学生的物理实验能力
物理学是一门以实验为基础的科学，在物理教学中，实验教学占有极为重要的地位。培养和提高学生实验能力，对提高物理基础知识教学效果，促进教学思想由应试教育转向素质教育，实现义务教育总目标有着十分重要的意义。
湖北省谷城县城关第一中学徐万益老师总结学生的实验能力主要是指：
观察基本仪器和实验现象的能力
培养学生的观察能力，除首先让学生明确观察目的外，更重要的是传授观察方法和为学生创造最佳观察条件。如用天平测物体质量时，先要引导学生观察天平的结构，弄清零刻线位置，最大秤量和感量，进而重点观察横梁的平衡状态和调节方法。使学生通过观察对基本仪器的组成、性能和使用方法有一个基础的了解。
合理选择和正确使用仪器的能力
合理选择仪器必须遵照如下原则：①待测量不能超过仪器的量程；②所选仪器的精确度必须符合实验要求；③操作简便。正确使用仪器：先让学生熟悉仪器使用的基本要求。如经过合理选择的弹簧秤在使用前要轻拉挂钩几下；检查并校正零误差；测量时，施力方向应在弹簧的轴线上；要在指针稳定后读数；观察示数时，视线要跟指针所对刻线在同一水平面上；测量结果要记录到估读位等。然后由教师演示，以规范化操作为学生做好示范。
按实验步骤操作和排除故障的能力
实验步骤是把人们研究物理现象和规律的思维过程程序化、行为化的产物。培养学生按步骤操作的能力，首先要教育学生尊重科学，养成实事求是、严肃认真的科学态度；其次是让学生仔细阅读逐一领会每一步实验的作法和要求，然后在教师指导下进行实际操作。实验中，出现故障是难免的，但影响很大，尤其易使学生失去实验兴趣。要排除故障需先会检查和分析故障的发生原因，其基本作法是：①查各基本仪器的工作状态是否正常；②查实验装置的连结是否正确、合理；③根据故障现象对可能发生故障的各部件逐一检查，最后逐一排除。
如《安装直流电动机模型》实验，常见故障是电枢不转，应首先检查电枢中有无电流或电流弱小的原因，如滑动变阻器的阻值选择和接法是否合理、正确；电路是否开路；换向器和电刷是否接触良好等。其次检查是否是电枢和极靴不同心或换向器与电刷安装太紧，造成机械摩擦太大；然后再检查磁极是否错接，磁铁是否失去磁性或磁性减弱等，总之，要耐心细致，不放过每一个疑点。
处理数据、归纳结论的能力
处理数据在初中实验中常采用比较分析法，即把实验所记录的数据或发生的现象进行纵向和横向的观察比较，再根据实验原理对各数据或各现象进行科学分析，概括出各数据或现象间的必然规律。有时也采用图象法，即根据研究的变量建立直角坐标系，描述实验数据点，绘制图象，总结变量之间的关系。归纳结论就是让学生从处理实验数据中观察个体事物的规律，然后在教师引导下进一步推理、概括出一般规律。如阿基米德原理，先让学生用水做实验，得出浮力等于物体排开的水重，然后教师提出：“若换用煤油或其他液体、气体进行实验，是否能得出同样的结论？引导学生去概括和总结。
根据实验目的要求独立设计实验方案的能力
要完成一个物理实验，需设计合理的实验装置，知道用哪几种基本仪器，怎样进行合理布局，便于观察操作等。如《用电流表和电压表测电阻》实验：应根据欧姆定律，按电流表、电压表和滑动变阻器的使用要求先设计、绘制出电路图，并按图摆放好各种仪器和电路元件；由先支路、后干路、再电源的顺序用导线连接牢固；为便于观察和读数，电流表、电压表应选择合适的量程；开关和滑动变阻器的接法要正确，位置要恰当，便于调节。
设计实验方案要根据实验目的和原理进行，力求使方案具有完整性、科学性和可行性。对实验内容复杂，所测数据较多的实验，还要对实验的程序作科学安排。要尽可能减小实验误差，使方案简单可行，便于操作。
培养学生实验能力是一项艰巨的工作，实施此项工作首先要从思想上重视，对物理实验教学的地位和作用，要深刻认识其重要性和必要性；其次要明确学生实验能力的提高，要通过科学的、合理的、严格的、反复的训练才能逐步形成。因此，从一开始就要根据《标准》要求有目的、有计划地进行。教师要切实加强实验指导与辅导，把实验能力的培养与物理基础知识的提高紧密结合起来，并建立必要的考查制度。
中学物理实验能力及其培养
中学物理实验是学生今后从事物理实验和科学实验的起点。因此，探索中学物理实验能力的内容并切实加以培养，是中学物理教学的一项重要任务。
