1 物理实验能力的涵义
1.1 物理实验能力的概念
从心理学角度来讲，能力是顺利地完成某种活动所必需的心理特征，物理实验能力就是能顺利进行物理实验并达到实验目的要求的个性心理特征。
从广义角度来讲，物理实验能力是指运用实验理解、验证物理理论观点及借助物理实验获得新认识的能力。它包括：发现、选择和明确课题的能力，选用实验方法和设计实验方案的能力，使用仪器和实验操作的能力，观察实验的能力，实验思维的能力，收集资料数据的能力，分析、研究和处理实验资料、数据的能力，发现物理实验规律的能力，等等。狭义的物理实验能力则仅指完成物理实验操作活动的能力，主要包括仪器使用能力，实验操作能力，实验观察能力，数据处理能力等。从科学方法论的角度看，狭义的物理实验能力是不完整的，不能满足学生学好物理和培养创新型人才的需要。狭义地认识和培养学生的物理实验能力，往往事倍功半，学生只能成为“照方抓药”的操作员，既不能真正达到培养物理实验能力的目的，也不能促进学生积极思维，使他们成为学习的主体。
1.2 物理实验能力的构成
关于能力由哪些因素构成的问题，以及如何构成的问题，是现代心理学中的重要课题。迄今为止，关于能力的构成仍然众说纷纭，但从早期的“二因素说”到现今复杂的“智力因素三维结构模型说”都可以看出：能力是多因素、多类别、多品质的动态综合体。
物理实验能力和其他能力一样也是多种特性的综合，因而也具有自己独特的构成。从能力的层次来看，物理实验能力应具有三级构成(相对而言)：第一级是实验基本能力，即能顺利完成一般教学实验的能力。它包括实验准备能力、实验观察能力、实验操作能力、数据处理能力、图表绘制能力、报告写作能力等。这6个方面的能力是初中物理实验教学中必须培养的能力，也是开展较为复杂实验活动的基础。第二级是实验迁移能力，即在掌握实验基本能力的基础上，能进一步灵活运用所学物理实验知识开展一些物理实验活动的能力。它不但包括实验基本能力(第一级)，还包括实验设计能力、自制器材能力、实验资源利用能力、故障排除能力等。实验迁移能力对初中生提出了更高要求，但也是现代初中生应重点发展的能力之一。第三级是实验科研能力，即在科研活动过程中通过实验达到研究目的的能力。实验科研能力不但包含了实验基本能力(第一级)和实验迁移能力(第二级)，更为重要的是包括课题选择能力、资料检索能力、规律总结能力、实验推理能力、创新思维能力等。这三级实验能力之间的关系如图1所示。由此可见，在初中阶段，学生的物理实验能力主要是由第一级和第二级构成。
2 初中生物理实验能力发展的特点
有研究发现，大脑前额叶的发育成熟与学生的“假设-演绎推理能力”和“动作协调能力”之间有显著的相关性。大脑前额叶的发育在13~14岁(大约在初中一二年级)呈现出暂时的高原期(即发育的相对停滞甚至有所下降的时期)。在这一时期，初中生具有初步的逻辑思维能力，但抽象思维能力水平还较低，处于经验型向理论型的过渡时期。因此，初中生对“理”不太感兴趣，而习惯于以“物(实验)”论“理”。但是，在开展物理实验过程中，初中生的观察一般停留在实验现象的表面，更注重现象的新颖性和趣味性，并且实验操作与数据处理也倾向于模仿，缺乏创新。可见，这时期他们的物理实验能力还处于“第一级”阶段，即具备水平较低的实验观察能力、操作能力、数据分析与处理能力、实验报告撰写能力等。在15~16岁时期，人的大脑前额叶进入飞速发展期。经过这样的发展，到初中后期以及高中阶段，学生的抽象、逻辑思维能力不断增强，观察的敏锐程度(选择性、深刻性、准确性、分辨力)、仪器的驾驭程度(手眼的协调性、仪器安装调节的复杂性、故障排除的成功率)等都有显著提高与综合。例如，林崇德教授曾经对高中生物理实验操作能力各品质所占的比重进行研究，得出其具体关系为：深刻性(23.4%)、灵活性(19.3%)、批判性(19.4%)、敏捷性(21%)、创造性(16.9%)。因此，在初中前阶段(初二)的物理实验教学中，应着重培养和锻炼学生的“第一级”实验能力；在初中后阶段(初三)应慢慢培养和锻炼学生的“第二级”实验能力。
3 初中生物理实验能力的培养
在《物理课程标准》的前言中，强调了物理课程“将通过科学探究的学习方式，让学生体验科学探究活动的过程和方法，发展初步的科学探究能力”，而科学探究能力的核心就是实验能力。可见，学
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