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        在物理實驗中培養(yǎng)技能和挖掘潛能

        2017-08-23 20:12:56崔小東
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2017年16期
        關(guān)鍵詞:物理實驗

        崔小東

        摘 要:物理學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué),更是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,嚴(yán)格的物理實驗是物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立的基礎(chǔ)。實驗是進行創(chuàng)造性意識訓(xùn)練和科學(xué)方法訓(xùn)練的有效途徑,物理實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ€能培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、觀察能力、推理的思維能力、數(shù)據(jù)處理能力和創(chuàng)造創(chuàng)新能力,同時物理實驗也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,提高課堂教學(xué)效果。

        關(guān)鍵詞:物理實驗 觀察分析能力 操作推理能力 數(shù)據(jù)處理能力 創(chuàng)造創(chuàng)新能力

        中圖分類號:G420 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)06(a)-0236-02

        物理實驗是物理教學(xué)的重要組成部分,在整個教學(xué)中占重要位置。它不但培養(yǎng)了能力,還能培養(yǎng)嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和積極探索的精神。在教學(xué)中注重從以下方面抓起。

        1 規(guī)范、認真地做好演示實驗,培養(yǎng)觀察分析思維能力

        物理課每一節(jié)幾乎都有實驗,所以它作用于學(xué)生是經(jīng)常的、深刻的。演示實驗要有目的性、直觀性和真實性,教師操作要有示范性。實驗過程中,教師應(yīng)給學(xué)生以“身教”,實驗儀器擺放要合理,使用要熟練、規(guī)范。特別是測量儀器的調(diào)節(jié),讀數(shù)要嚴(yán)格按操作規(guī)程去做,這要比口頭說教作用大得多。在整個實驗中要求學(xué)生全面地、準(zhǔn)確地和不無遺漏地觀察到實驗所再現(xiàn)的所有現(xiàn)象,學(xué)生要清楚實驗要達到的最終目的,教師要清楚學(xué)生應(yīng)學(xué)到哪些知識,教師要十分明確物理規(guī)律。在實驗過程中要一絲不茍地操作,以嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度去影響學(xué)生。不但要定性觀察所做實驗,還要定量觀察實驗,只有這樣,才能在實驗過程中,使學(xué)生不僅學(xué)到物理知識,還能學(xué)到實事求是的科學(xué)態(tài)度和實驗方法。

        如在做“磁場對運動電荷的作用”的演示實驗時,首先要向?qū)W生簡單明了地介紹儀器的主要結(jié)構(gòu)及作用。特別要交待清楚在強電場作用下,陰極表面射出的高速電子流打到熒光屏上激發(fā)熒光,此光顯示的就是電子束的徑跡。把陰極射線管置于磁場中,觀察電子束的運動。這樣使學(xué)生認識清楚,目的明確,知道觀察什么,以及怎樣觀察。實驗過程中,教師要把變換磁場方向及變換電子流方向一步一步操作給學(xué)生看,并把每一次電子束的偏轉(zhuǎn)方向、磁場方向、電流方向圖示在黑板上。最后,把表示三者相互關(guān)系的模型展示給大家,讓學(xué)生從中去發(fā)現(xiàn)規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出左手定則。這樣,以“物”講“理”,見“物”思“理”,使學(xué)生的物理思維按“物—理—物”的思路發(fā)展,從而提高其物理分析思維能力。

        2 組織、引導(dǎo)做好分組實驗,提高實驗技能

        學(xué)生分組實驗可分練習(xí)操作實驗、研究性探索實驗、驗證性實驗、調(diào)試組裝性實驗、測量性實驗。不論哪一種類型,都可以通過對規(guī)律性知識的驗證、探索和運用,提高實驗技能,并從中學(xué)習(xí)物理研究方法。