观察能力是中学物理实验能力中的基础能力观察是智力活动的门户和源泉，善于观察是科学研究和学习物理的必备条件。培养学生的观察能力，在教师进行演示实验时，要引导学生进行有目的的重点观察。做演示实验时，除交代实验器材、实验目的外，更要提出观察的重点。例如，初中教学机械能的转化与守恒的课题时，要演示滚摆的实验，这个实验的观察重点，应是重力势能(主要看ｈ)如何变化，动能(主要看ｖ)又如何变化，以及第二次升高的高度与原来的高度几乎相等。
培养学生的观察能力，还要指导学生进行精细的观察。例如，高中教学薄膜干涉课题时，我们让学生做了复色光肥皂薄膜干涉的实验。实验时指导学生观察彩色条纹中有哪些颜色，每条彩色条纹中各种颜色是怎样排列的？上部和下部的彩色条纹宽度是否相同，彩色条纹宽度是否随时间变化，又是怎样变化的？通过精细观察和思考，从而加深了对薄膜干涉的理解。又如初中学生做了水沸腾的实验。要指导学生先观察加热初期、中期和沸腾时气泡上升过程中体积的变化和水温的变化。
培养学生的观察能力，还要配合教学鼓励学生在日常生活中进行广泛的观察，养成善于观察的习惯。例如冬天河上结冰，是从河心结起还是从河边结起，或是整个河面同时结起的呢？
实验操作能力是中学物理实验能力中的基本能力
中学物理实验中用到的基本仪器大多属于测量仪器，有米尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、打点计时器、弹簧秤、温度计、气压计、安培表、伏特表、万用电表等。为了培养学生正确使用基本仪器的能力，实验前要使学生了解仪器的构造原理，了解使用仪器的基本要求，然后进行操作。例如，正确使用弹簧秤的基本要求是：使用前观察弹簧秤的最大刻度和每小格的读数，从而了解量度范围和精确度；检查并校正零误差；使用时施力大小不能超过弹簧秤的最大刻度值；施力方向要与弹簧的轴线方向一致；读数时在读出指针指示出来的数后，还要读出一位估计数。
要完成一个物理实验，通常需要几种仪器。培养学生的实验操作能力，要指导学生合理组装仪器。合理组装仪器的基本要求是：正确选用仪器，正确简单地连接仪器，并使仪器布局合理，便于观察和操作。例如，电学实验组装仪器的要求是：(1)熟悉实验原理图，正确选用所需要的仪器。正确选用电学仪器的原则是可用、精确、方便。安培表、伏特表应选用使指针偏转超过满偏12的量程，欧姆表应选用使指针偏转在中心值附近的挡位；(2)按电路图先支路、后干路、再电源的顺序正确连接电路。安培表与待测电路串联，伏特表与待测电路并联，电流由正接线柱进入电表，滑动变阻器连接正确，导线连接牢靠；(3)布局要紧凑合理，使电键和滑动变阻器便于调节，安培表、伏特表便于观察读数。
实验中出现故障是难免的。检查实验故障的基本做法是检查各仪器的工作状态和各部分的连接是否正常，对可能发生故障的各个部件逐个检查，最后排除故障。例如电学实验故障较多，情况也较复杂，大致有电表或元件内部损坏、导线内部断线、开关或导线接触不良等，检查的方法基本有电压法和电阻法两种。
实验操作能力的培养要有计划分阶段进行，才能逐步做到熟练。例如电路的连接，初中进行串联和并联的基本训练，高中进行电阻测量、电源电动势和内电阻的测定、电流表改装或伏特表和安培表等较复杂电路的连接。
实验的目的是要得到或验证物理规律，这就必须具有分析和处理实验数据的能力中学物理实验中分析和处理实验数据常用方法是图象法。
用图象法分析和处理实验数据的步骤是：建立直角坐标系，描出实验数据点，绘出图象，总结规律。
直角坐标系用横轴表示自变量，纵轴表示应变量。坐标的比例要适当，使图象在图纸上大小合适、关系清晰，同时还要让学生学会如何根据这些数据点恰当地绘出平滑的曲线(或直线)。
总结物理规律就是根据实验数据所取得的函数图象分析归纳出物理量之间的规律。
例如，在合外力一定的情况下研究物体的加速度与其质量之间的关系的实验中，根据实验数据所得的ａ-ｍ的关系图象是曲线，不容易判断出它们之间的关系。不妨改以质量的倒数为自变量、加速度为应变量作图象。如此得到的ａ-1/ｍ关系图象是通过原点的一条直线，于是可以比较容易地得出“在合外力一定情况下物体的加速度与质量成反比”的结论。
中学物理实验能力，除观察能力、操作能力、分析和处理数据的能力外，还有根据确定的实验目的独立设计实验方案的能力，这是中学物理实验能力中较高层次的能力设计实验的基本原则有可行性原则、精确性原则和方便性原则。可行，就是所设计的实验要能达到预期的目的。例如，要测定一未知电阻的阻值，可利用伏安法则、欧姆表测、半偏法测和惠斯通电桥测等。又如要测定重力加速度，可利用打点计时器测、滴水法测、单摆测等。由此可知，学生的实验设计能力是建筑在融会贯通地掌握物理知识基础之上的。为此，要加强对学生的物理基础知识教学，使学生掌握坚实的物理知识。
