胡思聰
括物理概念、定律和理論,都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。因此,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,了解物理學(xué)的研究方法,培養(yǎng)嚴(yán)格的實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,對(duì)學(xué)生今后搞科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)革新有重要的基礎(chǔ)作用。下面筆者試從兩個(gè)方面淺談如何提高初中學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。一、學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)的方法
(一)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(shí)驗(yàn)的基?;緝x器主要有:刻度尺、量筒、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、秒表、天平、溫度計(jì)、測(cè)力計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、安培表、伏特表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、萬(wàn)用表歐姆檔等。物理大綱要求“學(xué)會(huì)正確使用儀器進(jìn)行觀察、測(cè)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(dá)到熟練地、正確地讀數(shù),在介紹這些基本儀器使用方法時(shí),應(yīng)抓住各種基本測(cè)量?jī)x器的共性來(lái)加以指導(dǎo):
1.各種基本測(cè)量?jī)x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(jì)被測(cè)對(duì)象的情況,選用適當(dāng)量程,避免超過(guò)量程而可能損壞儀器。
2.使用測(cè)量?jī)x器前通常都要調(diào)節(jié)零點(diǎn)或校正零點(diǎn),否則測(cè)出的數(shù)據(jù)就不準(zhǔn)確。如:“對(duì)安培表、伏特表等應(yīng)學(xué)會(huì)調(diào)整零點(diǎn),對(duì)游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、刻度尺之類的儀器,還要學(xué)會(huì)零誤差修正,讓學(xué)生懂得零點(diǎn)是相對(duì)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(cè)量?jī)x器前調(diào)節(jié)零點(diǎn)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(shí)都要做到橫梁平衡,同時(shí)必須嚴(yán)格保護(hù)刀口,要讓學(xué)生理解保護(hù)刀口的重要性,從而自覺(jué)遵守使用方法和規(guī)則;溫度計(jì)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(cè)量液體時(shí),溫度計(jì)不能離開(kāi)液體,而且要在溫度計(jì)內(nèi)液柱穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)。
(二)培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程必須掌握的技能
1.培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的一般原理、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法的技能。首先要求學(xué)生明確各個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、原理或理論根據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理、要求對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),包括用什么物理定律、公式,電學(xué)實(shí)驗(yàn)用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測(cè)量,然后選擇所需的儀器和實(shí)驗(yàn)條件,進(jìn)而設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),首先是安裝、調(diào)整好儀器或正確連接電路。其次為支路;主回路中必須有開(kāi)關(guān)(先斷開(kāi));導(dǎo)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(dǎo)線時(shí),應(yīng)按順時(shí)針?lè)较驅(qū)?dǎo)線纏上。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(kāi)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(xiàng),由學(xué)生獨(dú)立去安裝、調(diào)整。
2.培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并能進(jìn)行運(yùn)算和分析,以得出正確結(jié)論的能力。這是實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)步驟有條不紊地操作和讀取測(cè)量數(shù)據(jù),有的實(shí)驗(yàn)則要求測(cè)量或操作時(shí)動(dòng)作迅速,要把握時(shí)機(jī),如:溫度測(cè)量、電學(xué)測(cè)量。要按實(shí)驗(yàn)先后順序?qū)⑿枰獪y(cè)定的各量測(cè)出,并記錄下來(lái)。讀取數(shù)據(jù)和記錄必須注意:①讀數(shù)要及時(shí),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(xué)生實(shí)驗(yàn)前列出表格,表格設(shè)計(jì)要求:能記錄直接測(cè)出的各物理量,能記錄各次測(cè)出的量,能填寫計(jì)算出來(lái)的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等內(nèi)容。進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析。在整理數(shù)據(jù)時(shí),如發(fā)現(xiàn)有不合理的數(shù)據(jù),應(yīng)對(duì)該數(shù)據(jù)補(bǔ)測(cè)。要指導(dǎo)學(xué)生按有效運(yùn)算法去處理數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)分析討論,如:討論數(shù)據(jù)說(shuō)明什么?與理論計(jì)算有何偏差?實(shí)驗(yàn)過(guò)程為何這樣設(shè)計(jì)?實(shí)驗(yàn)結(jié)果的物理意義(結(jié)論)是什么?對(duì)一些成績(jī)優(yōu)良的學(xué)生,還可讓他們?cè)O(shè)計(jì)某個(gè)達(dá)到相同目的的實(shí)驗(yàn)。
二、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的途徑
1.實(shí)驗(yàn)課是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的基本途徑。認(rèn)真上好實(shí)驗(yàn)課,既能幫助學(xué)生牢固地掌握物理知識(shí),又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,是訓(xùn)練和提高實(shí)驗(yàn)技能的基本途徑。實(shí)驗(yàn)課包括演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)是學(xué)生使用儀器,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作典范,它教給學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)方法。如:如何正確使用儀器、安排實(shí)驗(yàn)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(guò)大量的演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以在長(zhǎng)年累月的耳聞目睹中,潛移默化地學(xué)到實(shí)驗(yàn)技能。
2.盡可能將演示實(shí)驗(yàn)改為分組實(shí)驗(yàn)。如:阿基米德定律、牛頓第二定律等。
3.將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探討性的實(shí)驗(yàn)。先讓學(xué)生去研究、探索物理量之間的關(guān)系,后總結(jié)出物理規(guī)律。
4.開(kāi)辟第二課堂。第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識(shí),又可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。主要形式有:①指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn);②組織參觀活動(dòng);③舉行操作實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽;④組織課外興趣小組;⑤舉辦物理科技晚會(huì)等。
5.實(shí)驗(yàn)考查??疾榈男问接校孩贂鎸?shí)驗(yàn)考試;②實(shí)物實(shí)驗(yàn)操作的考查。
總之,學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)需通過(guò)多方面的長(zhǎng)期培養(yǎng),但作為中學(xué)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)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(huì),偏頗之處,在所難免,若有不當(dāng),敬請(qǐng)批評(píng)。