嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h1>

2009-07-30 08:30:36李秋蓮

中學(xué)教學(xué)參考·理科版訂閱 2009年5期 收藏

關(guān)鍵詞：螺線管讀數(shù)儀器

李秋蓮

實(shí)驗(yàn)做得得體，可以為學(xué)生學(xué)習(xí)提供生動(dòng)的感性材料，讓他們在觀察物理現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出正確結(jié)論的過程中，理解原理，驗(yàn)證定律，提高物理能力。實(shí)驗(yàn)讓生動(dòng)的物理現(xiàn)象取代了書本的枯燥無味，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)效率。一堂好的實(shí)驗(yàn)課，能夠加強(qiáng)對基礎(chǔ)知識的理解，培養(yǎng)正確的思維方法；能夠激發(fā)求知欲望，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的學(xué)風(fēng)；能夠促進(jìn)學(xué)生協(xié)作意識和自主學(xué)習(xí)能力的形成。例如在實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)識和正確使用，儀器的安裝和合理操作，步驟的安排和順利實(shí)施，現(xiàn)象的觀察和準(zhǔn)確分析，數(shù)據(jù)的記錄與誤差估算，以及透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象去理解概念、定理、公式所揭示的科學(xué)原理等各種能力都會(huì)在上述活動(dòng)中得到提高。這期間的每一個(gè)步驟都環(huán)環(huán)相扣，需要師生之間，學(xué)生之間的通力協(xié)作，學(xué)生的動(dòng)手能力才會(huì)得到鍛煉和加強(qiáng)。可見實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)和研究物理的基本方法，并不只是學(xué)習(xí)物理的輔助工具。因此在上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候，就是要把培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ鳛榻虒W(xué)重點(diǎn)，認(rèn)真落實(shí)?？蓮囊韵氯矫媾囵B(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

一、培養(yǎng)學(xué)生準(zhǔn)確識別和正確使用常用儀器的技能

常用的物理實(shí)驗(yàn)儀器有很多種。如量筒、天平、溫度計(jì)、彈簧測力計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、安培表、伏特表、滑動(dòng)變阻器、萬用表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等等。首先，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)要向?qū)W生仔細(xì)介紹這節(jié)課要使用的儀器，讓學(xué)生準(zhǔn)確認(rèn)識并了解這些儀器的構(gòu)造、原理、用途、量程及使用方法。例如彈簧測力計(jì)是根據(jù)彈簧在一定彈性限度內(nèi)受到的拉力與彈簧的伸展長度成正比的原理來度量力的大小的；天平則是根據(jù)杠桿平衡條件制成的。因此在使用彈簧測力計(jì)時(shí)要注意它的量程，不應(yīng)該用來稱量超過它量程的物體。使用天平時(shí)要做到橫梁平衡，不測量時(shí)要使它處于制動(dòng)狀態(tài)；注意保護(hù)刀口，避免損傷。還要養(yǎng)成學(xué)生在使用基本儀器前調(diào)節(jié)零點(diǎn)或修正零誤差的習(xí)慣。對安培表，伏特表等儀器，要學(xué)會(huì)零誤差修正，并懂得零點(diǎn)是相對的。這些看起來是細(xì)枝末節(jié)，但它們是培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能的初步。其次，培養(yǎng)學(xué)生使用常用儀器的基本技能。如要求熟練、準(zhǔn)確地讀數(shù)。比較準(zhǔn)確的讀數(shù)，關(guān)鍵是能夠讀出儀器的分度值，正確讀出估讀值并寫出單位。還要注意正確的讀數(shù)姿勢。比如從量筒上讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)與液面保持相平，凹液面讀凹處，凸液面讀凸處。從安培表、伏特表、刻度尺上讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)與刻度盤或刻度線垂直，否則讀數(shù)就可能不夠準(zhǔn)確。物理是以精準(zhǔn)著稱的科學(xué)，失之毫厘，差之千里。準(zhǔn)確識別和正確使用常用儀器，看起來是小事，在教學(xué)中往往被忽略。因?yàn)樵诤芏辔锢砝蠋熆磥?，?yīng)用公式定理的復(fù)雜計(jì)算才是物理課的重頭戲，可上面提到的比如正確的讀數(shù)姿勢，會(huì)調(diào)節(jié)或校正零點(diǎn)等習(xí)慣卻是精準(zhǔn)計(jì)算的基礎(chǔ)。正確的運(yùn)算數(shù)據(jù)，常常來自于準(zhǔn)確觀察和及時(shí)的記錄，這是學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、記錄、比較、歸納、分析的重要依據(jù)。否則你的計(jì)算就不會(huì)正確。