精确，就是实验的结果要尽可能正确。为此，应使学生了解误差的初步知识。从误差的来源看，误差分为系统误差和偶然误差两种。例如前述测定电阻的方法中，实验原理最完善的是惠斯通电桥法。前述测定重力加速度的方法中，实验原理最完善的是单摆法。为了提高实验的精确度，仪器的选用十分重要。就测量的工具而言，测量工具越精密，误差就越小。用螺旋测微器测长度就比用带毫米刻度的刻度尺测来得精确。为了减小读数相对误差，伏特表、安培表应选用使指针偏转超过半偏的量程，欧姆表则应选用使指针偏转在中心值附近的挡位。
方便，就是要使实验的操作、调节方便。例如，用图1所示电路测定额定电压为8伏、额定功率约4瓦的小灯泡的额定功率，已知电源电动势15伏、内电阻1欧，电流表量程06安、内阻2欧，电压表量程15伏、内阻10千欧，现有阻值范围为20欧、额定电流为1安的变阻器甲和阻值范围为100欧、额定电流为1安的变阻器乙，选用哪只变阻器调节较方便呢？由题意可知，小灯泡额定电流约05安，电阻为16欧，当达额定电流时，电路总电阻应约为30欧，扣除小灯泡电阻和电源内阻，利用变阻器电阻约13欧，所以两变阻器都可用。但使用变阻器乙时因仅用其中很小部分，难以调节到所需数值处，从方便考虑，就应选用变阻器甲了。
根据教材内容，将一些具有培养学生实验技能的演示实验改为“学生随堂实验”，并有目的地适当增加“学生随堂实验”
所谓“学生随堂实验”，就是在教师启发指导下，由学生自己独立地运用实验去探求知识或获取必要的感性知识。这样，在课堂上不仅增加学生动手动脑的机会，加强实验基本功的训练，而且还通过实验探求知识，获取知识，理解知识或解决学习中的难点，做到一举多得。
教学中常常可以设计如下两种类型的“学生随堂实验”。
(1)为了分散复杂实验的难点，可将具有培养学生实验操作技能的演示实验改为“学生随堂实验”。
如讲解“比热”概念时，为使学生对所要做的实验现象及变化过程进行细致的观察、测量和读数，尤其是使学生看清楚实验中液体温度的变化，并让学生学会酒精灯、温度计的正确使用方法(为“研究萘的熔解过程”这一学生实验打下基础)，可以将这个演示实验改为“学生随堂实验”，在学生亲自动手做实验的基础上，通过分析推理，引入“比热”概念，学生就很容易理解了。
(2)针对学生易出差错的实验操作技术，有的放矢地增加“学生随堂实验”。
如进行“长度的测量”这一课题的教学时，可以添加用毫米刻度尺测量物理课本的长和宽的“学生随堂实验”。这是初中生第一次进行物理测量，许多学生都认为很容易，但测量时很多学生都达不到实验要求。通过实验暴露出学生测量中的许多问题，如有的测量方法不准确，有的读数错了(由于没有注意到“零刻度”)，有的读数没带单位，更多的是不懂测量的准确程度和估计毫米刻度下一位数字。再通过实验后教师的讲评，学生不仅具体体会到做好物理测量的重要性，学会测量长度的正确方法，而且初步懂得了测量的准确度(这正是学生学习的难点)。
采用实验展览的方法，增加一些课外学生实验如从学校物理实验设备的条件出发，对于初中学生可结合教学内容增加以下几个学生实验：
①用阿基米德定律测石蜡的密度；②用阿基米德定律测煤油的密度；③测定斜面的机械效率等等。
由于课时有限，增加的学生实验，都应采用课外实验的方式去进行。所以有计划地配合教学把每个实验所需的实验仪器定期在实验室(另辟实验展览室)展出，学生可以利用课外时间到实验展览室动手做实验，教师到实验室进行指导，及时解决学生实验过程中所提出的疑难问题。另外，实验展览室还要为课本中的“小实验”提供必需的器材，学生课余时间可以到实验展览室做好“小实验”。教学实践表明，学生动脑想办法，动手做实验的兴趣甚浓，积极性很高。
有计划地举办单元实验展览和阶段复习实验展览，课余时间开放实验展览室，让学生有更多机会动手进行实验操作①对因事未做实验的学生或实验达不到要求的学生以及教师指定重做实验的学生，必须补做实验；②学生可以动手做演示实验中可见度比较小的实验或者需要长时间细致观察的实验；③完成教师布置的实验性作业(包括实验设计)和实践性作业；④学生还可以根据实验复习的需要，自己选定实验课题。
