李巨安
做好物理實驗教學的六環節
李巨安
10.3969/j.issn.1671-489X.2010.16.197
物理是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學,許多物理知識是在觀察和實驗的基礎上認真總結和思考得來的。在物理教學過程中,如能正確地演示或指導學生實驗,對學生掌握知識、運用知識起著很大的積極作用,同時還能激發學生求知欲望。那么一堂完整的物理實驗課,應做好哪些環節呢?
觀察和了解是所有實驗的第一環節,包括對實驗器材的選取、器材的使用規則、器材的使用范圍以及器材的精確度等。例如,測量教室的長度是選用米尺還是選用皮尺呢?因為測量工具的米尺和皮尺,最顯具的特點是它們測量范圍——量稱不同。如果用米尺就必須采用重復測量的方法,即使方法和操作都正確,但仍加大了實驗的誤差。而皮尺可以一次性測量,有效地減小誤差。使用前,還用“看”它零刻度的位置,零刻度是否磨損以及它的分度值。這些因素直接關系到是否操作恰當,讀數是否準確的問題。
在體溫計的使用上,體溫計作為一種特殊的溫度計,它有著與其他溫度計明顯的不同點。1)量稱不同:其他溫度計量稱一般是從-100 ℃~100 ℃甚至更大。而體溫計的量稱只是從35 ℃到42 ℃。2)構造不同:體溫計有一纖細的縮口而其他溫度計沒有,構造不同導致使用上的不同,體溫計讀數時可以離開被測物,而其他溫度計不允許。更應值得注意的是:每次使用體溫計之前,要看水銀柱是否退回玻璃泡,如果沒有,需甩幾下,否則使用時可能導致數據的不真實。
調整或調節是進行實驗的一個準備階段,調整或調節的正確與否對實驗的成功有決定性的作用。對部分需要“調”的實驗儀器,應注重怎樣正確地“調”。最好當學生的面示范一次或幾次。在電流表或電壓表的機械調零上,由于電流表或電壓表長期的使用、運輸等因素,使指針不能準確地指回零刻度處,一般都采取機械調零的辦法:先找到刻度盤中下部找到調零的螺絲,用平字起,慢慢旋動,使指針指回零刻度處,操作的過程中,眼睛應始終盯住刻度盤,旋動的手腕要用力均勻。
做實驗是學生實際動手操作參與實踐的具體過程。每一種儀器都有它的使用規則和要求,應嚴格地按照它的規則要求進行操作。特別是在做一些帶危險性的或損壞性的實驗時,應先通過教師的檢查,避免一些不必要的損壞和意外。在用電流表測量電路電流的連接電路時,開關應斷開,電流表應與被測部分串聯,要保證電流必須從電流表的正極流入負極流出,被測電流不超過電流表的量程(在不能確定的情況下,可以采用點觸或試觸的方法),不能將電流表不經過用電器而直接接在電源的兩端。當然,可以事先將電路圖畫好,然后按電路圖連接達到操作時降低難度的目的。這個過程中必須得到教師的檢查同意以后,方才可閉合開關進行實驗。否則一旦電流表的正負接線柱接反或電路中發生短路現象,很容易燒壞電流表。
在做觀察水的沸騰實驗時,就應特別注意酒精燈的正確使用。酒精燈作為一種加熱工作,它的構造限定了它的使用方法,不允許用酒精燈去引燃另一盞酒精燈,使用完以后,不能用嘴去吹滅酒精燈,而應用燈帽蓋滅。操作過程如果不當或不慎,使灑出的酒精燃燒,不可用水澆,因為酒精的密度小于水的密度,燃燒著的酒精易漂浮在水面上,隨水流動,容易發生火災,而用濕抺布蓋滅(隔絕空氣的辦法)等。
在實驗中正確的讀取和記錄數據,它包括:讀取的姿勢(例:刻度尺數值的讀取時,眼睛應水平垂直或豎直垂直刻度);讀取的方法(讀到分度值的下一位)和準確的記錄(數字與單位要準確)。在此過程中,可以通過多媒體演示錯誤的讀取姿勢或方法,加深學生對錯誤和差的了解,加強學生對動手操作的掌握。同時,也應注重實驗的事實,而不能任意加大或減小實驗數據,有意迎合實驗的真實結果,應著力培養學生實事求是的科學態度。
對于記錄的數據由于操作者不同、實驗器材的不同、操作方法的不同等因素,可能導致同一實驗結果的不同。應及時加以總結和分析,幫助學生分析哪些是錯誤導致的結果,哪些是誤差造成的原因,與學生共同探求對實驗器材和實驗方法的改進,進一步激發學生學習興趣,拓寬他們的思維。例如,做動滑輪可以省一半力的實驗過程中,實驗的結果與理論的數值存在偏大的現象,應幫助學生指出,這并不是錯誤實驗的原因,而是由于摩擦力存在導致的結果。
實驗器材的適當選取,實驗過程的正確操作,實驗數據的準確讀取,記錄和分析,并不意味著實驗的完整結束。實驗后器材的歸類、整理是各類實驗的掃尾工作,也是一個不可忽視的工作,它是培養學生愛護儀器,培養學生有始有終的科學態度的重要內容。
河北省滄州市北石槽中學)