【摘要】教好高中物理實驗課,是提高物理教學效果和培養學生多種能力的有效途徑。本文依據心理學和教育學的有關理論。就怎樣教好中學物理實驗課這一問題,深入地進行研究探討,總結出一套系統的高中物理實驗課的教學程序。
【關鍵詞】物理實驗;實驗程序
中學物理實驗課是學生在教師的指導下獨立進行實驗的一種實踐活動,對學生來說,有一定的難度。因為實驗的本身包涵著學生的獨立思考、探索。在一定的意義上,將自己置身于科學的探索活動之中,這就要求學生要有全面的觀察、判斷、思維等能力。教學過程雖然是以間接知識為對象的特殊認識過程。但是仍然需要遵循從感性到理性,從實踐到理論這樣一個認識規律。物理實驗能夠為學生理解物理知識提供豐富的感性知識和實踐機會。馬克思說過,“物理學家是在自然過程表現得最確實、最少受干擾的地方考查自然過程的,或者,如有可能,是在保證過程以其純粹形態進行的條件下從事實驗的”。由于物理實驗的“最確實,最少受干擾的”特點,使物理學家能很好地發現和認識規律;同樣。物理實驗也能在課堂上創造合適的物理環境,使學生以最有效的方式掌握物理知識。近代科學的發展進程表明,實驗是科學發展的重要基礎,沒有實驗所顯示的現象,就很難突破傳統觀念的束縛。在教學中,讓學生既動手、又動腦,自己去探索和驗證規律,有利于發展學生的思維,開發智力,形成能力。實驗能力是區別于一般實驗技能技巧的更高層次的概念。對于高中學生來說,它主要是指根據實驗的目的和要求,制訂實驗方案、步驟,設計記錄表格,合理地選擇儀器,正確地使用儀器進行測量,分析整理實驗結果,得出必要結論的能力。所以作為執教者應如何引導學生做好實驗,上好實驗課有非常重要的意義,為了上好中學物理實驗課,我們可以從以下幾個方面入手。
一、制訂實驗目標
學生實驗教學目標的實現是實驗教學重要組成部分。是教師根據實驗教學目標選編科學的實驗題目,通過學生對這些題目的反映,了解學生是否掌握了實驗教學所規定的知識技能及情感目標所賦予的理解、應用分析、操作等綜合能力。實驗教學目標必須貫穿實驗教學的始終。教師通過實驗目標完成情況分析自己教學與學生的學習情況,根據實驗教學目標達成來及時調控教學過程,以提高教學質量。因此,教師要在熟悉物理教學大綱、駕馭所學教材的前提下,根據所做實驗的內容和要求,學生已有的基礎和發展水平以及學校的設備等,制訂出所做實驗的認知目標、操作技能目標、實驗素養目標,使實驗課教學目標明確、可測性強。并在實驗前或實驗過程中展示給學生,使學生在實驗過程中有章可循,有的放矢。
二、注意實驗預習
實驗預習是實驗前重要的一環,也是保證學生進行正確操作并獲得正確結果的前提,通過實驗前的預習,使學生能夠了解實驗目的,理解實驗原理、熟悉實驗器材,掌握實驗步驟,學會科學的實驗方法,并提示學生實驗中應注意的事項。避免操作過程中可能出現的動作遺漏或錯誤,從而使實驗操作能夠準確和順利并達到預期效果。因此,學生在實驗課前要認真閱讀教材,弄清本次實驗的目的、原理,明確觀察哪些現象和測量哪些物理量,了解儀器的性能及測試方法和步驟。在報告紙上寫出預習報告,在規定的紙張上設計好記錄表格,供實驗測量時記錄原始數據用。預習報告、記錄表格上實驗課時教師要檢查。
三、培養實驗素養
很多學生認為實驗只是玩玩而已,所以來到實驗室,常有吵鬧和亂動實驗儀器的不良習慣,精神不能集中。為此我們有必要對他們進行有關的教育,一開始做學生實驗就強調實驗室規則并制定合理的紀律。
四、檢查實驗儀器
檢查實驗儀器也是實驗前必要的一步,讓學生依據說明書參照實物。對各個實驗儀器的外部形態、銘牌和一般構造進行觀察,能夠知道它們的名稱,了解其主要功能、適用條件、量度范圍、精密(準確)度及使用規范,使學生對各種基本的物理實驗儀器有比較正確的認識。
五、指導實驗操作