二、培養(yǎng)學(xué)生正確操作實(shí)驗(yàn)的方法

物理實(shí)驗(yàn)常用的操作方法有歸納法，驗(yàn)證法，比較觀察法等。實(shí)驗(yàn)時(shí)，要安排相關(guān)內(nèi)容對這些方法進(jìn)行有目的的訓(xùn)練。例如，在總電阻教學(xué)中，就可以進(jìn)行這三種方法的訓(xùn)練。一是運(yùn)用實(shí)驗(yàn)歸納法探索電阻串聯(lián)。首先，教師要求學(xué)生根據(jù)歐姆定律設(shè)計(jì)一個(gè)電路，測定各個(gè)電阻值，并從實(shí)驗(yàn)中歸納出R_串=R₁+R₂的結(jié)論。接著，教師指導(dǎo)學(xué)生分析串聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)和歐姆定律，也得出同樣的結(jié)果。這樣，學(xué)生在獲得關(guān)于串聯(lián)總電阻與分電阻關(guān)系的同時(shí)，也學(xué)會(huì)了自己設(shè)計(jì)電路、總結(jié)規(guī)律。二是應(yīng)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法探索電阻并聯(lián)。在并聯(lián)電路的探索中，首先讓學(xué)生從理論上推導(dǎo)出1/R_并=1/R₁+1/R₂的關(guān)系，接著由學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作來驗(yàn)證這一關(guān)系。同時(shí)讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，聯(lián)系電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系，得出相關(guān)結(jié)論。學(xué)生從串聯(lián)和并聯(lián)電路的比較觀察中更加直觀地了解了二者的區(qū)別。又如高二電學(xué)中電源電動(dòng)勢與路端電壓、內(nèi)電阻的關(guān)系和路端電壓與外電阻的關(guān)系，這些實(shí)驗(yàn)都適合學(xué)生通過操作探索規(guī)律。

三、培養(yǎng)學(xué)生不同實(shí)驗(yàn)階段的能力

1、培養(yǎng)學(xué)生正確處理數(shù)據(jù)的能力

學(xué)生有沒有正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行運(yùn)算和分析，得出正確結(jié)論的能力，是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵。培養(yǎng)這方面的能力，要求學(xué)生集中精力，按實(shí)驗(yàn)步驟有條不紊地操作和讀取測量數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)必須注意：讀數(shù)記錄要及時(shí)，如溫度測量，要記錄完整有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)單位要正確。在對數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析時(shí)，如發(fā)現(xiàn)有不合理的數(shù)據(jù)，應(yīng)該立即進(jìn)行補(bǔ)測。老師還要指導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)分析與討論。如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明了什么?與理論計(jì)算有何偏差?這些較深層次的問題都可以在這里進(jìn)行分析與研究，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，有效地鞏固知識，增長技能。

