淺談物理實驗技能的培養問題

摘 要：物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗在物理教學中具有十分重要的作用。研究物理不但離不開實驗，而且對實驗的準確度要求也很高。然而要想提高實驗的準確程度就必須先提高實驗技能。要提高實驗技能，就要了解實驗的一般知識、注重實驗技巧的掌握、加強實驗能力的培養，這樣才能培養學生的科學實驗能力和科學實驗素質。

關鍵詞：物理 實驗 技巧 能力

物理是一門以實驗為基礎的學科。研究物理不但離不開實驗，而且對實驗的準確度要求也很高。然而要想提高實驗的準確程度就必須先提高實驗技能。實驗技能如何能提高呢？我想需從三個方面下工夫。

一、了解實驗的一般知識

為了做好實驗，在每次實驗以前，一定要明確實驗的目的，弄清它的原理，了解所用儀器的性能，掌握常用基本儀器的構造、原理和使用，能正確使用儀器進行觀察、測量和讀數。除此之外，要搞清實驗步驟。在實驗中要遵守操作規程，認真觀察現象，仔細記錄必要的數據。實驗后要對所得的數據進行分析，做出合理的結論，必要時還要對這些數據作進一步的深入研究。

完成任何物理實驗，我們都應恪守兩條原則：確保所用的器材不被破壞；實驗結果力求準確。為了保護實驗器材，我們在選用儀器時，特別要注意了解它們的性能，如伏特表和安培表的量程范圍，溫度計的測量范圍，滑動變阻器允許通過的最大電流等等。此外，實驗步驟的安排相當重要，先干什么，后干什么，要嚴格掌握。倘若順序顛倒，不僅會影響實驗的精確程度，而且還會損壞器材，導致實驗無法進行。例如做電學實驗時，必須檢查所連接的電路正確無誤后，方可合上開關，絕不能在通電的情況下去調整電路。系統誤差和偶然誤差是影響實驗準確程度的兩大因素。系統誤差可以通過完善實驗原理、改革實驗方法、合理選用器材而消除。但偶然誤差是不可絕對消除的，不過我們可以設法使其對實驗結果的影響減小。比如使用各種儀表時，我們總要設法讓指針轉到中間刻度附近讀數，目的就是要減少由光的折射等原因引起的偶然誤差。

此外，掌握基本儀器的使用，是做好物理實驗的基礎。當前中學物理的實驗儀器主要有：刻度尺、量筒、游標卡尺、天平、溫度計、測力計、壓強計、電流表、電壓表、滑動變阻器、電阻箱等等。物理大綱要求“學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數。”要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途，掌握儀器的量程、使用方法和使用規則，以達到熟練地、正確地讀數。教師在介紹這些基本儀器的使用方法時，應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導：

1.各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學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節零點或校正零點，否則測出的數據就不準確。如：“對安培表、伏特表等應學會調整零點，對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器，還要學會零誤差修正，讓學生懂得零點是相對的，零誤差的修正在生產上有普遍意義。因此，必須使學生養成使用基本測量儀器前調節零點或修正零誤差的習慣。

3.會正確讀數。要讓學生掌握讀數的一般方法，關鍵是會讀出儀器的最小刻度值，會從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時，要學會正確讀數的姿勢。如：從量筒上讀數時，眼視線應與液面保持相平，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、伏特表讀數時，視線應與刻度盤垂直，并且正對指針，估計讀數四舍五入等。

4.根據儀器的構造原理，掌握它的使用方法和使用規則。如：天平是根據杠桿的平衡條件制成的，因此，使用前和稱量時都要做到橫梁平衡，同時必須嚴格保護刀口，要讓學生理解保護刀口的重要性，從而自覺遵守使用方法和規則；溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的，所以，根據熱平衡原理測量液體時，溫度計不能離開液體，而且要在溫度計內液柱穩定時讀數。顯然，培養學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合起來，這樣既有利于鞏固基礎知識，又能幫助學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。

二、注重實驗技巧的掌握

同一個實驗，有的人做來動作麻利，結果準確；而有的人做來拖泥帶水，效果甚差。為什么會存在這樣兩種截然不同的情況呢？我認為主要出在“巧”字上。通常說熟能生巧，由此可見，多做實驗是提高水平的一種重要方法。因為多做實驗，并非意味著進行簡單的重復，而是要在反復的實驗中摸索規律，掌握技巧。只有這樣不斷通過實驗發現問題，積累經驗，才能保證以后實驗中克服困難，排除障礙。

技巧可以是直接經驗，也可以是間接經驗。也就是說一方面可以通過自己的長期實踐去總結和掌握，另一方面也直接吸收他人的經驗。物理實驗中技巧處處存在，以天平的使用為例，調節底板的水平，調節棟梁的平穩，砝碼的加減，游標的讀數等都有一定的技巧，如果我們掌握了這些技巧，實驗做來既迅速又準確，經常起到事半功倍的效果。

實驗結果的處理也有技巧。在一般情況下，為了使實驗準確，最后都要取其平均值，這樣一來，必然會增加不少麻煩，如果我們建立一定的直角坐標系，把相應的測量數據在坐標下直接標出（不再列方程），并用非常接近各點的一條光滑曲線來表示其對應量之間的變化關系，那么由此曲線即可求出實驗要測定的數值，并且這樣求出的數值已經具有平均的意義了。例如用安培表和伏特表測定電源的電動勢和內電阻時，我們就常用這種方法。

三、加強實驗能力的培養

一個實驗，往往受多種因素的影響，正確分析各種因素的影響，是取得精確實驗結果的保證。但是，要處理這些問題，就必須有一定的實驗能力，而一個人的實驗能力常常體現在下述三個方面：對器材的正確選擇；實驗障礙的排除；實驗結果的分析。如果同時具備了上述三點，也就是具備了較強的實驗能力，在這種能力的支配下，任何實驗都能高質量地完成。例如，用伏安法測電阻的實驗，由于安培表和伏特表對電路會產生一定的影響，因此我們必須根據待測電阻的情況，確定采用內接法還是外接法，以盡量減小由于實驗原理不完善而帶來的系統誤差。另外，我們還要知道電阻受溫度的影響，所以在完成測定的過程中，始終要注意克服這種因素。由于導體的溫度與通電時間和通過它的電流強度有關，這就決定了實驗時電流要小，動作要快。所以，首先在選用器材上電源的電動勢就不宜太大，電流表的量程也以小而適為佳。當然我們不考慮這些問題，實驗照樣能做，只是誤差太大而意義不大。

此外，當我們完成一個實驗時，要學會對整個實驗進行全面的分析和觀察，長期鍛煉，不斷提高。

總之，物理實驗是一個綜合利用知識的過程，只有不斷提高實驗技能，才能保證高質量地完成實驗，從而達到從感性上進一步認識物理規律的目的。

參考文獻：

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作者單位：山西省晉中市榆次區教師進修學校