龍昌壁
新的高中物理教學(xué)大綱中明確指出:觀察現(xiàn)象和學(xué)生實驗,能夠使學(xué)生對物理事實獲得更具體的、明確的認(rèn)識,這是理解概念和規(guī)律必要的基礎(chǔ)。因此,在物理教學(xué)中,尤其在物理實驗教學(xué)中,注意不斷地鼓勵學(xué)生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等探索手段提出種種假設(shè)和猜想來發(fā)展他們創(chuàng)新意識就顯得尤為重要。
中學(xué)物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。所有的物理知識,包括物理概念、定律和理論,都是在實驗的基礎(chǔ)上建立起來的。因此,培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能,了解物理學(xué)的研究方法,培養(yǎng)嚴(yán)格的實事求是的科學(xué)態(tài)度,對學(xué)生今后搞科學(xué)實驗和技術(shù)革新有重要的基礎(chǔ)作用。中學(xué)物理學(xué)生實驗技能主要包括以下幾個方面:一是掌握常用基本儀器的構(gòu)造、原理和使用,能正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù);二是掌握中學(xué)有關(guān)實驗的一般原理和實驗方法;三是會正確記錄實驗數(shù)據(jù),并能進行運算和分析,以得出正確的結(jié)論;四是了解誤差概念,并學(xué)會初步的誤差計算和分析;五是會寫一般的實驗報告;六是初步養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,包括愛護儀器、遵守安全操作規(guī)則和尊重實驗事實的習(xí)慣等。
一、學(xué)生實驗技能培養(yǎng)的方法
1.培養(yǎng)學(xué)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(biāo)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(xué)會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù)?!币寣W(xué)生了解這些儀器的構(gòu)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(yīng)抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導(dǎo):
(1)各種基本測量儀器都有一定的量程:必須要求學(xué)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(dāng)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(diào)節(jié)零點或校正零點,否則測出的數(shù)據(jù)就不準(zhǔn)確:如:“對安培表、伏特表等應(yīng)學(xué)會調(diào)整零點,對游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、之類的儀器,還要學(xué)會零誤差修正,讓學(xué)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(xué)生養(yǎng)成使用基本測量儀器前調(diào)節(jié)零點或修正零誤差的習(xí)慣。
(3)根據(jù)儀器的構(gòu)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(yán)格保護刀口,要讓學(xué)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(zhì)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(nèi)液柱穩(wěn)定時讀數(shù)。顯然,培養(yǎng)學(xué)生使用基本儀器的技能,必須要注意把掌握儀器的使用方法與理解儀器原理結(jié)合起來,這樣既有利于鞏固基礎(chǔ)知識,又能幫助學(xué)生理解為什么這樣使用儀器;只有理解了儀器原理,使用起來才會更加自覺和主動。
2.重視實驗基本技能的培養(yǎng)
大綱要求要加強學(xué)生的實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),規(guī)定了實驗?zāi)芰Φ囊?。提出“明確實驗?zāi)康模斫鈱嶒炘砗头椒?,學(xué)會正確使用儀器進行觀察分析測量,會控制實驗條件和排除實驗故障,會分析處理實驗數(shù)據(jù)并得到正確結(jié)論,了解誤差和有效數(shù)字的概念,會獨立的寫出簡要的實驗報告”。對高中使用的基本儀器,提出了兩種要求:一種要求能獨立正確使用,例如游標(biāo)卡尺;一種要求在教師的指導(dǎo)下練習(xí)使用,例如示波器。為了提高學(xué)生的實驗?zāi)芰?,教師要根?jù)教學(xué)大綱和教材,將每個實驗認(rèn)真分析后,確定每個實驗要著重培養(yǎng)學(xué)生的哪些方面的能力。在學(xué)生做此實驗的基礎(chǔ)上,應(yīng)使他們理解控制實驗條件,探索物理規(guī)律的思想方法,指導(dǎo)學(xué)生手腦并用進行實驗操作,強化圖像處理的技能訓(xùn)練,并學(xué)習(xí)排除簡單的實驗故障。在實驗教學(xué)中,既要考慮給學(xué)生以更多的鍛煉機會,又要遵循循序漸進的原則。
3.培養(yǎng)學(xué)生進行實驗過程必須掌握的技能
培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗的一般原理、進行實驗設(shè)計和實驗方法的技能。首先要求學(xué)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(shè)計,包括用什么物理定律、公式,電學(xué)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(shè)計好實驗步驟,畫好記錄表格等。其次,培養(yǎng)學(xué)生正確調(diào)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(diào)整好儀器或正確連接電路。電路連接后,必須復(fù)查,確認(rèn)正確后方能通電。這種技能的培養(yǎng),從初中開始應(yīng)先有示范,讓學(xué)生模仿學(xué)習(xí),然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項,由學(xué)生獨立去安裝、調(diào)整。培養(yǎng)學(xué)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(jié)論的能力,這是實驗?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵。要培養(yǎng)學(xué)生這方面的技能,要求學(xué)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。
二、培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的途徑
實驗課是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的基本途徑。認(rèn)真上好實驗課,既能幫助學(xué)生牢固地掌握物理知識,又能培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能,是訓(xùn)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(xué)生使用儀器,進行實驗操作典范,它教給學(xué)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(jié)論及分析誤差等。通過大量的演示實驗,學(xué)生可以在長年累月的耳聞目睹中,潛移默化地學(xué)到實驗技能。在分組實驗中,學(xué)生的活動是多方面的,既有思維,又有操作,這就需要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。實驗時,教師可先介紹實驗?zāi)康?、方法及注意事項,然后教師在臺上做示范,學(xué)生在臺下跟著教師做,這種方法對于初中起始年級的學(xué)生是合適和有效的。學(xué)生在教師的步步指導(dǎo)下,養(yǎng)成良好的實驗方法、實驗修養(yǎng)。隨著實驗技能的不斷提高,逐步培養(yǎng)學(xué)生自己設(shè)計實驗,獨立實驗的能力。