實驗操作是把實驗方案變為實踐的關鍵環節。在實驗過程中。要人人動手,獨立操作,按照操作規則和實驗步驟進行實驗,注重實驗的注意事項,避免操作上的錯誤,以減小誤差。實驗開始前學生要填寫《實驗儀器設備使用登記卡》,對照教材或儀器設明書,了解儀器結構、工作原理和使用方法。按照要求安裝調試好儀器,經教師檢查合格后,按實驗操作規程和實驗步驟進行測試。每次測量后,應立即將實驗數據記錄在預習時準備好的數據表格內。如需要還應記錄環境溫度、濕度、氣壓等實驗條件。儀器型號、編號以及實驗現象等。實驗中如發現異常,應及時請教指導教師幫助分析解決。
1 實驗操作的主要步驟
(1)裝配儀器。一臺儀器的裝配,多臺儀器和器材的組合,都應當做到能按合理的規范程序操作。例如在裝配天平時,應先將橫梁放于止動架上,才能安放掛鉤、掛架和掛盤,不僅要使各類部件的位置正確,而且要做到“對號人坐”。
(2)儀器的預備性調整。器件裝配好以后,一般都要進行預備性調整,如儀表上的擋位選擇及各種旋鈕高始狀態的調節,熱電子儀器的預熱,各種測量儀表零點的調節等。
(3)啟動儀器和觀察記錄。按規范及實驗步驟啟動儀器工作操作過程中不僅要注意操作程序,而且要注意動作的規范要求,切忌隨意性的動作,并仔細觀察,真實地記錄實驗所測得的數據。
(4)實驗結束后的收尾工作。實驗結束,應按照一定的順序拆除和整理儀器,一切設備復原。
2 在實驗操作中要注意以下幾點:
(1)教師示范操作。學生對教師所做的示范動作的模仿是形成動作技能的最高階段,通過教師示范操作,不僅可以減少學生實驗的盲目性,而且可以通過操作過程中教師實事求是的態度,潛移默化的培養學生良好的作風、習慣。但對于那些簡單易懂的地方應讓學生自己動腦去想,動手去做,這樣才能激發學生做物理實驗的興趣,才能培養學生的實驗能力和探索精神。
(2)指導學生操作。在實驗過程中實驗指導教師要巡回指導,如發現學生實驗中發生故障要及時指導學生檢查原因排除故障;如發現學生在實驗中有好的做法或創見性意見時,要及時加以肯定表揚,以調動學生的實驗積極性。
六、處理實驗數據
實驗數據的處理是實驗現象上升到理性認識的環節,教師應引導學生發揮思維的能動作用,讓學生對所測數據進行科學的分析、處理、作出合理的結論。從而培養了學生分析解決問題的能力。通過實驗發現,很多時候學生測得的實驗數據存在著很大的偏差,學生對這些“不滿意”的數據往往采取編湊、涂改、抄襲的方法。教師對于這些現象應當提出嚴肅批評,并和學生一起仔細分析實驗過程和實驗條件,找出問題產生的原因,必要時重做實驗。教導學生必須尊重實驗事實,允許實驗誤差的存在,如實記錄實驗數據,養成實事求是的態度和科學作風。
七、撰寫實驗報告
學生的實驗報告是實驗教學反饋的主要途徑,是實驗工作的全面總結,要用簡明的形式將實驗結果完整而又真實地表達出來。因此在教學中首先指導學生如何寫好實驗報告。實驗報告一般包括實驗目的、裝置與器材、原理、步驟、數據記錄與處理、結論、問題討論、誤差分析等部分。教師要逐步的要求學生學習自行設計實驗報告,在設計報告時,應讓學生學習用比較簡潔概括的文字、直觀形象的圖形、合理清楚的表格來表達實驗報告的內容。實驗報告要養成實驗完成后盡早將實驗報告在預習報告的基礎上撰寫出來的習慣。對實驗結果討論這一項內容主要包括:實驗結果是否達到了實驗目的,實驗中觀察到的異常現象及其可能的原因,對實驗儀器裝置和實驗方法改進的建議等。
八、加強實驗評估
為了加強實驗教學,促進學生做物理實驗的積極性。應對學生的實驗能力進行考核。不僅要對實驗儀器的使用方法、實驗原理、主要步驟、數據處理、誤差分析等進行筆試,將其作為評定學生實驗水平的依據,還要把學生的實驗操作技能作為評定學生物理實驗能力的依據。這樣的考核才能全面地反映出一個學生真正的物理實驗能力。
總之,中學物理實驗課是培養學生操作技能和科學方法、態度、習慣的重要途徑。要組織好學生物理實驗課,獲得實驗課教學的好效果,就必須重視實驗課教學的各個環節,探索方法、創造條件、優化實驗教學過程,才能上好物理實驗課,從而使學生學到有“物”也有“理”的物理。
(作者單位:江蘇省鹽城市大岡中學)