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摘 要: 物理是一门以实验为基础的科学。因此,培养学生的实验技能,了解物理学的研究方法,树立严格的实事求是的科学态度,对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的作用。本文主要阐述培养学生实验技能的方法和途径。
关键词: 物理实验教学 实验技能 培养方法
物理是一门以实验为基础的科学。所有的物理知识,包括物理概念、定律和理论,都是在实验的基础上建立起来的。因此,培养学生的实验技能,了解物理学的研究方法,培养严格的实事求是的科学态度,对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的作用。中学物理学生实验技能主要包括六个方面:一是掌握常用基本仪器的构造、原理和使用方法,能正确使用仪器进行观察、测量和读数;二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法;三是会正确记录实验数据,并能进行运算和分析,得出正确的结论;四是了解误差概念,学会初步的误差计算和分析;五是会写一般的实验报告;六是初步养成良好的实验习惯,包括爱护仪器、遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。下面从两个方面谈谈学生实验技能的培养方法。
一、学生实验技能培养的方法
1.培养学生使用基本仪器的技能
掌握基本仪器的使用是做好物理实验的基础,基本仪器主要有刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆挡等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数”,要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途,掌握仪器的量程、使用方法和使用规则,熟练地、正确地读数。在介绍这些基本仪器的使用方法时,应抓住各种基本测量仪器的共性加以指导。
(1)各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前,搞清仪器的量程,并且能估计被测对象的情况,选用适当量程,避免超过量程而损坏仪器。
(2)使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点,否则测出的数据不准确。对安培表、伏特表等应学会调整零点,对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器,还要学会零误差修正,让学生懂得零点是相对的。零误差的修正在生产上具有重要意义,因此,必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。
(3)会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法,关键是会读出仪器的最小刻度值,会从最小刻度之间估读出一位有效数字。同时,要学会正确的读数姿势,如:从量筒上读数时,眼视线应与液面相平,不能仰视或俯视,若是凹液面读凹处;凸液面读凸处,从安培表、伏特表上读数时,视线应与刻度盘垂直,并且正对指针,估计读数四舍五入等。
(4)根据仪器的构造原理,掌握使用方法和使用规则。如:天平是根据杠杆的平衡条件制成的,因此,使用前和称量时都要做到横梁平衡,同时必须严格保护刀口,要让学生理解保护刀口的重要性,从而自觉遵守使用方法和规则;温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的,所以,根据热平衡原理,测量液体时,温度计不能离开液体,而且要在温度计内液柱稳定时读数。显然,培养学生使用基本仪器的技能,必须注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来,这样既有利于巩固基础知识,又能帮助学生理解为什么这样使用仪器;只有理解了仪器原理,使用起来才会更加方便。
2.培养学生进行实验必须掌握的技能
培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能,首先要求学生明确实验的目的、原理或理论依据,根据实验的原理,设计实验,包括用什么物理定律、公式,电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量,然后选择所需的仪器和实验条件,设计实验步骤,画好记录表格等。其次,培养学生正确调整和安装仪器、正确连接电路的技能。正确的实验步骤首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。如:力学实验中的支架滑轮的安装,牵引线的走向,斜面的架设等;有时要对一些仪器做机械调整或电气调整(对仪器的调零前面已介绍,这里略),电气调整如使用气垫导轨前必须先调水平位置;在电学实验中,依照电路图连接线路,连线时,应将电路分为主回路和支路,从电源一端开始,沿主回路按顺序进行连线,然后再连支路;主回路中必须有开关(先断开),导线最好选用几种颜色,主、支回路分别用一种颜色;往接线柱上接导线时,应按顺时针方向将导线缠上,电路连接后,必须复查,确认正确后方能通电。实验时,教师应先示范,让学生模仿学习,再逐渐转变为由老师讲述方法及注意事项,学生独立安装、调整。培养学生正确记录实验数据运算和分析數据、得出正确结论的能力。要培养学生这方面的技能,必须要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作,读取测量数据。有的实验要求测量或操作时动作迅速,如温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各物理量测出,并记录下来。读取数据和记录必须注意:①读数要及时,并马上记录;②要记录完整数据,按有效数字的方式记录;③数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格,表格设计要求记录直接测出的各物理量,能记录各次测出的物理量,能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。
二、培养学生实验技能的途径
实验课是培养学生实验技能的基本途径。认真上好实验课,既能帮助学生牢固地掌握物理知识,又能培养学生的实验技能,是训练和提高实验技能的基本途径。实验课包括演示实验和分组实验。演示实验是教师使用仪器,进行实验操作示范,教给学生正确的实验方法,如:如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图线、分析和推理、得出正确结论及分析误差等。通过大量的演示实验,学生可以潜移默化地学到实验技能。在分组实验中,学生的活动是多方面的,既有思维,又有操作,这就需要发挥教师的主导作用。实验时,教师可先介绍实验目的、方法及注意事项,然后做示范,学生跟着教师做,这种方法对于初中起始年级的学生是合适和有效的。学生在教师的指导下,形成良好的实验方法、实验修养。学生随着实验技能的不断提高,逐步形成自己设计实验、独立实验的能力。
