胡思聰
括物理概念、定律和理論,都是在實驗的基礎上建立起來的。因此,培養(yǎng)學生的實驗技能,了解物理學的研究方法,培養(yǎng)嚴格的實事求是的科學態(tài)度,對學生今后搞科學實驗和技術革新有重要的基礎作用。下面筆者試從兩個方面淺談如何提高初中學生的物理實驗能力。一、學生實驗技能培養(yǎng)的方法
(一)培養(yǎng)學生使用基本儀器的技能
掌握基本儀器的使用,是做好物理實驗的基?;緝x器主要有:刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。物理大綱要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù)?!币寣W生了解這些儀器的構造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規(guī)則,以達到熟練地、正確地讀數(shù),在介紹這些基本儀器使用方法時,應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導:
1.各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學生在使用各種基本儀器前,搞清儀器的量程,并且能估計被測對象的情況,選用適當量程,避免超過量程而可能損壞儀器。
2.使用測量儀器前通常都要調節(jié)零點或校正零點,否則測出的數(shù)據(jù)就不準確。如:“對安培表、伏特表等應學會調整零點,對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器,還要學會零誤差修正,讓學生懂得零點是相對的,零誤差的修正在生產(chǎn)上有普遍意義。因此,必須使學生養(yǎng)成使用基本測量儀器前調節(jié)零點或修正零誤差的習慣。
3.根據(jù)儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規(guī)則。如:天平是根據(jù)桿杠的平衡條件制成的,因此,使用前和秤量時都要做到橫梁平衡,同時必須嚴格保護刀口,要讓學生理解保護刀口的重要性,從而自覺遵守使用方法和規(guī)則;溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的,所以,根據(jù)熱平衡原理,測量液體時,溫度計不能離開液體,而且要在溫度計內液柱穩(wěn)定時讀數(shù)。
(二)培養(yǎng)學生進行實驗過程必須掌握的技能
1.培養(yǎng)學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據(jù),根據(jù)實驗的原理、要求對實驗進行設計,包括用什么物理定律、公式,電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需的儀器和實驗條件,進而設計好實驗步驟,畫好記錄表格等。其次,培養(yǎng)學生正確調整和安裝儀器,正確連接電路的技能。正確的實驗,首先是安裝、調整好儀器或正確連接電路。其次為支路;主回路中必須有開關(先斷開);導線最好選用幾種顏色,主、支回路分別用一種顏色。往接線柱上接導線時,應按順時針方向將導線纏上。電路連接后,必須復查,確認正確后方能通電。這種技能的培養(yǎng),從初中開始應先有示范,讓學生模仿學習,然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項,由學生獨立去安裝、調整。
2.培養(yǎng)學生正確記錄實驗數(shù)據(jù),并能進行運算和分析,以得出正確結論的能力。這是實驗能否成功的關鍵。要培養(yǎng)學生這方面的技能,要求學生集中精力,按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數(shù)據(jù),有的實驗則要求測量或操作時動作迅速,要把握時機,如:溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出,并記錄下來。讀取數(shù)據(jù)和記錄必須注意:①讀數(shù)要及時,并馬上記錄;②要記錄完整數(shù)據(jù),按有效數(shù)字的方式記錄;③數(shù)據(jù)的單位要正確。一般要求學生實驗前列出表格,表格設計要求:能記錄直接測出的各物理量,能記錄各次測出的量,能填寫計算出來的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等內容。進行數(shù)據(jù)處理、運算,對實驗結論進行分析。在整理數(shù)據(jù)時,如發(fā)現(xiàn)有不合理的數(shù)據(jù),應對該數(shù)據(jù)補測。要指導學生按有效運算法去處理數(shù)據(jù)對實驗結果進行適當分析討論,如:討論數(shù)據(jù)說明什么?與理論計算有何偏差?實驗過程為何這樣設計?實驗結果的物理意義(結論)是什么?對一些成績優(yōu)良的學生,還可讓他們設計某個達到相同目的的實驗。
二、培養(yǎng)學生實驗技能的途徑
1.實驗課是培養(yǎng)學生實驗技能的基本途徑。認真上好實驗課,既能幫助學生牢固地掌握物理知識,又能培養(yǎng)學生的實驗技能,是訓練和提高實驗技能的基本途徑。實驗課包括演示實驗和分組實驗。演示實驗是學生使用儀器,進行實驗操作典范,它教給學生正確的實驗方法。如:如何正確使用儀器、安排實驗步驟、操作、讀數(shù)和記錄數(shù)據(jù)、列表和作圖線、分析和推理,得出正確結論及分析誤差等。通過大量的演示實驗,學生可以在長年累月的耳聞目睹中,潛移默化地學到實驗技能。
2.盡可能將演示實驗改為分組實驗。如:阿基米德定律、牛頓第二定律等。
3.將驗證性實驗改為探討性的實驗。先讓學生去研究、探索物理量之間的關系,后總結出物理規(guī)律。
4.開辟第二課堂。第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識,又可培養(yǎng)學生的實驗技能。主要形式有:①指導學生進行課外實驗;②組織參觀活動;③舉行操作實驗競賽;④組織課外興趣小組;⑤舉辦物理科技晚會等。
5.實驗考查??疾榈男问接校孩贂鎸嶒灴荚?;②實物實驗操作的考查。
總之,學生實驗技能的培養(yǎng)需通過多方面的長期培養(yǎng),但作為中學學生物理實驗技能的培養(yǎng),上述所論及的是最主要、最基本的。因此,抓好上述的技能培養(yǎng)是抓住矛盾的主要方面。本文只是談些粗淺體會,偏頗之處,在所難免,若有不當,敬請批評。