        在實驗前必須認識各種實驗儀器設(shè)備,學(xué)生要能看懂儀器說明書和對照實物認識儀器的能力,全面了解儀器結(jié)構(gòu)、規(guī)格、用途及使用注意事項。要能正確無誤地連接儀器、實驗設(shè)備。如電路實驗中接線是否簡捷、牢固。支路、干路、并路、電源的程序。安培表、伏特表、滑動變阻器、待測電阻的串聯(lián)、并聯(lián)、正負接線柱連接是否正確合理。嚴(yán)格操作程序正確。對實驗故障要有預(yù)見和排除能力,對各儀器工作情況要及時了解以及及時分析,發(fā)生故障時要冷靜處理,分析出可能產(chǎn)生故障的幾種因素,逐個細致檢查,最后排除故障。

        如“測小燈泡串、并聯(lián)時的電功率”的分組實驗,應(yīng)屬于研究性實驗。通過實驗,不僅研究小燈泡在不同連接方法時的電功率,還可以練習(xí)、提高一些技能。如電路的連接、萬用表的使用、簡單故障的分析排除等;又可驗證學(xué)過的一些直流電路的規(guī)律,如串、并聯(lián)電路中電壓的分配、電流的分配、功率的分配等。

        為了培養(yǎng)學(xué)生的能力,獲取實驗的最佳效果,應(yīng)把測試內(nèi)容、實驗方法、數(shù)據(jù)處理合理安排;第一次實驗按課本要求去做,第二次改成比賽分組實驗,比賽內(nèi)容可以為以下幾個方面。

        (1)比誰用的導(dǎo)線少。

        (2)比誰實驗速度快,包括電路連接速度,使用萬用表的熟練程度。

        (3)比誰的數(shù)據(jù)處理能力強,用列表法分別列出串、并聯(lián)時小燈泡的額定電流、電壓、功率及電阻。實驗測出每個燈泡的電流、電壓、實際功率以及路端電壓、總電流及總功率,并列出電壓比、電流比、實際功率比與電阻比的關(guān)系。

        (4)比實驗結(jié)論及誤差原因分析是否正確。

        通過這樣的實驗,使學(xué)生興趣倍增,同時也培養(yǎng)了他們的科學(xué)態(tài)度和探索精神,提高了技能。

        3 分析數(shù)據(jù)能力

        分析數(shù)據(jù)是物理實驗的重要組成部分,是對學(xué)生加強基礎(chǔ)訓(xùn)練的重點。正確的實驗結(jié)果包括實驗后的數(shù)學(xué)運算,分析和數(shù)據(jù)處理的全過程。我們在中職課堂教學(xué)中,強化學(xué)生能根據(jù)數(shù)據(jù)的多次測量求出它的平均值,還要具有間接測量計算的能力,能用解析法和圖像法分析實驗結(jié)果。在實驗步驟中注重加強學(xué)生的分析數(shù)據(jù)、總結(jié)數(shù)據(jù)和最后用文字表達數(shù)據(jù)的能力培養(yǎng)。養(yǎng)成提綱式的實驗步驟;準(zhǔn)確完整的實驗報告要求字跡清晰,圖表清楚,文理順暢,表達簡捷。要能正確運用示意圖和數(shù)學(xué)式來表達;在最后問題與討論的環(huán)節(jié)要能反映學(xué)生對實驗的理解和對問題的思考。

        4 鼓勵學(xué)生自己設(shè)計實驗,挖掘潛能,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造創(chuàng)新能力

        教師要善于引導(dǎo)學(xué)生求索未知的東西,激勵學(xué)生去填補知識的空白,最大限度地給他們探索知識的自由。正是在這樣的環(huán)境下,愛因斯坦設(shè)想了第一流的思想實驗,創(chuàng)立了相對論??梢?,學(xué)校的環(huán)境,教師的教學(xué)風(fēng)格與創(chuàng)造型人材的培養(yǎng)有極其密切的關(guān)系。在實驗教學(xué)中啟發(fā)學(xué)生進行創(chuàng)造性思維,是提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要方法。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性,教師要給學(xué)生一個創(chuàng)造空間,要建立輕松、民主的師生關(guān)系。要鼓勵學(xué)生超越自己,敢于把自己解決不了的問題交給學(xué)生去解決。同樣,在我們的實驗教學(xué)中,更有得天獨厚的優(yōu)勢,我們有太多需要改進、更新的東西,有太多的空白要填補。我們要啟發(fā),鼓勵學(xué)生,使他們在思想上,行動上,勇敢地踏上通往未知領(lǐng)域的大道。