关键词: 物理实验教学 实验技能 培养方法
物理是一门以实验为基础的科学。所有的物理知识,包括物理概念、定律和理论,都是在实验的基础上建立起来的。因此,培养学生的实验技能,了解物理学的研究方法,培养严格的实事求是的科学态度,对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的作用。中学物理学生实验技能主要包括六个方面:一是掌握常用基本仪器的构造、原理和使用方法,能正确使用仪器进行观察、测量和读数;二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法;三是会正确记录实验数据,并能进行运算和分析,得出正确的结论;四是了解误差概念,学会初步的误差计算和分析;五是会写一般的实验报告;六是初步养成良好的实验习惯,包括爱护仪器、遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。下面从两个方面谈谈学生实验技能的培养方法。
一、学生实验技能培养的方法
1.培养学生使用基本仪器的技能
掌握基本仪器的使用是做好物理实验的基础,基本仪器主要有刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆挡等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数”,要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途,掌握仪器的量程、使用方法和使用规则,熟练地、正确地读数。在介绍这些基本仪器的使用方法时,应抓住各种基本测量仪器的共性加以指导。
(1)各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前,搞清仪器的量程,并且能估计被测对象的情况,选用适当量程,避免超过量程而损坏仪器。
(2)使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点,否则测出的数据不准确。对安培表、伏特表等应学会调整零点,对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器,还要学会零误差修正,让学生懂得零点是相对的。零误差的修正在生产上具有重要意义,因此,必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。
(3)会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法,关键是会读出仪器的最小刻度值,会从最小刻度之间估读出一位有效数字。同时,要学会正确的读数姿势,如:从量筒上读数时,眼视线应与液面相平,不能仰视或俯视,若是凹液面读凹处;凸液面读凸处,从安培表、伏特表上读数时,视线应与刻度盘垂直,并且正对指针,估计读数四舍五入等。
(4)根据仪器的构造原理,掌握使用方法和使用规则。如:天平是根据杠杆的平衡条件制成的,因此,使用前和称量时都要做到横梁平衡,同时必须严格保护刀口,要让学生理解保护刀口的重要性,从而自觉遵守使用方法和规则;温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的,所以,根据热平衡原理,测量液体时,温度计不能离开液体,而且要在温度计内液柱稳定时读数。显然,培养学生使用基本仪器的技能,必须注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来,这样既有利于巩固基础知识,又能帮助学生理解为什么这样使用仪器;只有理解了仪器原理,使用起来才会更加方便。
2.培养学生进行实验必须掌握的技能
培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能,首先要求学生明确实验的目的、原理或理论依据,根据实验的原理,设计实验,包括用什么物理定律、公式,电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量,然后选择所需的仪器和实验条件,设计实验步骤,画好记录表格等。其次,培养学生正确调整和安装仪器、正确连接电路的技能。正确的实验步骤首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。如:力学实验中的支架滑轮的安装,牵引线的走向,斜面的架设等;有时要对一些仪器做机械调整或电气调整(对仪器的调零前面已介绍,这里略),电气调整如使用气垫导轨前必须先调水平位置;在电学实验中,依照电路图连接线路,连线时,应将电路分为主回路和支路,从电源一端开始,沿主回路按顺序进行连线,然后再连支路;主回路中必须有开关(先断开),导线最好选用几种颜色,主、支回路分别用一种颜色;往接线柱上接导线时,应按顺时针方向将导线缠上,电路连接后,必须复查,确认正确后方能通电。实验时,教师应先示范,让学生模仿学习,再逐渐转变为由老师讲述方法及注意事项,学生独立安装、调整。培养学生正确记录实验数据运算和分析數据、得出正确结论的能力。要培养学生这方面的技能,必须要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作,读取测量数据。有的实验要求测量或操作时动作迅速,如温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各物理量测出,并记录下来。读取数据和记录必须注意:①读数要及时,并马上记录;②要记录完整数据,按有效数字的方式记录;③数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格,表格设计要求记录直接测出的各物理量,能记录各次测出的物理量,能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。
二、培养学生实验技能的途径
实验课是培养学生实验技能的基本途径。认真上好实验课,既能帮助学生牢固地掌握物理知识,又能培养学生的实验技能,是训练和提高实验技能的基本途径。实验课包括演示实验和分组实验。演示实验是教师使用仪器,进行实验操作示范,教给学生正确的实验方法,如:如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图线、分析和推理、得出正确结论及分析误差等。通过大量的演示实验,学生可以潜移默化地学到实验技能。在分组实验中,学生的活动是多方面的,既有思维,又有操作,这就需要发挥教师的主导作用。实验时,教师可先介绍实验目的、方法及注意事项,然后做示范,学生跟着教师做,这种方法对于初中起始年级的学生是合适和有效的。学生在教师的指导下,形成良好的实验方法、实验修养。学生随着实验技能的不断提高,逐步形成自己设计实验、独立实验的能力。