能力明确要求：“能明确实验目的，能理解实验原理和方法，……，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；”.但现实中，部分教师的实验教学往往把重点放在教会学生如何进行实验操作、如何记录数据、如何得到实验结果上，忽略了对学生实验思维能力的培养.他们认为，学物理只要记住实验原理、现象和结论就行了，重要的是能够运用公式解题.所以学生的实验过程更多是照着老师所述重复一遍，无需做更多的思考.从以上解惑的过程，可以看出该同学在对实验原理理解基础上能利用牛顿第二定律进行分析，从而得到他的观点，就是一种实验思维能力的体现.
因此，让学生走进实验室、真正动手和动脑.鼓励学生发现问题并敢于提出问题，教师引导学生运用已学过的物理理论、实验方法处理问题，是提高学生实验思维能力的有效举措.
二、对学生实验动手能力的培养
实验动手能力包括按实验步骤完成操作、设计实验记录的表格、分析实验现象和实验数据、从误差角度分析实验、排除简单故障等方面.从近年高考对实验的考查中，可以看出对实验数据的处理和实验误差的分析的考查，已成为检验学生是否真正动手操作过实验的一种手段.
图2、图3是某位同学在进行“用单摆测重力加速度”的分组实验后上交的实验数据处理部分，他采用图象处理数据，在横轴标度的选取上分别采用了从零开始（简称“法1”）和从某一值开始（简称“法2”）的两种不同方法.结合上网查询得到的本地重力加速度值g=9.789 m/s2，他对两种方法得到的结果与当初设想的不吻合提出了疑问：
取(0.96,3.90)得4.06 L=T2,所以g≈9.724 m/s2
图2取（0.65,2.65)(0.93,3.80)得T2=4.107 L,
所以g≈9.612 m/s2
图3
从T2=4π2g•L这一函数关系出发，“法1”通过建坐标、描点、连线，进而分析数据得到结果.发现此方法描出的点较集中于某块小区域，理论上容易由于连线的偏差导致结果有较大的误差.“法2”通过横轴标度的调整，让所描出的4个点分布较广.达到充分利用坐标纸的目的，从理论上看对减小误差是有帮助的.但两种方法得到的结果却是“法1”的误差更小.为什么呢？
我提醒他注意结合“法1”的坐标原点，对比“法2”中所描点更分散的特点进行思考.“法1”虽然所描点相对密集，但由于有坐标原点充当了第5个点，而且是相距较远的一个点，对满足“让尽量多的点落在线上”这一原则起到了较好的作用.而“法2”虽然4个点能够占满较大的坐标纸空间，却由于只有4个点，容易在连线上产生偏差而导致更大的误差.可以看出，此实验中采用“法1”的方法更有利于减小误差.但纵观两种方法可以看出，采用图象处理数据对减小实验误差的效果是明显的，因为即使是“法2”得到的结果与真实值相比偏差也较小.
《普通高中物理课程标准》指出：“重视学生实验技能的提高，使学生能正确使用高中物理实验项目中的仪器和工具，获得较准确的实验信息.学生把实验获得的信息演绎、归纳成结论，只动脑不动手和只动手不动脑都是不正确的.”该同学通过动手实验，既尝试了不同的数据处理方法，又从中提高了对实验误差的认识.因此，提高学生的实验动手能力，不单纯是动手操作实验器材、经历实验过程.学生对数据的处理和误差分析能力，需要在实验操作的不断总结和改进过程中得以提高.
［福建省清流县第一中学(365000)］