2、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力

實(shí)驗(yàn)教師可以和學(xué)生一起設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，引導(dǎo)他們思考相關(guān)問題。例如，“判斷通電螺線管的磁極”問題，先向?qū)W生提出兩個(gè)問題：(1)如何判定通電螺線管磁極的方向?(2)怎樣通過實(shí)驗(yàn)加以歸納得出結(jié)論?然后師生共同設(shè)計(jì)一個(gè)用線圈、滑動(dòng)變阻器、磁針、電源組成的實(shí)驗(yàn)電路。讓學(xué)生自己動(dòng)手連接線路，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并做好記錄。根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄加以分析、歸納和總結(jié)，學(xué)生就會(huì)從中得出通電螺線管周圍磁場分布規(guī)律的結(jié)論。然后，要求學(xué)生根據(jù)螺線管線圈中電流的流向來判定通電螺線管兩端的極性?；蚋鶕?jù)通電螺線管極性來判定線圈中電流的流向。通過啟發(fā)誘導(dǎo)，大部分學(xué)生都能熟練運(yùn)用安培定則，并能收到良好的效果。又如牛頓第二定律，玻意耳定律實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作有助于學(xué)生了解重要定律的來源，增強(qiáng)他們探索知識的情趣，又能培養(yǎng)他們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

3、培養(yǎng)學(xué)生正確填寫一般實(shí)驗(yàn)報(bào)告能力

學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)根據(jù)原始記錄和實(shí)驗(yàn)時(shí)的體會(huì)，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括：實(shí)驗(yàn)的課題、目的、器材、原理、方法、步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)計(jì)算和處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及誤差分析等。書寫時(shí)，要求層次清楚，語言流暢，盡可能文字精練、正確，要總結(jié)出實(shí)驗(yàn)成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的原因。初三、高中實(shí)驗(yàn)課上，要著重培養(yǎng)這一能力。老師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際操作過程。把實(shí)驗(yàn)報(bào)告按照儀器裝置——測量讀數(shù)——處理數(shù)據(jù)——?dú)w納結(jié)論的順序認(rèn)真填寫出來。

4、培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲取知識的能力

許多知識的獲取都建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。如初中密度和壓強(qiáng)等概念的建立，浮力為什么會(huì)產(chǎn)生，大氣對浸在其中的物體有壓強(qiáng)，導(dǎo)體對電流有阻礙作用，這些問題通過實(shí)驗(yàn)就能體會(huì)到它的客觀實(shí)在性和概念建立的必然性。再如串聯(lián)電路中電流處處相等，碰撞中的動(dòng)量守恒等，沒有對實(shí)驗(yàn)的研究，相應(yīng)的定律就不能建立。又比如高中教材中的肥皂膜干涉。三棱鏡色散現(xiàn)象，一些儀器刻度的觀察等知識，通過實(shí)驗(yàn)就能準(zhǔn)確掌握它們。

通過初高中物理實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)訓(xùn)練，學(xué)生得到的不僅是對物理概念的理解和理論的認(rèn)識，更重要的是養(yǎng)成了用實(shí)驗(yàn)去解決問題的習(xí)慣，掌握通過實(shí)踐和應(yīng)用進(jìn)行學(xué)習(xí)的方法。避免純理論的空洞乃至錯(cuò)誤。有一個(gè)教學(xué)案例很有說服力。一位大學(xué)生運(yùn)算數(shù)學(xué)題，前面幾個(gè)步驟都對了，只是得數(shù)錯(cuò)了，老師給他打了零分。學(xué)生不服并爭辯說，前幾步應(yīng)該得分!因?yàn)樯现袑W(xué)時(shí)老師都是這樣評卷的。老師告訴他。如果你計(jì)算的是工程的重要數(shù)據(jù)，就只能看結(jié)果。況且科學(xué)最終要應(yīng)用于實(shí)踐，得數(shù)錯(cuò)了結(jié)果也就錯(cuò)了。這個(gè)事例告訴我們：立足于實(shí)踐和應(yīng)用的學(xué)習(xí)方法是多么重要，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)是多么可貴。

總之，系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，養(yǎng)成通過實(shí)驗(yàn)去獲取知識和解決問題的習(xí)慣，改變只善于思考，卻疏于動(dòng)手的不足。我們的學(xué)生獲得的就不只是物理方面的知識和技能，還有通過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)去學(xué)習(xí)的實(shí)事求是的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。

責(zé)任編輯：黃春香

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