        例如,在空氣柱共鳴的演示實驗中,我們可以用兩個粗細不同的舊燈管來做這個實驗。照明用的40 W日光燈管,有粗細兩種規(guī)格,粗管直徑約38 mm,細管直徑約30 mm,粗管用來做壽盛水容器,約100 cm長,要一端開口,另一端密封;細管用來做共鳴管,兩端開口。方法是用棉線浸煤油或酒精后在斷口合適部位纏繞幾圈,點燃棉線后將管豎直往水里浸。管內(nèi)壁熒光粉要擦干凈。為能方便地測出空氣柱的長度,應(yīng)在細管外壁用制投影膠片的特種油彩筆畫一直線,并以整齊一端開始標(biāo)上厘米刻度。

        開始實驗,向粗管內(nèi)注水90 cm高,滴入幾滴紅墨水,使之看出液面位置,然后將粗管直立在鐵架臺上用夾子固定,再把細管慢慢插入粗管內(nèi),上下抽動細管,可隨意改變管內(nèi)空氣長度。演示時,一手抽動細管,一手拿頻率440Hz的振動音叉置管口,當(dāng)聽到最強共鳴時,讓學(xué)生觀測并記錄此時的空氣柱長度。此時要在共鳴點附近來回移動共鳴管,使學(xué)生確信只有在共鳴點才能有最強的共鳴。再向上抽細管,聽到第二次共鳴時,測出空氣柱的長度;然后后再第三次測出空氣柱的長度。準(zhǔn)確測出了L1∶L2∶L3=1∶2∶3.如此創(chuàng)造性地完成此實驗極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,高效地完成實驗。

        再如:在測露點的分組實驗中,學(xué)生用露點溫度計測得的結(jié)果與實驗室的干濕泡溫度計的結(jié)果有差異,教師讓學(xué)生分析產(chǎn)生誤差的原因。有的同學(xué)提出:溫度計插在盒里測出的溫度與盒表面剛剛出現(xiàn)露珠時的溫度有差別,應(yīng)設(shè)法使溫度計靠進盒面。這時,教師不失時機地鼓勵他們大膽去設(shè)計,改進實驗裝置,挖掘他們的創(chuàng)造潛能,取得較好的效果。

        學(xué)生實驗?zāi)芰Φ奶岣呤窃诙啻螌嶒炛兄鸩叫纬珊桶l(fā)展的,通過少數(shù)實驗很難達到目標(biāo)。因此,培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ酁閷W(xué)生提供實驗機會。條件允許時,要把一些演示實驗改為學(xué)生實驗,讓學(xué)生參與,要讓學(xué)生獨立完成實驗的各個環(huán)節(jié);要把演示實驗和學(xué)生實驗、把教師的講和學(xué)生的討論結(jié)合起來;邊教邊實驗的方法設(shè)計實驗;要多開展課外實驗,擴大實驗場所。其次,要有培養(yǎng)實驗?zāi)芰Φ木唧w安排,也就是對每個學(xué)生實驗都要有實驗?zāi)芰椭攸c要求,而每一個重點要求都是總體安排中的一個實施步驟。這樣才能有計劃地提高實驗修養(yǎng)和培養(yǎng)實驗?zāi)芰Α?/p>

        參考文獻

        [1] 趙春紅.加強學(xué)生物理實驗中數(shù)據(jù)處理能力的培養(yǎng)[J].南京廣播電視大學(xué)學(xué)報,2001(1):160-161.

        [2] 郭光勇.挖掘?qū)嶒炠Y源發(fā)揮物理實驗教學(xué)的潛能[J].科學(xué)咨詢,2012(18):173-174.

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