物理是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),實驗是物理學(xué)科的源泉,也是物理科學(xué)的重要組成部分。物理學(xué)的產(chǎn)生、建立和發(fā)展,物理知識的教與學(xué),都離不開實驗。物理概念的形成,理論的驗證,知識的理解和鞏固,實驗基本操作和基本技能的訓(xùn)練、觀察與思維、分析和推理等能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新意識的形成都跟實驗緊密相關(guān)。為達到教育的本質(zhì)功能,即提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),規(guī)范實驗教學(xué)是關(guān)鍵,筆者以為重點有五:
1 實驗教學(xué)用語要規(guī)范
教學(xué)用語是溝通師生心靈的橋梁,在教學(xué)過程中,教師對學(xué)生傳授知識、能力培養(yǎng)、進行德育滲透都離不開語言。物理實驗教學(xué)用語要注意語言的準(zhǔn)確性、嚴(yán)密性、邏輯性和形象性。在實驗教學(xué)中,教師應(yīng)使用科學(xué)規(guī)范的教學(xué)用語,為學(xué)生作出表率,讓學(xué)生模仿運用,強化規(guī)范使用物理語言分析物理問題的意識,不斷提高學(xué)生的物理語言表達水平,尤其要注意教學(xué)用語的準(zhǔn)確性,將俗語中的錯誤說法及時糾正,把俗語改為準(zhǔn)確的物理用語。例如,在運用慣性知識去解釋“在石頭上用力撞幾下錘柄,榔頭就會套緊”時,會出現(xiàn)“錘柄不動了,榔頭還要動”、“錘柄不動了,榔頭就會進入榔頭眼孔里”等生活用語或抓不住問題本質(zhì)的語言來說明。在電學(xué)實驗中,俗語中的“開燈”是指閉合開關(guān),“關(guān)燈”是指斷開開關(guān),見到“電燈亮了”是說燈泡發(fā)光了,電能表會誤說成指向不明的“電表”等。若不注意糾正,學(xué)生語言表達就會俗語化,使表達缺乏科學(xué)性,甚至導(dǎo)致錯誤。類似的“今天很熱”,“木塊比鐵塊輕”,“輕”的物體能浮在“水面上”等俗語都應(yīng)規(guī)范。注重實驗教學(xué)用語,還能幫助學(xué)生正確區(qū)分物理概念,如“質(zhì)量”與“重力”,可讓學(xué)生討論去糧店買大米時關(guān)心的是質(zhì)量還是重力,扛米回家時關(guān)心的是重力還是質(zhì)量,糾正俗語中一袋米20千克重的錯誤說法,進而加深概念的理解,促使學(xué)生科學(xué)物理語言表達能力水平的發(fā)展與提高。
2 實驗器材取放要規(guī)范
在演示實驗或?qū)W生實驗時,要指導(dǎo)學(xué)生正確取放實驗器材。要求學(xué)生實驗前認(rèn)真觀察實驗器材的擺放位置,在實驗前、中、后,桌面要始終保持整潔有序,實驗器材應(yīng)擺放到位。實驗完畢后整理器材,廢棄物不亂扔,保持桌面、地面和環(huán)境的衛(wèi)生,也是良好實驗習(xí)慣的一部分。量筒、燒杯等玻璃儀器及托盤天平等精密儀器要輕拿輕放。器材擺放應(yīng)遵從方便操作、檢查和觀察的原則。例如,在“伏安法測導(dǎo)體電阻”的實驗中,要求學(xué)生將實物一一對應(yīng)于電路圖,依次確定好位置。伏特表和安培表的表盤應(yīng)正對實驗者,以便正確讀取數(shù)據(jù)。滑動變阻器應(yīng)放在便于調(diào)節(jié)阻值的位置。實驗完畢,待檢查結(jié)果無誤后,再按序拆除電路和整理器材,檢查儀器材料有無損壞丟失,然后清理桌面,一切設(shè)備歸還原位。
3 實驗操作過程要規(guī)范
