培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能 了解物理學(xué)的研究方法
2013-07-01 18:13 科技信息報(bào)、今日文教周刊2013、7、1、B6版 文/崔向榮
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。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。也就貫徹和實(shí)施素質(zhì)教育,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的正確教育思想。中學(xué)物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能主要包括六個(gè)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(jìn)行觀察、測量和讀數(shù);二是掌握中學(xué)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的一般原理和實(shí)驗(yàn)方法;三是會(huì)正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并能進(jìn)行運(yùn)算和分析,以得出正確的結(jié)論;四是了解誤差概念,并學(xué)會(huì)初步的誤差計(jì)算和分析;五是會(huì)寫一般的實(shí)驗(yàn)報(bào)告;六是初步養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,包括愛護(hù)儀器、遵守安全操作規(guī)則和尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的習(xí)慣等。下面試從兩個(gè)方面淺談學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。
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)的基矗基本儀器主要有:刻度尺、量筒、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計(jì)、測力計(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、測量和讀數(shù)。”要讓學(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(jì)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(diǎn)或校正零點(diǎn),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(huì)調(diào)整零點(diǎn),對游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、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(diǎn)或修正零誤差的習(xí)慣。
3.會(huì)正確讀數(shù)。要讓學(xué)生掌握讀數(shù)的一般方法,關(guān)鍵是會(huì)讀出儀器的最小刻度值,會(huì)從最小刻度之間估計(jì)出一位有效數(shù)字。同時(shí),要學(xué)會(huì)正確讀數(shù)的姿勢。如:從量筒上讀數(shù)時(shí),眼視線應(yīng)與液面保持相平,不能仰視或俯視,若是凹液面讀凹處,凸液面讀凸處,從安培表、伏特表讀數(shù)時(shí),視線應(yīng)與刻度盤垂直,并且正對指針,估計(jì)讀數(shù)四舍五入等。
(二)培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程必須掌握的技能
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。
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量數(shù)據(jù),有的實(shí)驗(yàn)則要求測量或操作時(shí)動(dòng)作迅速,要把握時(shí)機(jī),如:溫度測量、電學(xué)測量。要按實(shí)驗(yàn)先后順序?qū)⑿枰獪y定的各量測出,并記錄下來。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:能記錄直接測出的各物理量,能記錄各次測出的量,能填寫計(jì)算出來的中間數(shù)據(jù)和最后數(shù)據(jù)等內(nèi)容。
3.要使學(xué)生了解誤差概念,并學(xué)會(huì)初步的誤差計(jì)算和分析。實(shí)驗(yàn)后,要指導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)誤差的原因,說明實(shí)驗(yàn)的誤差主要有系統(tǒng)誤差和偶然誤差。系統(tǒng)誤差主要是由于儀器本身的缺陷,實(shí)驗(yàn)原理、裝置不完善而引起的,如:螺旋測微器零點(diǎn)不準(zhǔn);風(fēng)的吹動(dòng)使天平產(chǎn)生誤差;電表指針不對準(zhǔn)零刻度等。減少系統(tǒng)誤差的方法是校準(zhǔn)儀器,或是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法,可改變儀器的位置或儀器的布置,撤換某件儀器,改變所選取的某個(gè)參數(shù),改變實(shí)驗(yàn)方法乃至改換實(shí)驗(yàn)操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上,分別稱衡,可以發(fā)現(xiàn)天平不等臂引入的誤差。又如精密測量同一單擺在不同擺角的周期值,可以發(fā)現(xiàn)周期與擺角有關(guān)。
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。
在分組實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生的活動(dòng)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(shí)驗(yàn)時(shí),教師可先介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒎椒白⒁馐马?xiàng),然后教師在臺(tái)上做示范,學(xué)生在臺(tái)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。
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。考查的形式有:①書面實(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)需通過多方面的長期培養(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),敬請批評。
(作者單位:山東省昌樂縣營丘鎮(zhèn)中學(xué))