規(guī)范化操作是保證實驗成功的關(guān)鍵所在。在實驗時要嚴(yán)格按照實驗步驟進行規(guī)范操作,正確裝配和使用儀器,控制好實驗條件進行實驗,確保實驗的準(zhǔn)確、可靠、安全。例如,在電學(xué)實驗中按照電路圖連接線路時,開關(guān)要斷開,以防止連接過程中發(fā)生短接,滑動變阻器要調(diào)到阻值最大處,以防止電路中電流過大而燒壞電路元件,以此對學(xué)生進行保護實驗器材、安全防患意識的良好品質(zhì)和習(xí)慣的培養(yǎng)。組裝電路,可以從電源正極開始逐個順次將元件連接,最后連回到電源負(fù)極,也可以從負(fù)極連回到正極。對復(fù)雜電路,可“先串后并”,即先連通串聯(lián)主回路,后接并聯(lián)支路部分。導(dǎo)線的兩個接頭必須擰成一股沿順時針走向接在接線柱上,要杜絕出現(xiàn)“丁”字形錯誤連接。電流表、電壓表的使用不能超過其量程,為防止儀表的正負(fù)接線柱出現(xiàn)反接和測量值超量程而損壞儀表,可采用“試觸法”進行觀察判斷。電路經(jīng)檢查無誤后方可閉合開關(guān),實驗完畢須及時斷開開關(guān),待檢查實驗無誤后再拆除電路和整理器材。若發(fā)現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)中存在錯誤,則必須重新測量該物理量,以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)扎實,實事求是,嚴(yán)格遵守操作規(guī)程的科學(xué)態(tài)度。
4 實驗觀察記錄要規(guī)范
細(xì)心觀察是物理學(xué)習(xí)和研究的基礎(chǔ)。在實驗之前,教師要引導(dǎo)學(xué)生理解實驗原理和實驗?zāi)康?,了解實驗儀器的結(jié)構(gòu)和使用方法,以便使學(xué)生的注意力集中到所要觀察的主要事物當(dāng)中。在實驗過程中要及時記錄實驗現(xiàn)象或測量數(shù)據(jù),記錄時一定要客觀準(zhǔn)確,實事求是,切不可湊數(shù)據(jù),編假象。一個完整的測量值應(yīng)包括準(zhǔn)確值、估計值和單位三部分。在使用天平、量筒、刻度尺、溫度計、彈簧秤、電壓表、電流表等測量儀器時,應(yīng)先認(rèn)真觀察起始刻度、最小刻度值、量程及單位。觀察溫度計、量筒、彈簧秤的讀數(shù)要“平視”,觀察刻度尺、天平、電壓表及電流表等刻度盤的讀數(shù)要“正視”。使用天平稱量時,要在指針靜止時正對分度盤中央刻度線讀取,或指針來回擺動的角度相等時讀取。使用溫度計、電壓表、電流表測量時,要看到液柱或指針相對穩(wěn)定時讀取。學(xué)生分組實驗時,同組兩名同學(xué)要同時讀數(shù),同時記錄數(shù)據(jù),這能很自然地培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。當(dāng)測量數(shù)據(jù)有較大誤差時,須認(rèn)真分析,積極尋找原因,重新測量該物理量,不能讓學(xué)生以理論值來修正實驗值,以培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。
5 實驗結(jié)果分析要規(guī)范
實驗教學(xué)總是圍繞著一定的實驗?zāi)繕?biāo)進行的。通過實驗教學(xué),教師要引導(dǎo)學(xué)生通過實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)得出規(guī)律性、本質(zhì)性的東西,即將觀察到的表象上升到理性認(rèn)識,實現(xiàn)認(rèn)識水平質(zhì)的飛躍,從而培養(yǎng)學(xué)生的歸納、分析、推理、思維能力。通過分析實驗存在的不足之處,引導(dǎo)學(xué)生完善研究方法,改進實驗設(shè)計,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。例如在利用控制變量法探索“電流、電壓、電阻的關(guān)系”時,往往有同學(xué)會丟掉“在電阻或電壓一定時”這一必要條件,也有同學(xué)在分析數(shù)據(jù)時不能準(zhǔn)確的總結(jié)到“成正比”或“成反比”的結(jié)論,只是大體得出“電壓越大,電流越大”或“電阻越大,電流越小”的結(jié)論。此時應(yīng)啟發(fā)學(xué)生進一步分析數(shù)據(jù)間的詳細(xì)關(guān)系,不能滿足于表面現(xiàn)象,要更深入數(shù)據(jù)關(guān)系的內(nèi)部,找出其更加科學(xué)準(zhǔn)確的關(guān)系,使學(xué)生學(xué)會實驗分析,學(xué)會透過現(xiàn)象抽象出本質(zhì)規(guī)律。
(欄目編輯王柏廬)